次氧化锌中砷的脱除与固化研究

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密闭鼓风炉炼铅锌(ISP)生产中,烧结配料中的砷约50%富集于鼓风炉渣烟化产出的次氧化锌,次氧化锌返回烧结配料,导致大量砷在系统中循环累积,严重影响生产、环保和安全。针对上述问题,本文以国内某ISP工厂高砷次氧化锌为原料,开展了次氧化锌中砷的脱除与固化研究。分析检测表明,次氧化锌中砷主要以砷酸锌物相存在。根据物料特性,提出了苛性碱浸出—加石灰沉砷—砷酸钙渣水泥固化的处理流程,进行了实验研究,确定了各步工序最佳工艺条件,并对砷酸钙渣水泥固化块进行了稳定性评价。苛性碱浸出脱砷最佳工艺条件与技术指标为:温度80℃,[NaOH]50g/L,L/S质量比3:1,时间1h。砷浸出率65~70%,铅、锌损失率小于1%,浸出液中约85%的砷以砷酸根形态存在。浸出液中砷的沉淀分为二步:第一步,加双氧水将As(Ⅲ)氧化成为As(Ⅴ)。技术条件为:温度为常温,双氧化水用量根据浸出后液中As(Ⅲ)含量确定,加入量为理论量的1.2倍,在搅拌条件下加入双氧水,氧化时间0.5h。技术指标为As(Ⅲ)氧化率100%。第二步,加熟石灰沉砷,最优技术条件为:温度95℃,Ca/As摩尔比3:1,沉砷时间2h。技术指标为砷的沉淀率达到99.5%,As(V)以Ca5(AsO43OH形态沉淀,结晶度较高。对沉砷得到的砷酸钙渣,加水泥固化后,进行了稳定性评价,结果表明,当砷酸钙渣与水泥质量比为1:3时,其稳定性能满足GB5085.3-2007要求。将砷钙渣在800℃煅烧1h,可以使其稳定性提高,在砷钙渣与水泥质量比仅为1:1时,固化块稳定性就能满足GB5085.3-2007要求。
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