1.一種含砷煙塵的綜合處理方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)常壓堿浸
在浸出溫度為室溫~100℃、時間為30~240min、液固體積質量比為3:1~20:1(ml:g)、NaOH濃度為0.1mol/L~6mol/L、攪拌速度為50~1000r/min的條件下對含砷煙塵進行常壓堿浸處理;過濾得浸出液和浸出渣;所述液固體積質量比是指以ml/g計,NaOH溶液與含砷煙塵的體積質量比;
(2)浸出液催化氧化
通過催化氧化的方式,向步驟(1)所得浸出液中加入氧化性氣體和催化劑,將浸出液中的As3+轉變成As5+;
(3)氧化后液固砷
將步驟(2)所得氧化后的浸出液采用調控生長法、分布結晶法、石灰沉砷法、沉淀轉化法中任意一種或幾種結合的方法合成穩定的固砷礦物,然后堆存或用水泥包覆固化;
(4)浸出渣洗滌
將步驟(1)所得浸出渣采用流態化洗滌,將浸出渣中的可溶砷降至0.1%以下;
(5)洗渣回收有價金屬
將步驟(4)所得洗渣干燥后配入木炭、煤和適量純堿,在反應器內于900~1200℃、有C、CO條件作用下進行還原熔煉,熔煉生成泡渣、鉛銻合金和煙塵;將所述煙塵返回還原熔煉或常壓堿浸步驟;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;將所述吹煉渣返回還原熔煉工序;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,所述含砷煙塵以質量百分比計包括以下主要成分: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%。
3.根據權利要求1或2所述的方法,其特征在于,步驟(2)中所述氧化性氣體為氧氣、空氣或富氧空氣,氧化性氣體的氣體流量控制在1~20L/min;
和/或,所述催化劑為KMnO4;優選反應體系中As與Mn摩爾比控制在5:1~50:1;
和/或,催化氧化體系控制的溫度控制在30℃~120℃。
4.根據權利要求1或2所述的方法,其特征在于,步驟(3)中所述調控生長法包括:將所得浸出液pH值調至1.5~3,在持續通入氧化性氣體的同時加入沉砷劑亞鐵鹽溶液,于溫度75~90℃反應5~24h,同時加入中和劑調控反應在pH值1.5~3條件下進行反應,使Fe3+與AsO43-反應生成高穩定性的固砷礦物;其中,氧化性氣體流量為1~20L/min,反應體系中Fe與As的摩爾比為2~5:1;所述氧化性氣體為氧氣、空氣或富氧空氣;所述亞鐵鹽溶液為硫酸亞鐵溶液、氯化亞鐵溶液或硝酸亞鐵溶液中的至少一種,所述中和劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉或氫氧化鈉中的至少一種。
5.根據權利要求1或2所述的方法,其特征在于,步驟(3)中所述分布結晶法包括:將所得浸出液的初始pH值調至1.5~3,加入鐵鹽溶液,使所述浸出液中Fe與As的摩爾比為1~8:1,,同時加入中和劑調控反應在pH值1.5~3條件下進行反應,使Fe3+與AsO43-反應生成高穩定性的固砷礦物;控制反應條件:溫度為室溫~120℃,反應時間為1~10h,攪拌速度50~500r/min,所述鐵鹽溶液為硫酸鐵溶液、氯化鐵溶液或硝酸鐵溶液中的至少一種,所述中和劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉或氫氧化鈉中的至少一種。
6.根據權利要求1或2所述的方法,其特征在于,步驟(3)中所述石灰沉砷法包括:將所得氧化后的浸出液pH值調至1.5~3,以連續加料的方式加入CaO、Ca(OH)2中的一種或兩種作為沉砷劑,使所述浸出液中Ca與As的摩爾比為2~8:1,沉降時間為5~100小時,反應溫度為10℃~90℃。
7.根據權利要求1或2所述的方法,其特征在于,步驟(3)中所述沉淀轉化法包括:向步驟(2)所得反應體系中添加鐵鹽溶液,使反應體系中Fe與As的摩爾比控制在1~5:1,同時加入中和劑調控反應在pH值1.5~3條件下進行反應,使Fe3+與AsO43-反應生成高穩定性的固砷礦物;所述鐵鹽溶液為硫酸鐵溶液、氯化鐵溶液或硝酸鐵溶液中的至少一種,所述中和劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉或氫氧化鈉中的至少一種。
8.根據權利要求1或2所述的方法,其特征在于,步驟(3)中水泥固化的控制條件為,按照水泥和固砷礦物的重量比2:1~10:1用水泥包覆固砷礦物;優選地,所述水泥和固砷礦物的重量比為4:1。
9.根據權利要求8所述的方法,其特征在于,所述水泥中還添加有粉煤,粉煤添加量為水泥質量的20%~60%,優選為40%。