焙烧气氛对含砷废弃物共烧结过程中砷锑迁移转化的影响

以砷碱渣为碱源与高砷锑氧粉共焙烧,研究在不同焙烧气氛和温度下,挥发气氛、烟尘与焙烧渣中As和Sb含量及物相变化,分析焙烧气氛和温度对As、Sb迁移转化的影响。结果表明,空气气氛下,随着焙烧温度的增加,As、Sb挥发量增大,最终分别转化成Na3AsO4、NaSbO3固定在焙烧渣中;氮气气氛下,随着焙烧温度的增加,砷挥发量逐渐减少,锑挥发量逐渐增大,最终分别转化成亚砷酸钠和亚锑酸钠固定在焙烧渣中;在氮气气氛、900 ℃条件下焙烧,可以得到Sb含量为90.77%的烟尘,且砷的固化率达95.95%。     

高砷锑氧粉和砷碱渣共焙烧过程中砷锑迁移转化机理

采用以废治废的思路,以砷碱渣为碱源加入到高砷锑氧粉中共焙烧,通过研究挥发气氛、烟尘及焙烧渣中组成成分和As、Sb含量,分析As、Sb转化迁移机理。研究表明,高砷锑氧粉和砷碱渣的共焙烧,能显著减少砷、锑的挥发;当高砷锑氧粉和砷碱渣的质量配比为1︰1时,砷的固化率由10%提高到85%;砷主要以Na₃AsO₄、NaAsO₂、As₂O₅的形式固定在焙烧渣中,锑主要以NaSbO₃、NaSbO₂的形式固定在焙烧渣中。     

砷钙渣碳热还原分解热力学分析及试验研究

运用热力学计算软件HSC Chemistry 6.0对砷钙渣碳热还原分解反应进行热力学分析,发现还原气氛下可有效降低CaSO_4、Ca_3(AsO_4)_2的分解温度。根据分析结果在管式炉中进行砷钙渣碳热还原分解试验,并考查反应温度、还原剂量、反应时间对砷钙渣分解的影响。试验结果表明,在温度1 200℃、还原剂量25%、反应时间3h最优条件下,砷挥发率93.75%,脱砷渣中CaO含量78.87%。     

含砷铁矿石烧结及除尘灰焙烧脱砷热力学

 为了研究铁矿石烧结及除尘灰焙烧脱砷问题,运用FactSage软件研究了不同氧分压、温度及碱度对含砷铁矿石烧结脱砷率、砷平衡组成、脱砷最终形态的影响,并对除尘灰焙烧脱砷流程进行热力学研究。结合烧结杯进行烧结试验,并在多气氛下利用焙烧除尘灰试验进行验证,运用XRD、SEM及EDS对矿相进行分析。结果表明,脱砷产物及脱砷率与温度、氧分压及碱度密切相关。在烧结过程中,残留在烧结矿中的砷,主要是固态砷酸盐,其他砷会以As4O6（g）等气态物质脱除。除尘灰中砷以固态As2O3（s）和As2O5（s）存在。在空气或厌氧气氛下焙烧除尘灰,会使砷转变为砷酸盐。但采用配比煤粉及厌氧条件下,在600 ℃以上焙烧除尘灰,可使砷以气态As4（g）挥发,在400 ℃以下析出单质砷。     

As2O3真空碳热还原制备粗金属砷的热力学研究

采用HSC Chemistry 5.0热力学分析软件研究了As2O3真空碳热还原制备粗金属砷过程的吉布斯自由能与温度的关系,重点研究了挥发过程、碳热还原过程及砷蒸汽冷凝过程。结果表明,常压下As2O3在773K时以As4O6(g)双原子气态形式挥发,而在100Pa下挥发只需473K即可,与实际情况一致;As2O3(g)气体参与碳热还原过程的可能性较小,As2O3(s)粉末、As4O6(g)气体在100Pa真空压力下参与碳热还原反应温度分别是473～810K、873K,该温度均低于常压碳热还原过程所需温度(893～1 203℃);砷蒸汽的冷凝过程是As4(g)蒸汽先凝结成液态砷后,再冷凝成固态粗金属砷。     

