专利名称：一种含多价态复合型砷锑化合物阳极泥脱除砷和锑的方法
技术领域：
本发明属于火法冶金领域，特别涉及一种含多价态复合型砷锑化合物阳极泥脱除 砷和锑的方法。
背景技术：
铅阳极泥是铅电解精炼过程产出的一种副产品，它是提取贵金属的重要原料，其 主要成分有Au，Ag，Pb，Cu，As, Sb和Bi等。为了回收得到贵金属，杂质元素如As和Sb等 必须优先除去。砷和锑对阳极泥处理过程的影响较大，它们不仅使阳极泥处理工程复杂，而且会 影响其他综合利用产品的质量，并污染环境。高砷锑阳极泥的预处理工艺主要分为火法流 程与湿法流程。火法流程包括挥发焙烧法和还原焙烧法等。现有的火法工艺环境污染严 重，收尘系统复杂，投资很大，效益不高。湿法流程分为酸浸、碱浸和氯化浸出等方法，但其 流程长工序多，浸出液处理量大，回收处理砷锑等有价元素复杂，同时需大量多品种的化学 原料，成本较高。所以，现有的工艺还存在很多的问题需要解决。对于高砷锑铅阳极泥的预处理，不但要考虑砷和锑的脱除率，还要重视对环境的 保护，而且需注重后序工艺的处理，为砷和锑产品的回收创造条件。砷锑及其化合物都具有 很高的应用价值砷可用于生产合金、铅制弹丸、半导体材料的电子元件等，其化合物应用 于制造农药、防腐剂和医药等；锑多用作其它合金的添加剂，其化合物广泛应用于搪瓷、颜 料、阻燃剂和烟剂等。因此，为了把含有砷锑的有害物质转变成有价产品，目前迫切需要发 展一种从阳极泥中高效环保处理及回收砷和锑的技术。
发明内容
本发明提出了一种含多价态复合型砷锑化合物阳极泥脱除砷和锑的方法，利用此 方法脱除砷和锑，具有流程短、效果好和环保等优点。根据物质温度与蒸汽压的关系，在相同温度下，低价态的砷锑氧化物As2O3和Sb2O3 的蒸汽压比阳极泥内其他物质的蒸汽压大很多。因此，在真空条件下，As2O3和Sb2O3很容易 从阳极泥中蒸发到气相中去，而其他具有低蒸汽压的物质仍然留在蒸余物中，从而实现了 砷和锑的除杂分离。高价态的砷锑化合物蒸汽压很低且难于分解，需把它们还原成低价态 的砷锑氧化物蒸发除去。另外，减少蒸发物的分压可以进一步促进阳极泥中As2O3和Sb2O3 的蒸发。所以，在真空反应的过程中向体系内通入少量的空气，以动态的形式驱赶阳极泥表 面的As2O3和Sb2O3蒸气分子，从而降低蒸发物As2O3和Sb2O3分压，增大阳极泥的蒸发率，加 强脱除砷锑的效果。本发明基于这些热力学基础，针对含多价态复合型砷锑化合物阳极泥 的特点，首次提出了两步真空动态联合技术脱除阳极泥砷和锑的方法。两步真空动态联合 技术包括了真空动态蒸发与真空动态闪速还原两部分首先通过真空动态蒸发的方法脱除 低价态的砷锑氧化物，然后在真空动态条件下，把高价态的砷锑氧化物闪速还原成低价态 的砷锑氧化物除去。
本发明的技术方案为1)将含多价态复合型砷锑化合物阳极泥置于真空的条件下，升温至750 800°C 进行真空蒸发反应，并在反应过程中向体系内通入流动的载气，以动态的形式驱赶阳极泥 表面的As2O3和Sb2O3蒸气分子；2)通过以上真空蒸发处理后的蒸后泥，加入木炭粉后，升温至800 900°C，同样 在通入流动的载气的情况下进行真空还原蒸发反应，使得五价的的砷及五价或四价的锑氧 化物迅速还原成低价态的砷锑氧化物As2O3和Sb2O3后挥发除去；反应结束后可以得到贵铅
I=I 巫 O蒸发物As2O3和Sb2O3在冷凝器中冷却收集。所述1)步中真空反应时间为50 70分钟，真空度为220 270Pa，载气流速为 350 450ml/min。所述2)步中反应时间为50 70分钟，真空度为220 270Pa，载气流速为350 450ml/mino所述2)步中加入木炭量为蒸发泥质量的7 8%。本发明通过在反应过程中向体系内通入载气，以动态的形式驱赶阳极泥表面的 As2O3和Sb2O3蒸气分子，从而降低蒸发物As2O3和Sb2O3分压，增大阳极泥的蒸发率及加强脱 除砷锑的效果。本发明的具体操作过程为先把阳极泥置于真空反应炉中，在真空条件下升至750 800°C，同时通入流速为 350 450ml/min的空气，维持50 70分钟，此时体系的真空度为220 270Pa。阳极泥 内低价态的砷锑氧化物随载气挥发流入冷凝器，冷却收集。然后取经上述真空动态蒸发处理后的蒸后泥，加入占蒸发泥质量的7 8 %的 木炭粉，混合均勻置于真空反应炉内。把炉子升至800 900°C，同时通入流速为350 450ml/min空气，并维持50 70分钟，此时体系的真空度为220 270Pa。在真空的条件 下，由于As2O3和Sb2O3的蒸汽压很大，所以高价态的砷锑氧化物一还原成低价态的砷锑氧化 物As2O3和Sb2O3，并通过流动的载气迅速地挥发除去，从而可以停止继续被还原成金属。