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黄渣

铜镍钴砷化物的熔合体

鼓风炉冶炼粗铅过程中，除产出粗铅及炉渣外，还产出冰铜和黄渣，黄渣是铜镍钴砷化物的熔合体，也称为砷冰铜。主要成分为铁的砷（锑）化物，常混有一定量的铜和铅的砷（锑）化物。

黄渣简介
金属砷化物及锑化物的熔体，亦称砷冰铜。主要成分为铁的砷(锑)化物，常混有一定量的铜和铅的砷(锑)化物。黄渣是铅鼓风炉熔炼过程中原料含砷（锑）较高时的产物。原料中的镍、钴及贵金属也进入黄渣。黄渣的熔点随组成而异，一般在1050～1100℃之间。比重约为7，较锍大。温度较高时,黄渣与锍有一定的互溶度,只有在前床澄清时才能形成互相饱和的两层。黄渣的产量决定于炉料中砷（锑）含量及鼓风炉的还原气氛。还原气氛弱时，砷(锑)形成 （ ）而挥发，不形成黄渣。黄渣在炉缸中易形成炉结，导致操作困难。可对原料进行预处理，将砷（锑）去除到一定程度。
含砷废渣
含砷废渣是重要的二次资源，随着冶金和化工等工业发展以及金矿的开发，砷伴随着主要元素被开发出来,在矿石的前处理，如选矿过程中，大部分砷元素残留在尾矿中，约20%进入冶炼厂或化工厂。进厂后，一是回收砷的产品，约有90%是来自其它冶炼过程中的副产品。这部分砷约占砷量的20%。二是堆放，而靠“固砷法”处理后的含砷渣堆积量也超过20万吨。三是随冶炼废气、废水排放约占25~30%。在火法冶炼生产中，砷主要以三氧化二砷形态挥发进入烟尘中。在湿法冶炼或化工生产中，砷进人溶液或残留在尾料中,也有当精矿中砷含量较高时，采用浮选或其它处理方法将砷富集、提取作为副产品回收。对于含砷废水、废气,须经除砷处理达标排放,砷以含砷废渣形态从废气、废水中分离。其中冶炼废水中的砷量相当大，就我国而言，由于贵溪、铜陵、大冶、株冶、葫芦岛、白银等冶炼厂扩大投产，每年废水中排出的砷将超过3万吨。由此可见,一方面每年的含砷废渣量相当巨大,不管采用何种“固砷法”处理，由于长期堆存,废渣中砷会有不同程度的溶出,进入土壤或地表水、地下水源,对环境造成污染。另一方面，由于可开采的原生砷资源在总体上较少，以及砷产品在许多领域的重要用途，含砷废渣可以作为重要的二次资源加以利用，变害为利。
纯碱氧化脱砷工艺
简介
砷冰铜综合利用重点是脱砷工艺条件的研究。有人试图采用常规酸浸、碱浸，高温造渣方法脱除砷，效果很不理想。采用高温氧化升华除砷，脱砷效果不错，但严重污染环境。砷化矿的浸取工艺主要有三种，1）原料中Fe/As比恰当时，高温高压酸性浸出；2）高温高压碱性浸出；3）高温高压氨浸。高温高压工艺，所需设备庞大，投资高，中小企业难以企及。根据砷化物是还原性物料，砷的氧化物是酸性氧化物的特性，因此碱浸是可行的，反应速度慢主要是动力学因素，故可加入纯碱焙烧，采用水浸除砷的工艺流程。
影响因素
砷冰铜加入纯碱氧化焙烧反应，是复杂的气-固多相反应。因此，砷冰铜颗粒越小，比表面积越大，氧的吸附量越大，反应彻底，砷的浸取率和脱除率高。颗粒达到0.1mm后，砷的浸取率相近，反应已不再受动力学因素控制，且砷的脱除率已较高，考虑生产的实际情况，实验原料破碎至小于0.1mm。
焙烧温度的影响如图2所示，试验条件：焙烧时间2.5h，纯碱：砷冰铜=0.66。由图可见，随着温度升高，金属渣中砷逐步降低，砷的脱除率随之提高，但温度达 850摄氏度时，焙料有熔化现象。当温度高于800摄氏度后，温升高，脱砷率提高缓慢，故考虑能耗等问题，选800摄氏度为最佳焙烧温度。
纯碱用量的影响见图 3，试验条件：焙烧温度800摄氏度，焙烧时间2.5h。由图可见，脱砷率随纯碱用量的增加而提高，当纯碱：砷冰铜大于0.66时，脱砷率的增长速度变得缓慢。按反应化学方程式算，该值选为0.66，纯碱的理论消耗量为0.6265kg/kg砷冰铜，实验用量是理论用量的1.055倍。
热浓硫酸浸出脱砷实验研究
实验设备
实验主要设备:JJ-1型大功率电动搅拌器，XMTD数显温控仪(最高温度3000C)，SHB-III A型循环水式多用真空泵，GZX-9140MBE数显鼓风干燥箱，砂型增祸(G3漏斗)，孔径16-30d/um，1000ml抽滤瓶，漏斗，1000ml玻璃烧杯，电炉。
分析用主要设备：Shimadzu AA6300型火焰原子吸收分光光度计，AdventureAR1140型分析电子天平。
实验步骤
（1）取砷冰铜，按所要求的液固比将硫酸液加入1000ml玻璃烧杯中，置于风橱装好搅拌，控温装置，加热。
（2）将砷冰铜加入，这个阶段是整个试验需要注意的时候，由于砷冰铜和热浓硫酸反应相当剧烈，而且会生成大量气泡，所以要在温度90℃开始，进行少量多次的加入原料。
（3）当达到规定的实验时间时，就要进行热过滤，由于冷硫酸的粘度较高，而且不符合实验的温度要求，在实验室阶段保温设备欠缺的条件下，过滤也只能边过滤边加热方法，同时过滤器即漏斗必须要求吹干，防止热浓硫酸的飞溅。过滤结束后，将硫酸母液冷却至室温，过滤，取出三氧化二砷。将三氧化二砷水洗精制。
（4）浸出渣加水搅拌水溶，过滤。
（5）水洗液进入铜萃取剂进行铜萃取，得到五水硫酸铜结晶，之后进行硫酸铜精制工艺。
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