低铅砷含量超细锑白产品的研制

在湿法工艺生产锑白的过程中,增设蒸馏脱砷、等离子体处理,生产的低铅砷超细锑白产品含Sb2O3>99.8%,As2O3、PbO<0.003%,粒度达到0.1μm。     

含砷烟尘湿法提取白砷新工艺

进行了含砷烟尘湿法提取白砷的实验研究。介绍针时烟尘中砷存在形式的不同所采取的不同处理方法及结果：获得优质白砷，降低浸出渣含砷。     

硫砷铜矿和辉锑矿在焙烧/熔炼温度下的氧化-挥发反应

熔炼/吹炼法生产铜时,铜精矿中的微量有害元素砷和锑会发生蒸发副反应。众所周知,当这些杂质元素以可观数量存在于铜精矿中时,环境被砷和锑污染的危险性显著增加,使最终的铜质量恶化。本文讨论了一项在500~1 100℃温度范围内从Cu_3AsS_4中挥发As和从Sb_2S_3中挥发Sb的研究结果。采用Cu_3AsS_4,纯Sb_2S_3及预制的Cu_3AsS_4-Sb_2S_3混合矿样,在N_2和空气可控气氛下进行研究。结果表明在氧化气氛下,Cu_3AsS_4中的As完全挥发,留下铜复合物CuO渣,辉锑矿部分以SbO_2形式蒸发,蒸发程度主要依赖于温度。在800℃和1 000℃时,辉锑矿的挥发程度分别达到45%和75%。混合硫砷铜矿-辉锑矿样品氧化-挥发时,在硫砷铜矿存在下,锑的挥发加强,加强的程度同样依赖于温度。在1 000℃,约99%的Sb_2S_3在5 min内迅速挥发。     

含砷烟尘湿法提取白砷新工艺

进行了含砷烟尘湿法提取白砷的实验研究,介绍针对烟尘中砷存在形式的不同所采取的不同处理方法及结果:获得优质白砷,降低浸出渣含砷。     

从硫化锌精矿中直接回收砷

在沸腾炉中,利用弱氧焙烧使As和S从硫化锌精矿中脱除,再经过二次燃烧室使As和S得到充分燃烧后全部进入烟气,烟气经余热锅炉和电收尘脱除大部分烟尘,通过收砷设备冷凝沉降后得到As2O3粗烟尘。最佳条件表明,As2O3回收率在98%以上,粗烟尘经砷提纯装置使As2O3含量达到98%以上。提纯过程中的砷渣返回原料工序循环使用,烟气经脱砷处理后用于制酸,整个生产过程为全封闭自动化流水线作业。     

用氢氧化钠浸出含钴高砷铁渣中砷的试验研究

研究了用氢氧化钠浸出钴冶金过程中产出的高砷铁渣中的砷。结果表明，在高温高碱性条件下，砷浸出率达98％以上，可实现与钴、铁的分离。     

某砒霜厂历史遗留砷渣组成分析及浸出特性

对广西某砒霜厂历史遗留砷渣进行组成分析及浸出特性研究。结果表明,供试砷渣为酸性渣,pH为3.36,主要重金属为As、Zn、Pb、Cu、Cd,总量分别为17 404、2 043、1 459、1 376、570 mg/kg。重金属赋存矿物主要为含砷褐铁矾、臭葱石、砷铅铁矿、水砷铁铜石、锌铁尖晶石和铁闪锌矿等。砷渣中需稳定化处理的重金属为As、Zn、Cu、Cd,其硫酸-硝酸法浸出浓度分别为0.69、85.33、41.62、2.58 mg/L,浸出液pH为3.65。砷渣自身具有较强的酸缓冲能力。要实现砷渣As、Zn、Cu、Cd的同步稳定化,需使用强碱性多功能复合稳定化材料。     

有色冶炼含砷废渣的脱砷现状及展望

随着我国有色冶金金属产量的逐渐增加,每年都会产生大量的含砷废渣、烟尘和废水,能否有效对其进行资源化和无害化处理,是制约企业能否持续健康发展的瓶颈问题。文章综述了当前国内外有色冶金工业中含砷废料脱砷的工艺和原理,主要包括火法、湿法和火法湿法联合脱砷工艺。火法脱砷主要是利用高温将As 以 As2O3 的形式脱除 ;湿法脱砷一般为用酸性或碱性介质进行浸出,使 As 以砷酸盐的形式脱除。对现有工艺存在的问题进行了讨论并对除砷新工艺提出展望。     