挥 发物的蒸气在冷凝器中冷却收集。反应结束后得到富集银的贵铅合金，贵铅可进一步精炼 处理回收贵金属。由贵铅计算，两步真空动态联合法总砷的脱除率为99%以上，总锑的脱 除率为93%以上。实验所得残渣可返回冶炼厂回收有价金属，冷凝物经分离后可分别回收 As2O3 禾口 Sb2O3。本发明方法的流程图如附图1所示。本发明针对现有处理铅阳极泥的种种缺点和问题，提出了使用真空动态联合技术 应用于含多价态复合型砷锑化合物阳极泥砷和锑的去除。与现有工艺相比，本发明具有以 下优点1.反应在真空密闭体系中进行，防止了 As2O3和Sb2O3的粉尘污染，是一种清洁环 保的处理技术。2.真空条件下能减少金属的损失，在脱除砷锑的同时能得到贵铅，为下一步分离 提纯创造了良好的的条件。3.采用该方法简化了处理阳极泥的流程，成本较低，操作条件安全方便。
4.脱除砷和锑的效果好，总砷的脱除率大于99%，总锑的脱除率大于93%。
图1为本发明方法的流程图。
具体实施例方式以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。实施例取一种含多价态复合型砷锑化合物铅阳极泥为原料，经化学成分测定，阳极 泥中主要含有 Pbl7. Olwt %，Asl9. 35wt %，Sb24. 75wt %，Ag3. 88wt %，Bi3. 28wt % 和 Cul. 92wt%。首先把阳极泥原料放在料舟内，置于真空反应炉中进行动态蒸发处理。真空动 态蒸发的反应条件为温度750 780°C，时间60分钟，真空度约250Pa，空气流速约400ml/ min0经失重法计算，真空动态蒸发处理后阳极泥的蒸发率为30.8%。蒸后泥主要含有高价 态的砷锑化合物。将IOg的蒸后泥与7. 5%的木炭粉混合均勻，放在料舟内置于真空反应炉 中进行动态闪速还原反应。真空动态闪速还原的条件为温度800 830°C，时间60分钟，真 空度约250Pa，空气流速约400ml/min。反应结束后可以收集得到2. 2g的贵铅，经化学成分 测定，贵铅中主要含有 Pb31. 57wt%,AsO. 047wt%,Sb9. 89wt%,Ag25. llwt%,Bil4. 85wt% 和Cu8. 28wt%。按贵铅计算，两步真空动态联合法砷的总脱除率为99. 96%，锑的总脱除率 为93. 92%。实验所得冷凝物的主要成分为As2O3和Sb2O3粉末，此冷凝物可以经过真空分 离等方法分别回收As2O3和Sb2O3，实现资源再生利用。
权利要求
一种含多价态复合型砷锑化合物阳极泥脱除砷和锑的方法，其特征在于，包括以下步骤1)将含多价态复合型砷锑化合物阳极泥置于真空的条件下，升温至750～800℃进行真空蒸发反应，并在反应过程中向体系内通入流动的载气，以动态的形式驱赶阳极泥表面挥发出的As2O3和Sb2O3蒸气分子；2)通过以上真空蒸发处理后的蒸后泥，加入木炭粉后，升温至800～900℃，同样在通入流动载气的情况下进行真空还原蒸发反应，使五价的砷及五价或四价的锑氧化物迅速还原成低价态的As2O3和Sb2O3后挥发除去；反应结束后得到贵铅合金。
2.根据权利要求1所述的阳极泥脱除砷和锑的方法，其特征在于，所述1)步中反应时 间为50 70分钟，真空度为220 270Pa，载气流速为350 450ml/min。
3.根据权利要求1或2所述的阳极泥脱除砷和锑的方法，其特征在于，所述2)步中反 应时间为50 70分钟，真空度为220 270Pa，载气流速为350 450ml/min。
4.根据权利要求3所述的阳极泥脱除砷和锑的方法，其特征在于，所述2)步中加入炭 量为蒸后泥质量的7 8%。
5.根据权利要求1所述的阳极泥脱除砷和锑的方法，其特征在于，蒸发物As2O3和Sb2O3 在冷凝器中冷却收集。
全文摘要
本发明提供了一种含多价态复合型砷锑化合物阳极泥脱除砷和锑的方法。该方法采用两步真空动态联合技术，包括了真空动态蒸发与真空动态闪速还原两部分。含多价态复合型砷锑化合物的阳极泥经两步处理首先通过真空动态蒸发的方法脱除低价态的砷锑氧化物，然后在真空动态条件下，把高价态的砷锑氧化物闪速还原成低价态的砷锑氧化物除去。经过两步法处理后，砷的总脱除率为99％以上，锑的总脱除率为93％以上。本工艺具有流程短、效果好和环保等优点。
文档编号C22B30/02GK101942567SQ201010516668
公开日2011年1月12日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者丘克强, 林德强 申请人:中南大学