Способ переработки отходов, содержащих сульфиды мышьяка

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(73) Институт металлургии И обогащения Академии Наук Казахской СССР(5 6) Э .Г. Мильке и др. Изучение окисляемости и растворимости мышьяка и его сульфидов ДСП ВИНИТИ М 4877 - 85Авторское свидетельство СССР Не 15422046, кл. С 22 В 7/ 00,1988 непубл.способам переработки отходов, содержащих сульфиды мышьяка, образующихся в процессе вакуумтермической переработки золото-мь 1 шьяковь 1 х концентратов и подлежащих захоронению. Цель изобретения - охрана окружающей среды.Способ переработки отходов, содержащих сульфиды мышьяка, включает плавление их при температуре 170220 С и последующую кристаллизацию. Плавление осуществляют при давлении 1,3 3 -6,65 кПа, а кристаллизацию ведут при скорости охлаждения 10-20 град./мин.Изобретение относится к Цветной металлургии, к способам переработки отходов содержащих сульфиды мь 1 шьяка,конкретно порошкообразных возгонов сульфидов мышьяка, образующихся, например, в процессе вакуумтермической переработки золотомь 1 шьяковь 1 х концентратов и подлежащих захоронению.Целью изобретения является охрана окружающей среды.Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки отходов, содержащих сульфиды мышьяка,включающем плавление их при температуре 170-220 С и последующую кристаллизацию, согласно изобретению, плавление осуществляют при давлении 1,33-6,65 кПа, а кристаллизацию ведут при скорости охлаждения 10-20 град/мин.Ведение процесса переработки порошкообразных возгонов сульфидов мышьяка при данных условиях исключает их окисление в процессе плавки и загрязнение окружающей среды токсичными оксидами, обеспечивает получение более труднорастворимой компактной формы с большей концентрацией мышьяка и позволяет избежать растрескивания монолитного блока при кристаллизации и хранении.Переработка порошкообразных сульфидных отходов мышьяка при давлении 1,33 - 0,65 кПа в отличие отпрототипа, где давление воздуха составляет 5-20 кгс/см 2, исключит образование токсичных оксидов мышьяка и серы и необходимость использования в процессе сульфидизатора. Проплавленный сульфид мышьяка относится к 3 классу опасности и при его обработке слабокислыми, слабощелочными растворами и водой в интервале рН 5,6 - 8,83 втечение 1350 суток мышьяка в растворах не обнаружен.Кроме того, плавление порошкообразных сульфидных возгонов мышьяка при давлении 1,33 - 6,65 кПа обуславливает ведение процесса в герметичной аппаратуре, что исключает выбросы вредных веществ в окружающую среду, обеспечивает условия для дегазации адсорбированного воздуха на поверхности частиц порошка и полученного расплава, что обеспечивает получение переплавленного монолита более высокой плотности, составляющей 3 500-3 75 0 кг/м 3 ( в прототипе 2500 - 2900 кг/м 3 ) . Ведение процесса плавки в вакууме исключает загрязнение окружающей среды.Плавление возгонов при давлении ниже 1,33 кПа,ведет к уменьшению выхода расплава за счет роста вторичной возгонки в указанном интервале температур, что приводит к необходимости повторной их плавки и связанным с этим загрязнением окружающей среды в результате развеивания порошка при его разгрузке и загрузке.Плавление возгонов при давлении выше 6,65 кПа ведет к частичному образованию токсичных оксидных соединений мышьяка за счет повышения парциального давления кислорода остаточного воздуха в газовой фазе И уменьшению плотности получаемого расплава за счет ухудшения условий дегазации, что приводит к загрязнению окружающей среды.Кристаллизация расплава при скорости охлаждении 10-20 град/мин исключаетрастрескивание монолитного блока И обеспечивает его легкое отделение от поверхности ИЗЛОЖНИЦЬ 1, что при последующем транспортировании И захоронении исключает загрязнение окружающей среды тонкодисперсными фракциями сульфидов мышьяка.При скорости охлаждении расплава ниже 10 град/ мин наблюдается сцепление блока с поверхностью Изложницы, что требует принудительного его отделения. При этом происходит дробление монолитного блока,что ведет к развеиванию мелких фракций И загрязнению окружающей среды, а также к увеличению объема подлежащего захоронению сульфида мышьяка,и,следовательно, к росту капитальных затрат.При скорости охлаждении расплава выше 20 град/ мин наблюдается растрескивание монолитного блока,приводящее к образованию мелких фракций,загрязняющих окружающую среду И увеличивающих объем подлежащего захоронению сульфида мышьяка.Полученный таким образом экологически безопасный продукт в последующем может быть легко переработан на чИсть 1 е сульфиды или мышьяк для нужд народного хозяйства.