含砷矿石细菌氧化液除砷实验及砷钙渣稳定性研究

以甘肃某金矿经细菌氧化提金后产生的高砷、高铁强酸性细菌氧化液为研究对象，并选择CaO作为沉淀剂进行中和除砷实验，考察pH值、温度、搅拌速度和反应时间等对中和除砷的影响，通过单因素实验确定最佳除砷条件，并探究在模拟自然环境下各因素对砷钙渣稳定性的影响。除砷实验结果表明：在pH=4~5、搅拌速度适宜及常温下反应25 min时，除砷率可达99.99%，实现了废水净化；砷钙渣定量分析结果表明：渣中As、Fe质量分数分别为4.04%和19.79%；模拟自然环境下砷钙渣稳定性影响实验结果表明：当环境pH≤1时，砷钙渣中的砷被溶出了5 mg/L，超过工业废水排放标准。通过试验发现，选择CaO作为沉淀剂对细菌氧化液进行中和除砷，可以实现废水净化，并且当含砷渣所处环境pH≥1时可以稳定存放。     

富硼渣碳热还原过程硼组元的迁移行为

 以富硼渣为原料,在热力学分析的基础上探讨了硼组元在碳热还原过程中的迁移行为,绘制了B-C-O优势区图,并利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测定了产物的相组成和显微结构。研究表明,富硼渣中的B2O3随反应温度的升高失重率变大,1470℃,8h时B2O3的失重率为53.702%,B2O3以复合氧化物硼酸钙的形式存在于反应产物中,影响了B的挥发失重,且反应产物物相复杂。富硼渣中的硼组分被碳还原挥发,和镁硅组分一起形成白色粉末沉积在炉管口部。     

高含砷冶炼污酸单级硫化脱砷试验

硫化法是目前冶炼污酸除砷应用最广泛的方法。常规硫化法采用阶梯式硫化、多级硫化、高效硫化反应器等工艺,或产出大量危废渣且后液不能回用只能排放,或成本高、流程长,或对高含砷污酸处理效果不理想。对含砷16 060 mg/L、铜28.04 mg/L、铅9.80 mg/L的高含砷污酸的除杂工艺进行研究,考察了硫化钠（Na2S?9H2O）加入量、加入方式及时间、反应温度等因素对除杂效果的影响,确定了“硫化+絮凝”的工艺,通过优化药剂加入方式从而减少药剂加入量,探索出了最佳工艺控制条件,达到“流程短、加药精准、污染小”的目的。结果表明,污酸中的砷可降至0.23 mg/L甚至<0.1 mg/L,铅、铜分别降至<0.1 mg/L,远低于工业硫酸一级品的限值。     

降低MgO含量对高炉渣黏度和熔化性温度的影响

以高炉生产中实际渣样为基础,检测不同炉渣成分对炉渣黏度和熔化性温度的影响,对降低炉渣中MgO含量的可行性进行研究。实验结果表明,当wAl2O3为15%,在炉况稳定,炉缸温度充沛的情况下,二元碱度较高(1.2左右),可将wMgO下降到4%~6%;二元碱度较低(1.1左右),可将wMgO下降到5%~6%,保证炉渣适宜的流动性,不影响高炉正常运行。同时结合CaO-SiO2-MgO-Al2O3相图和等黏度图分析,当炉渣中wMgO为5%,从1 500℃降为1 400℃时所对应的黏度值上升最快,这与实验数据相一致。     

含砷铜物料中砷、铜分离试验研究

采用焙烧-水浸联合工艺路线处理复杂含砷铜物料,试验结果表明,在加碱焙烧温度550℃,碱系数1.5倍,时间1.0h;焙烧渣水浸液固比5∶1,温度60~65℃,时间1.0h的条件下,99%砷可与铜分离,从而富集得到含铜76%的高含铜原料,可直接并入铜冶炼系统。