重有色金属冶炼中砷的脱除与回收

第 54 卷第 10 期2023 年 10 月中南大学学报(自然科学版) Journal of Central South University (Science and Technology)Vol.54 No.10Oct. 2023

有色冶炼废酸中和渣的综合处置现状

阮博文，焦芬，覃文庆，潘祖超

(中南大学 资源加工与生物工程学院，湖南 长沙，410083)

摘要：有色冶炼废酸中和渣是一种含有砷、铅、锌、镉等有毒元素的工业固体废弃物，同时也是具有较高

潜在利用价值的固废资源，目前正面临产量大、污染重、利用率低等问题。本文首先简要介绍废酸中和渣

的来源及化学成分；其次，重点阐述该渣在无害化处置、有价金属回收以及协同熔炼方面的国内外最新研

究进展，结合实例对具体工艺的基本原理、优缺点和适用范围进行归纳总结和对比分析，探讨其应用中存

在的问题，并给出建议；最后，对有色冶炼废酸中和渣的利用方向和利用途径提出展望，指出火法−湿法联

合回收工艺以及协同熔炼工艺是未来的重点发展方向。

关键词：有色冶炼；废酸中和渣；无害化处置；资源化利用

中图分类号：TF09 文献标志码：A

文章编号：1672-7207（2023）10-3808-11

Comprehensive disposal status of waste acid neutralization sludge

in nonferrous smelting

RUAN　Bowen, JIAO　Fen, QIN　Wenqing, PAN　Zuchao

(School of Minerals Processing and Bioengineering, Central South University, Changsha 410083, China)

Abstract: Nonferrous smelting waste acid neutralization sludge is a kind of industrial solid waste containing

湖南有色金属　ＨＵＮＡＮ　Ｎ０ＮＦＥＲＲ０ＵＳ　ＭＥＴＡＬＳ　第２９卷第１期　２０１３年２月　

・环保・　

锑冶炼砷碱渣水热浸出脱砷回收锑试验研究　

彭新平　

（湖南有色金属研究院，湖南长沙４１００１５）　

摘要：锑冶炼过程中产生的砷碱渣含有大量的锑和砷，将炼锑含砷碱渣进行水热浸出回收锑和脱　砷处理，锑回收率和砷浸出率分别达到８０％、９２％以上，有效实现了砷锑分离。　关键词：砷碱渣；浸出；脱砷；综合回收　中图分类号：Ｘ７０５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００３—５５４０（２０１３）０１—００５４—０４　

