1.一種從含砷煙塵回收有價金屬及砷無害化處置的方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)常壓水浸:在常壓條件下對含砷煙塵進行水浸,水與煙塵的液固體積質量比為3:1~20:1,攪拌速度為50r/min~1000r/min,水浸的溫度為室溫~100℃,浸出時間為30min~240min,使含砷化合物充分溶解于水中;過濾后,得浸出液和浸出渣;
(2)浸出液催化氧化:在所述浸出液中加入氧化性氣體和催化劑進行催化氧化反應,使含砷化合物中的砷被氧化至五價,獲得氧化后液;
(3)氧化后液固砷:采用調控生長法、分布結晶法、石灰沉砷法、沉淀轉化法中的一種或多種方法結合,將所述氧化后液中的砷合成穩定的固砷礦物,然后采用堆存或水泥固化的方式固化固砷礦物;
(4)浸出渣洗滌:將步驟(1)所得浸出渣經過流態化洗滌,使浸出渣中的可溶性砷含量降至0.1%以下;過濾后,得洗液和洗渣;所述洗液返回所述常壓水浸過程;
(5)洗渣回收有價金屬:將所述洗渣干燥后,與木炭、煤和純堿混合進行還原熔煉,生成煙塵、泡渣和鉛銻合金;
將所述煙塵返回所述還原熔煉或常壓水浸;
將所述泡渣送鉛冶煉;
將所述鉛銻合金進行氧化吹煉,在隔焰的條件下通入空氣,獲得銻蒸汽、吹煉渣和粗鉛;將所述銻蒸汽氧化生成三氧化二銻,作為銻白產品;將所述吹煉渣返回進行所述還原熔煉;將所述粗鉛送鉛精煉。
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述含砷煙塵中包含以下元素:砷、銻、鉛、鋅、銅、碲、硒、鉍、錫;
優選地,以質量百分比計,包含:砷1%~60%,銻1%~55%,鉛0.1%~35%,鋅0.1%~30%,銅0.1%~5%,碲0.01%~3%,硒0.01%~3%,鉍0.01%~3%,錫0.01%~1%。
3.根據權利要求1或2所述的方法,其特征在于,步驟(1)所述水浸的控制條件為,水與煙塵的液固體積質量比為3:1~20:1,攪拌速度為50r/min~1000r/min,水浸的溫度為室溫~100℃,浸出時間為30min~240min。
4.根據權利要求1~3任意一項所述的方法,其特征在于,步驟(2)所述氧化性氣體為氧氣、空氣或富氧空氣,優選所述氧化性氣體的流量為1~20L/min;
和/或,所述催化劑為KMnO4,優選砷元素與錳元素的摩爾比為5:1~50:1;
和/或,所述催化氧化的溫度為30℃~120℃。
5.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,步驟(3)所述調控生長法具體為:將所述氧化后液的pH值調至1.5~3,持續通入氧化性氣體的同時加入亞鐵鹽溶液,在溫度75℃~90℃的條件下反應5h~24h,同時加入中和劑調控反應在pH值1.5~3條件下進行,使Fe3+與AsO43-反應生成高穩定性的固砷礦物;
優選地,所述通入氧化性氣體的流量為1~20L/min;和/或,所述亞鐵鹽沉砷中鐵元素與氧化后液中砷元素的摩爾比為2~5。
6.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,步驟(3)所述分布結晶法具體為:將所述氧化后液的pH值調至1.5~3,同時加入鐵鹽溶液,在室溫~120℃的條件下攪拌反應1h~10h,同時加入中和劑調控反應在pH值1.5~3條件下進行,使Fe3+與AsO43-反應生成高穩定性的固砷礦物;
優選地所述鐵鹽中鐵元素與氧化后液中砷元素的摩爾比為1~8;和/或,所述攪拌速度為50r/min~500r/min。
7.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,步驟(3)所述石灰沉砷法具體為:將所述氧化后液的pH值調至1.5~3,連續加入CaO、Ca(OH)2中的一種或兩種作為沉砷劑,在10℃~90℃條件下沉降5h~100h;
優選地,所述沉砷劑中的鈣元素與氧化后液中砷元素的摩爾比為2~8。
8.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,步驟(3)所述沉淀轉化法具體為:調節步驟(1)所得浸出液的pH值至1.5~3,以連續加料的方式向浸出液中加入CaO和Ca(OH)2中的一種或兩種沉砷,得砷酸鈣沉淀;以連續加料的方式加入鐵鹽溶液,同時加入中和劑調控反應在pH值1.5~3條件下進行,使Fe3+與AsO43-反應生成高穩定性的固砷礦物。
9.根據權利要求1或5~8任意一項所述的方法,其特征在于,步驟(3)所述水泥固化具體為:將水泥與所述固砷礦物以重量比2:1~10:1、優選以重量比4:1混合,使水泥包覆所述固砷礦物;
優選地,在所述水泥中添加粉煤;所述粉煤添加量優選為水泥重量的20~60%、更優選為水泥重量的40%。
10.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,步驟(4)所述流態化洗滌采用流態化洗滌塔進行洗滌;優選所述洗滌的次數為2~3次。