曲曉峰，趙祝鵬，張善輝，崔家友，侯紹彬，姜學利

（山東恒邦冶煉股份有限公司，山東 煙臺 264109）

三氧化二銻俗稱銻白，是一種重要的無機氧化物[1]。作為阻燃劑，其廣泛應用于塑料、橡膠、紡織、化纖、顏料、油漆、電子等行業(yè)，也用作化工行業(yè)的催化劑和生產原料，還是優(yōu)良的無機白色顏料。恒邦冶煉廠以高銻高砷煙灰為原料，先在轉爐進行還原熔煉產出砷銻合金，然后進行銻的精煉。在銻精煉中，通常采用加堿即堿性精煉方法對粗銻進行精煉除砷，產生大量的銻堿渣[2]。目前有關銻堿渣處理的報道很少，其處理工藝主要為堆存、火法、濕法等[3-7]。

南昌航空大學環(huán)境與化學工程學院研究了銻堿渣中的銻和砷的分離及過程動力學，以提高銻資源的利用率[8]。本廠傳統(tǒng)的處理方法為返爐進行二次處理，但存在砷含量高、銻含量低的問題，影響后期銻品位及處理量。本文研究如何分離銻堿渣中的砷，為銻生產提供良好的原料，降低銻生產過程成本。

1 試驗部分

1.1 原料

恒邦冶煉廠銻精煉過程銻堿渣砷、銻元素含量如表1所示。

1.2 返爐熔煉

傳統(tǒng)銻堿渣的處理方法是將其投轉爐進行二次熔煉，得到的砷銻合金再繼續(xù)進行銻的精煉除砷。這種方法雖然解決了銻堿渣堆存的問題，但返爐熔煉存在不足。銻堿渣的反復熔煉沒有實現(xiàn)砷的單獨開路，并且造成生產成本升高。因此，需對銻堿渣進行脫砷才能進行返爐熔煉。

1.3 銻堿渣水洗脫砷

由于銻堿渣中的砷以砷酸鈉的形式存在，溶于水，而銻化物不溶于水，人們據(jù)此可以實現(xiàn)砷、銻的分離。試驗期間，將一定量的銻堿渣研磨破碎，加一定量的水，在一定溫度下以一定速率攪拌一定時間，過濾，考察液固比、溫度、攪拌速率以及浸出時間對砷浸出效果的影響。

2 結果與討論

2.1 液固比對砷浸出的影響

取銻堿渣200 g，水洗溫度80℃，攪拌速度250 r/min，攪拌60 min，試驗不同的液固比，反應結束過濾，濾渣制樣檢測，結果如圖1所示。

圖1 液固比對銻堿渣中砷浸出率的影響

從圖1可知，砷的浸出率和銻的富集率隨著液固比的增大而升高，當液固比為5:1 時兩者都達到最大值，繼續(xù)增大液固比，兩者都沒有明顯變化，考慮到實際生產，液固比選為5:1。

2.2 浸出溫度對銻堿渣中砷浸出率的影響

取銻堿渣200 g，按不同的溫度梯度，液固比為5:1，攪拌速率250 r/min，攪拌60 min，反應結束過濾，濾渣制樣檢測，結果如圖2所示。

從圖2可知，砷的浸出率和銻的富集率隨溫度的上升而增大，當溫度為80℃時，兩者都達到最大值，繼續(xù)增大溫度，兩者都沒有明顯變化，考慮到實際生產，浸出溫度選擇80℃。

圖2 溫度對銻堿渣中砷浸出的影響

2.3 攪拌速率對銻堿渣中砷的浸出率的影響

取銻堿渣200 g，按不同的攪拌速率梯度，液固比5:1，浸出溫度80℃，攪拌60 min，反應結束過濾，濾渣制樣檢測，結果如圖3所示。

圖3 攪拌速率對銻堿渣中砷浸出的影響

從圖3可知，增大攪拌速率也會增大砷的浸出率和銻的富集率。當攪拌速率為250 r/min 時，兩者達到最大值，繼續(xù)增大攪拌速率，兩者都沒有明顯變化，因此攪拌速率選取250 r/min。

2.4 浸出時間對銻堿渣中砷的浸出率的影響

取銻堿渣200 g，按不同的浸出時間梯度，液固比5:1，水洗溫度80℃，攪拌速率250 r/min，反應結束過濾，濾渣制樣檢測，結果如圖4所示。

從圖4可知，在一定范圍內延長浸出時間會提高砷的浸出率和銻的富集率，當浸出時間為60 min時，浸出效果最好，繼續(xù)延長浸出時間，浸出效果趨于穩(wěn)定，浸出時間選擇60 min。

圖4 浸出時間對銻堿渣中砷浸出的影響

3 擴大試驗

根據(jù)上述條件試驗結果，進行擴大試驗驗證。球磨銻堿渣1 000 kg，球磨漿化用水與后期反應釜補水控制在5 000 L，設置減速機攪拌速率250 r/min，升溫至80℃，浸出60 min。得到水洗渣的重量為230 kg，水洗渣中砷含量為2.32 kg，砷的浸出率達到98.99%。通過擴大試驗驗證，推薦工藝流程如圖5所示。

圖5 推薦工藝流程

水洗渣可直接投轉爐進行銻的精煉，濾液用石灰將砷轉化為砷酸鈣沉淀，轉化渣可直接進入備料車間進行砷的回收，而轉化液可反復用于銻堿渣的水洗，既經濟又環(huán)保。

4 結論

銻堿渣經過清水洗滌可有效實現(xiàn)銻堿渣中的砷、銻分離，同時能起到富集銻的效果，水洗渣可作為良好的銻精煉原料。通過石灰轉化濾液的方法，人們可以充分對其中的砷進行回收，以保護環(huán)境，同時轉化液反復用于銻堿渣水洗，節(jié)約了水資源。