本发明涉及一种超声强化氢氧化钠-硫化钠体系选择性分离沉铁渣中砷的方法，属于湿法炼锌危险固废处理。
背景技术：
1、在自然界中，砷主要以硫化物、氧化物和砷酸盐的形式存在于有色金属矿物中，而目前的冶金工艺无法完全去除砷。因此，在许多有色金属冶金过程中，部分砷转移到各种冶炼渣中。如锌湿法冶金工艺的硫酸锌溶液除铁过程中会产生沉铁渣。沉铁渣不仅含有砷，还含有大量有价金属，如锌、铁、铟。沉铁渣已被列入危险固体废物清单。如果能有效回收利用沉铁渣，不仅能带来良好的经济效益，还能减少重金属污染、保护环境。沉铁渣中的砷含量高，已成为影响环境保护和制约有价金属回收效率的首要因素。因此，无论是填埋处理还是回收利用，都必须去除沉铁渣中的砷。
2、目前含砷固废可以通过火法冶金或湿法冶金工艺处理。火法工艺主要分为还原焙烧、氧化焙烧、真空焙烧、水蒸气焙烧等。具体的方法主要有古河法、电热回转窑蒸馏法、焙烧炉焙烧法等。但火法除砷存在需要密闭烟尘回收设备，生产成本高、过程产生的as2o3不易固化，且除砷率低、不能实现大规模化生产、能耗高等问题。使得湿法除砷是如今运用较多的除砷方式。根据浸出剂的不同，处理固体含砷固废的湿法冶金方法包括酸浸法和碱浸法。酸浸除砷过程中能会产生剧毒物质砷化氢，而且有价金属损失较大，反应时间长，因此，普遍认为碱法在选择性和安全性方面更具优势。然而，砷被大量的铁渣包裹，即使在高浓度的碱的存在下砷的去除率依然小于80％，无法实现高效去除。同时沉铁渣中铁含量较高，在碱浸出过程中会产生氢氧化铁胶体。氢氧化铁胶体会吸附一定量的砷，导致砷去除率显著下降；更致命的是氢氧化铁胶体吸附大量的水导致过滤困难、渣含水高。消除氢氧化铁胶体是碱浸法首要解决的难题之一。仅仅采用碱浸出时锌等溶于碱的元素也被浸出，导致了有价元素的损失，含砷溶液需要进一步分离。
技术实现思路
1、针对沉铁渣的碱浸脱砷存在的砷去除率、大量氢氧化铁胶体的生成、有价元素溶解等问题，本发明提出一种超声强化氢氧化钠-硫化钠体系选择性分离沉铁渣中砷的方法，本发明采用在碱浸出体系中添加硫化钠的方法促进砷的去除，使铁离子转化为硫化亚铁沉淀进而抑制氢氧化铁胶体生成，使锌等元素转变为硫化物留在渣中，保留了有价元素；并且利用超声产生强射流和瞬时高温高压以破坏铁渣包裹体促进砷与碱和硫化钠的反应进一步提高砷的去除率，并破坏氢氧化铁胶体，提高浸出渣的过滤性能、降低渣的含水量，实现砷的选择性去除。
2、一种超声强化氢氧化钠-硫化钠体系选择性分离沉铁渣中砷的方法，具体步骤如下：
3、(1)沉铁渣干燥研磨得到沉铁渣粉；
4、(2)沉铁渣粉加入到氢氧化钠-硫化钠溶液体系中，在温度20～80℃下超声强化浸出20～160min，固液分离得到高含砷浸出液和低砷有价金属浸出渣。
5、所述步骤(1)沉铁渣粉的粒径小于200目。
6、所述步骤(2)氢氧化钠-硫化钠溶液体系中氢氧化钠浓度为1～6mol/l，硫化钠浓度为0.6～2mol/l。
7、所述步骤(2)氢氧化钠-硫化钠溶液与沉铁渣粉的液固比ml:g为3～6:1。
8、所述步骤(2)超声功率为200～800w，超声频率为20khz。
9、所述步骤(2)高含砷浸出液中砷含量为3.7～4.1g/l，低砷有价金属浸出渣中砷含量低于0.5wt.％。
10、超声强化氢氧化钠与硫化钠体系选择性分离沉铁渣中砷的原理：硫化钠在碱性条件下与砷反应生成ass32-等可溶性的离子，促进了砷的溶解，硫化钠与铁、锌等离子反应生成硫化物沉淀，抑制胶体生成，并使有价元素留在渣中；超声空化效应产生的局部瞬时高温高压条件可以促进浸出砷反应的进行；超声波的空化作用还可以使沉铁渣破碎成更小的颗粒，从而增大与溶液接触的表面积，加快了反应速率；超声的在溶液中产生强射流和机械作用，有助于促进反应界面更新，还可以使溶液中的砷浸出阻力降低，极大地降低浸出所需时间，浸出后得到高浓度含砷溶液。
11、本发明的有益效果是：
12、(1)本发明利用氢氧化钠与硫化钠作为浸出剂，相比传统碱性浸出方法，利用超声强化碱浸选择性除去沉铁渣中砷的方法具有除砷率高，处理时间短，操作简单、浸出渣过滤性好等的特点；在碱浸出体系中添加硫化钠的方法促进砷的去除，使铁离子转化为硫化亚铁沉淀进而抑制氢氧化铁胶体生成，使锌等元素转变为硫化物留在渣中，保留了有价元素；
13、(2)本发明利用超声波在溶液的空化作用和机械作用，机械作用可以在溶液中形成有效的搅拌与流动，促进液固传质，提高了砷的浸出率；超声产生的强射流进一步破坏氢氧化铁胶体生成，提高浸出渣的过滤性能和降低渣含水量；空化作用可在空化气泡溃陷局部产生高温和高压，对溶液中的沉铁渣产生洗涤和腐蚀作用，能够促进反应界面更新，进一步加强液固反应，从而，进一步提高了砷的浸出率；
14、(3)本发明利用超声强化氢氧化钠与硫化钠体系选择性除砷，沉铁渣中砷被高效的去除，有价金属被保留下来；不但可以有效的减少试剂的使用，而且提升除砷的效率高，成本低。
1.一种超声强化氢氧化钠-硫化钠体系选择性分离沉铁渣中砷的方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述超声强化氢氧化钠-硫化钠体系选择性分离沉铁渣中砷的方法，其特征在于：步骤(1)沉铁渣粉的粒径小于200目。
3.根据权利要求1所述超声强化氢氧化钠-硫化钠体系选择性分离沉铁渣中砷的方法，其特征在于：步骤(2)氢氧化钠-硫化钠溶液体系中氢氧化钠浓度为1～6mol/l，硫化钠浓度为0.6～2mol/l。
4.根据权利要求1所述超声强化氢氧化钠-硫化钠体系选择性分离沉铁渣中砷的方法，其特征在于：步骤(2)氢氧化钠-硫化钠溶液与沉铁渣粉的液固比ml:g为3～6:1。
5.根据权利要求1所述超声强化氢氧化钠-硫化钠体系选择性分离沉铁渣中砷的方法，其特征在于：步骤(2)超声功率为200～800w，超声频率为20khz。
6.根据权利要求1所述超声强化氢氧化钠-硫化钠体系选择性分离沉铁渣中砷的方法，其特征在于：步骤(2)高含砷浸出液中砷含量为3.7～4.1g/l，低砷有价金属浸出渣中砷含量低于0.5wt.％。