砷碱渣是火法炼锑碱法除砷过程产生的固体废　渣。我国的锑矿大都含有砷，且多呈砷黄铁矿（Ｆｅ．　

ＡｓＳ）形态存在。在锑冶炼过程中，砷被氧化、还原后　

进入到粗锑中，粗锑反射炉精炼时加入纯碱（碳酸　钠）除砷得到精锑，砷氧化后的砷化物作为废物排　

出，该碱渣一般含锑２０％～４０％，含砷１％～５％；由　于该碱渣含锑较高，通常企业将碱渣投入反射炉重　

复利用，产生的废渣即砷碱渣，其中锑含量为１０％以　下，砷４％～１０％，主要成分为碳酸钠、砷酸钠、亚锑　

酸钠、硫代亚锑酸钠及少量的金属锑。砷酸钠剧毒　且易溶于水，一旦泄露到环境，会对人体健康造成严　

重危害。　

目前，我国砷碱渣的堆存总量已达到２０多万ｔ，　每年还以５　０００　ｔ左右的速度增加。砷碱渣的处置方　

式有填埋、火法、湿法等处理方法。填埋处理由于安　全性低，管理费用高，已经很少采用；采用氧化焙烧　挥发法处理砷碱渣制取Ａｓ　０　，易带来二次污染，且　

处理含砷较低的砷碱渣效果不佳；湿法是通过水热　浸出再浓缩结晶等方法将砷碱渣中砷去除并回收　

锑，实现砷碱渣综合回收利用。浸出工艺直接影响　到下一步工艺过程产品的回收率和产品的纯度。　

为有效分离砷碱渣中锑和砷，本实验对砷碱渣　

水热浸出工艺进行了研究，分析了影响砷和锑浸出　效果的主要因素，通过正交试验法确定较优的水热　浸出工艺条件，实现了砷与锑有效分离。　

世界有色金属 2023年 5月下116化学化工Chemical Engineering砷碱渣综合处置与资源化利用的研究沈吉峰，彭󰀁竣，刘󰀁勇，唐亚峰，李光裕（湖南有色产业投资集团有限责任公司，湖南　长沙　４１０１２９）摘 要：砷碱渣的无害化处置关系到环境和人体健康，以及锑冶炼行业的可持续发展。本文针对砷碱渣处置过程中的难点，提出了一种无害化处置砷碱渣并资源化回收其中有用成分的工艺。该处置工艺主要包括四个部分：砷碱渣浸出工序、浸出液碳化工序、碳化后液碱性脱砷工序和脱砷碱液循环浸出工序。针对影响每个工序的关键因素以及潜在机理，本文进行了系统地研究和总结。采用本文所提出的砷碱渣处置工艺，在实现砷碱渣中砷组分无害化处置前提下，获得了含砷仅为０．１９％的碳酸氢钠产品，以及含砷高达２６．９８％的高砷渣，并实现了工业用水的零排放。关键词：砷碱渣；碳化；碱性脱砷；资源化回收中图分类号：Ｐ６１８．６６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１０－０１１６－６Study on the comprehensive disposal and resource utilization of arsenic-alkali slagSHEN󰀁Ji-feng,󰀁PENG󰀁Jun,󰀁LIU󰀁Yong,󰀁TANG󰀁Ya-feng,󰀁LI󰀁Guang-yu（　Ｈｕｎａｎ　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　Ｇｒｏｕｐ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０１２９，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｅ　ｈａｒｍｌｅｓｓ　ｄｉｓｐｏｓａｌ　ｏｆ　ａｒｓｅｎｉｃ－ａｌｋａｌｉ　ｓｌａｇ　ｉｓ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｈｕｍａｎ　ｈｅａｌｔｈ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ａｎｔｉｍｏｎｙ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ．　Ａｉｍｅｄ　ａｔ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ａｒｓｅｎｉｃ－ａｌｋａｌｉ　ｓｌａｇ　ｄｉｓｐｏｓａｌ，　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ａ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｈａｒｍｌｅｓｓ　ｄｉｓｐｏｓａｌ　ｏｆ　ａｒｓｅｎｉｃ－ａｌｋａｌｉ　ｓｌａｇ　ａｎｄ　ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ　ｏｆ　ｕｓｅｆｕｌ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｉｎ　ｉｔ．　Ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｍａｉｎｌｙ　ｉｎｃｌｕｄｅｓ　ｆｏｕｒ　ｐａｒｔｓ：　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ａｒｓｅｎｉｃ　ａｌｋａｌｉ　ｒｅｓｉｄｕｅ，　ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ，　ａｌｋａｌｉｎｅ　ｄｅａｒｓｅｎｉｚａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，　ａｎｄ　ｃｙｃｌｉｃ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｅａｃｈ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｒｅ　ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ａｎｄ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．　Ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｐｒｅｍｉｓｅ　ｏｆ　ｒｅａｌｉｚｉｎｇ　ｈａｒｍｌｅｓｓ　ｄｉｓｐｏｓａｌ　ｏｆ　ａｒｓｅｎｉｃ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｉｎ　ａｒｓｅｎｉｃ　ａｌｋａｌｉ　ｒｅｓｉｄｕｅ，　ＮａＨＣＯ３　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ｏｎｌｙ　０．１９％　ａｒｓｅｎｉｃ　ｗｅｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｉｓｐｏｓａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，　ａｎｄ　ｚｅｒｏ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｏｆ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｗａｔｅｒ　ｗａｓ　ｒｅａｌｉｚｅｄ．Keywords:　ａｒｓｅｎｉｃ　ａｌｋａｌｉ　ｒｅｓｉｄｕｅ；　Ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ；　Ａｌｋａｌｉｎｅ　ａｒｓｅｎｉｃ　ｒｅｍｏｖａｌ；　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ

２０　湖南有色金属　ＨＵＮＡＮ　ＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳ　ＭＥＴＡＬＳ　第２８卷第３期　２０１２年６月　

有色冶金工业含砷烟尘处理及利用研究进展　

赵思佳　

（湖南有色金属研究院，湖南长沙４１００１５）　

摘要：介绍了有色冶金工业产生的含砷烟尘的处理方法及综合利用现状，并指明了今后含砷烟尘　处理的研究发展方向。　关键词：有色冶金；含砷烟尘；处理；利用　中图分类号：Ｘ７８１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００３—５５４０（２０１２）０３—００２０—０５　

砷是一种非金属，砷及其化合物几乎都有剧　毒ｕ　Ｊ。虽然砷在自然界中有单矿物存在，但多数是　

常与有色金属矿物伴生。含砷烟尘是有色金属生产　过程中产生的含砷物料。这些含砷烟尘不仅给企业　造成了严重的压力，而且造成了企业周边环境的严　

重污染。　目前，我国对砷的卫生标准做出规定Ｅ２　Ｊ：居民区　

大气中砷的日平均最高容许浓度为０．００３　ｉｎｇ／ｍ　，　饮用水中砷的最高容许浓度为０．０５ｍｇ／Ｌ（以Ａｓ２０　

计），工业废水中砷的最高容许排放浓度为０．５　ｍｇ／Ｌ。因此，迫切需要对有色冶金工业中产生的含　砷烟尘进行综合治理或者综合回收，使其达标排放　或综合利用。　

１含砷烟尘的来源　

近些年来，各国对于砷污染越来越重视，环保要　求也越来越高，使得有色冶炼企业对所用精矿中砷　

的含量有限量要求。但是，由于砷与铜、铅、锌、钴、　锡、锑、金和银等金属经常共生在一起，用一般选矿　方法是不能彻底分离的，不可避免地有部分砷进入　精矿中。有色冶金工业产生的含砷烟尘主要来自　铜、铅、锌、钴、锡等重金属提取中含砷矿石的冶炼、　

焙烧或者废渣烟化回收过程。据统计，闪速炉炼铜　过程中以烟灰形式进入闪速炉的砷量占进入闪速炉　

砷总量的５０％以上，这使得砷在系统内不断循环和　富集，最终对电铜及硫酸的质量产生不可低估的负　面影响＿３　Ｊ。在铜的闪速熔炼和转炉吹炼过程中，砷　

作者简介：赵思佳（１９８３一），男，助理工程师，主要从事有色金属冶金　以及功能材料研究。　主要以氧化物的形态进入冶炼烟气。在硫化锌精矿　在流态化焙烧或者烧结焙烧的过程中，砷主要以氧