專利名稱：高砷銻煙灰氧化處理工藝及其產品的制作方法
技術領域：
本發明屬于有色金屬冶煉中煙灰處理領域，特別是涉及一種高砷銻煙灰在酸性條件下氧化處理及其合成產品-玻璃澄清、脫色劑工藝。
在有色金屬冶煉時，往往會產生大量的高砷銻煙灰。對高砷銻煙灰化學分析可知，主要含有砷、銻、鉍、鉛等成份，也有少量的鈣、硫、氧化鋁等物質。其中砷、銻等氧化物極易升華、揮發，造成對環境的污染，亟需加以處理。目前對含砷銻的煙灰，一般只能采用密封、貯存的辦法來防止污染。對富含砷銻成份的高砷銻煙灰，也只能利用砷、銻氧化物在酸、堿、水、加熱等各種條件下溶解度、揮發點的不同，采用硫酸化焙燒、鼓風堿浸、高壓水浸-真空蒸餾、電熱蒸餾等方法，把砷銻分離成產品，達到處理、利用的目的。但采用分離的方法處理，不但成本高而且都不能實現對高砷銻煙灰的完全利用，在處理過程中都不同程度地存在中間產物或產品的毒性污染，存在砷銻氧化物升華、揮發的“二次污染”的缺點。
另一方面，在目前制造玻璃時，一般要添加由白砒、氧化銻、氧化鈰等原料制成的玻璃澄清、脫色劑。由于溶制玻璃時所需的溫度較高，砷、銻氧化物升華、揮發現象十分嚴重，不但造成寶貴原料的大量浪費，而且造成嚴重的砷、銻污染，使勞動條件惡化。
本發明的目的，是要提供一種高砷銻煙灰處理的新工藝。根據這種新工藝，對高砷、銻煙灰進行氧化處理后合成玻璃澄清、脫色劑。既實現了對高砷銻煙灰的完全利用、和無毒、無污染處理、又消除了溶制玻璃時的砷、銻污染現象，達到化廢為寶，節約大量原材料和從根本上消除污染現象的目的。
本發明工藝的基本原理是根據對砷、銻物相分析和化學分析得知，砷、銻化合物中有85%左右是它的低價化合物。砷、銻低價化合物的揮發點和受熱分解點的溫度都要比它的高價化合物低得多，因此要降低砷的毒害和砷、銻揮發性的污染，就必須把低價的砷、銻化合物氧化成較穩定的高價化合物。為此，采用鹽酸為活化劑，以硝酸鈉和硝酸銨為氧化劑，在酸性條件下，使高砷、銻煙灰中的低價砷、銻氧化物氧化成高價砷、銻的鹽類。這些高價的砷、銻鹽類在處理溫度條件下不會發生升華和揮發，這就從根本上消除了高砷、銻煙灰在處理時的揮發性污染。同時，這些反應生成物都可以作為玻璃中的組分。而且砷、銻高價化合物的熱分解溫度與玻璃溶制時的低溫階段可以同步銜接，溶入時不會產生砷、銻的升華、熱分解現象，而等溶制玻璃的溫度升高到高溫階段的1200℃左右時，高價砷、銻氧化物受熱分解，放出氧氣，增強了玻璃中的氣體分壓，對其中的有色成份進行氧化脫色后逸出，其作用同由白砒、氧化銻等制成的澄清，脫色劑機理完全相同，因此，高砷銻煙灰經本發明工藝氧化處理后加入少量的硫酸鹽，其產品即可作為玻璃澄清、脫色劑。既避免了目前溶制玻璃時的砷害現象和生產中的“二次污染”，又節約了大量的白砒，氧化銻等原料，開辟了高砷銻煙灰處理的新路子。
附圖
為本發明工藝的簡單生產流程框圖。其中1為計量槽，2為酸化、氧化反應鍋，3為混合雙速拌和器，4為貯存緩沖器，5為包裝器，6為緩沖回收器，7為填料回流處理塔，8為酸化槽。
下面結合附圖詳細介紹有關本發明工藝的配料，氧化合成反應，混合拌料等步驟的實施細節。
配料將各種物料送入附圖所示的計量槽1，物料應包括高砷銻煙灰，硝酸銨，硝酸鈉，水，鹽酸。上述物料配比應按照下述比例進行
AS2O3+Sb2O340-60%NH4NO310-20%NaNO310-25%HCl12-20%H2O5-15%其中應注意1AS2O3+Sb2O3的含量應根據高砷銻煙灰中砷銻的含量換算成低價砷、銻氧化物后的重量計算的含量。以確保氧化合成反應能夠進行得完全。2如在高砷銻煙灰中含有5%以上的鉛可按鉛合金的重量在配方中加入硫酸3.5%，如鉛含量增高，則硫酸的含量也應相應增加。
氧化合成反應將符合上述配比的物料緩緩加入附圖中所示的酸化氧化反應鍋2。加料時應注意先注入水，再將鹽酸慢慢注入水中稀釋，然后將硝酸銨，硝酸鈉同時加入鹽酸水溶液中，控制酸度PH值應小于2，微微加熱，把反應的起始溫度控制在15℃～75℃的范圍內，然后加入高砷銻煙灰進行充分拌和，攪拌時間應控制在15～40分鐘范圍內，經攪拌后即發生劇烈的氧化合成反應，並伴有放熱現象，反應的終止溫度可達90℃～110℃。整個氧化合成反應可常壓下進行，不需加壓。反應結束，應保溫1～3小時，然后讓其自然降溫至60℃左右，即可得到反應的產物銻酸鈉，銻酸銨，砷酸鈉，砷酸銨的混合物。送入附圖所示的混合雙速拌料器3。
混合拌料在混合雙速拌料器內，根據溶制玻璃的不同要求，添加適量的硫酸鹽，與由反應生成的砷酸銨鹽，砷酸鈉鹽，銻酸鈉鹽，銻酸銨鹽的混和物加以粉碎，充分攪拌，混和后合成玻璃添加劑，經送入附圖中所示的貯存緩沖器4內收粉塵，抽樣化驗，計量包裝等處理步驟后，即得到高砷銻煙灰氧化合成處理后的產品-玻璃澄清、脫色劑。
本發明工藝步驟簡單易行，從高砷銻煙灰到其氧化合成后的產品-玻璃澄清、脫色劑的整個過程中，除在氧化合成反應時，有少量鹽酸酸霧和氮氧化物氣體逸出外，無其它中間產品的毒性污染，亦不存在“二次污染”。這些在酸化氧化反應鍋逸出的氣體的處理如附圖所示，由管道導入緩沖回收器6中，將鹽酸酸霧冷凝回收成鹽酸，供循環使用。剩余的氮氧化物氣體經填料回流塔7中用15%的氫氧化鈉溶液吸收處理后，以遠低于國家氣體排放標準的氣體在20米高空排放。同時，填料回流塔中生成的亞硝酸鈉則送入酸化槽8，用硝酸氧化成硝酸鈉后，再供循環使用。這樣就實現了對這些逸出氣體的回收，利用。本發明工藝有較好的原料自身循環性，能最大限度地節約原材料。
本發明工藝不僅適用于高砷銻煙灰的處理，而且對其它有關涉及砷、銻低價化合物生產工藝的“三廢”處理，也均能適用。特別是本發明工藝技術參數范圍寬，操作容易，並可以在常溫常壓條件下操作，更使它具有較強的實用性。
同現有的高砷銻煙灰分離處理方法相比，本發明采用的在酸性條件下氧化合成的處理方法，具有很多優點從對高砷銻煙灰處理的利用率來說，本發明工藝可以達到100%完全利用;而且在整個過程中實現了無廢水，無廢渣，無中間產品污染，從根本上介決了因砷、銻化合物的升華和揮發造成的“二次污染”問題;同時，亦避免了溶制玻璃時產生的嚴重砷害和污染現象。在利用本發明工藝制成的產品-玻璃澄清，脫色劑中含砷、銻量很低，其毒性要比原來使用白砷等原料制成的產品毒性下降90%左右，且可降低成本15～50%左右。經實際使用，用本發明工藝制成的產品對玻璃澄清，脫色劑的效果要比原來的產品還好，所以本發明工藝不但具有良好的社會效益。而且還具有較好的經濟效益。
下面提供一個實施例
按配料比例取料AS2O3+Sb2O352%; NH4NO312%;NaNO313%; HCl(濃) 16%; H2O 7%;
將鹽酸注入水中后，再將硝酸鈉同時加入鹽酸水溶液中，微微加熱至40℃;然后投入高砷銻煙灰，進行充分拌和，注意使PH值小于2，約經過15～40分鐘左右，即發生劇烈氧化合成反應，並伴有放熱現象，反應結束保溫1～3小時，停止加熱，待其自然冷卻至60℃以后，高砷銻煙灰和硝酸鈉，硝酸銨即合成為高價的砷、銻酸復合鈉、銨鹽混和物，此混和物可單獨作為玻璃澄清，脫色劑產品，但為降低成本，提高使用效果，減少毒性，添加了少量硫酸鹽和亞硫酸鹽，粉碎后混合攪拌均勻，制成玻璃澄清、脫色劑產品，經用戶溶制玻璃時使用證明，澄清，脫色的效果良好。
權利要求
1.一種砷、銻低價化合物處理工藝，其特征是采用酸化氧化合成反應的處理方法，在PH值小于2的酸性條件下，以硝酸鈉鹽，硝酸銨鹽為氧化劑，將砷、銻低價化合物氧化成砷、銻高價化合物。
2.如權利要求1所述的一種砷、銻低價化合物處理工藝，其特征在于其氧化合成反應是在常壓下進行的，反應的起始溫度為15～75℃;終止溫度為90℃～110℃;反應結束應保溫1～3小時。
3.如權利要求1或2所述的一種砷、銻低價化合物處理工藝，其特征在于所使用的砷、銻低價化合物，硝酸銨，硝酸鈉，鹽酸，水之間的配比為AS2O3+Sb2O340-60%NH4NO310-20%NaNO310-25%HCl12-20%H2O5-15%
4.根據權利要求1所述的一種砷、銻低價化合物處理工藝，其特征是對高砷銻煙灰氧化處理后的生成物，添加適量硫酸鹽合成后，可作為玻璃的澄清，脫色劑。
全文摘要
一種砷、銻低價化合物的處理工藝，是在pH＜2的酸性條件下，以硝酸鈉，硝酸銨為氧化劑，將砷、銻低價化合物氧化成高價化合物，提高了它的升華、揮發點和受熱分解溫度。從根本上消除了整個工藝過程中因砷、銻升華、揮發而造成的“二次污染”。反應合成的砷、銻鈉鹽、銨鹽混合物，添加適量硫酸鹽后，可替代由白砒、氧化銻等原料制成的玻璃澄清、脫色劑，效果良好。且可避免玻璃溶制時的砷害和污染，具有較高的經濟效益和社會效益。
文檔編號C01G28/00GK1031824SQ88105560
公開日1989年3月22日 申請日期1988年8月8日 優先權日1988年8月8日
發明者施鳳來 申請人:江蘇省無錫縣玻璃助劑廠