Способ может быть осуществлен в вакуумном ретортном аппарате периодического Или непрерь 1 вного принципа действия.Последовательность операций при осуществлении способа следующая. Порция порошкообразных сульфидных возгонов мышьяка загружается в герметичную вертикальную реторту, обогреваемую снаружи электропечью. Реторта нагревается до температуры 170-220 С, при этом порошок возгонов расплавляется, образуя однородную жидкую фазу. После этого расплав выпускается через обогреваемый патрубок, расположенный в донной части реторты, И снабженный пробковым краном, в соединенную с нижним его концом И вакуумной системой съемную водоохлаждаемую изложницу.Скорость охлаждении расплава регулируется количеством подаваемой в кессоны Изложницы воды при помощи термопары, установленной в пристеночной области, потенциометра И реле протока. После охлаждения установка заполняется атмосферным воздухом, разбирается, расплав из Изложницы И вторичные возгоны, конденсирующиеся на верхней крышке реторты, выгружаются И взвешиваются. Затем определяется плотность монолитного слитка сульфидов мышьяка при данных условиях. Полученный слиток плотностью от 3500 до 3750 кг/м 3 экологически безопасен при транспортировке И по действующим нормам подлежит захоронению в траншеях глубиной 1-1,5 м с4 глИнянь 1 м перекрытием, что в 15-20 раз снижает затраты по сравнению с сооружением бетонных могильников,используемых в промышленности для мышьяксодержащих отходов 1 И 2 класса опасности. Пример 1.50 г порошкообразных возгонов сульфидов мышьяка от вакуумтермической переработки гравитационного золотомышьякового концентрата, содержащих, 62,8 мышьяка, 24, серы, 0,25 железа, 5,15 диоксида кремния перерабатывались в лабораторной вакуумной установке, состоящей из вертикальной реторты,соединенной в нижней части сливным патрубком с водоохлаждаемой изложницей. Сливной патрубок снабжен пробковым краном. Реторта И изложница соединены вакуумной линией с вакуумным насосом. Реторта обогревается снаружи съемной электропечью. Кессоны Изложницы снабжены реле протока воды,которое регулирует количество поступающей воды по сигналу от термопары, установленной у внутренней поверхности Изложницы, И потенциометра.Насыпная плотность исходных порошкообразных возгонов составляла 1 154 кг/м 3.Кристаллоптическим И рентгенофазовым анализами установлено, что основная масса (90 ) Исходных возгонов представлена диморфитом А 4 3,остальная - реальгаром -А 54 4 И аморфным мышьяком. Известно, что температура плавления каждого из представленных сульфидов мышьяка в отдельности колеблется от 220 до 318 С, а температура плавления метастабильной эвтектики между диморфитом И аморфным мышьяком составляет 183 С. Исследование исходных возгонов с помощью микроанализатора СХА- 733 фирмы Джеол (Япония) показало, что диморфит отличается от стехиометрического состава И соответствует формуле Аз ш 3 Вероятно, этим И объясняется более низкая температура плавления эвтектической смеси между Аз ш 3 И аморфным мышьяком. Более тугоплавкие сульфиды мышьяка Изза их незначительного количества распределяются в расплаве в виде твердых включений. Такой состав возгонов характерен дли процесса вакуумтермической переработки сульфидного мышьяксодержащего сырья из-за определенного соотношения серы И мышьяка в сильно разреженной газовой фазе.Переработка возгонов проводилась при температуре 170 С И давлении 1,33 кПа. Скорость охлаждения расплава при подаче в кессоны Изложницы воды при расходе 0,5 л/мин составила 10 град/мин.Выход расплава составил 98,2 , вторичных возгонов- 1,8 . Плотность полученного слитка переплавленных возгонов составила 3 750 кг/мз. (По прототипу 2500-2900 кг/мз ) . Слиток свободно под собственным весом выгружается из Изложницы. В полученном слитке петрографическим И рентгенофазовым анализами оксидных соединений мышьяка не обнаружено. Пример 2 (в таблице под М 5)50 г возгонов состава примера 1 перерабатывались при температуре 200 С, давлении 4 кПа И скорости охлаждения расплава 20 град/мин при расходе воды в кессонах ИзложнИць 1 1,2 л/мин.Выход расплава составил 97,8 , вторичных возгонов 2,2, плотность полученного слитка - 3750 кг/м 3 оксидных соединений мышьяка в слитке и его растрескивания не обнаружено. Слиток свободно выгружается из изложницы.50 г возгонов состава пример 1 перерабатывались при температуре 220 С, давлении 6,65 кПаи скорости охлаждения расплава 15 град/ мин при расходе воды в кессонах изложницы 0,9 л/ мин.Выход расплава составил 95,4 , вторичных возгонов- 4,6, плотность полученного слитка - 3750 кг/мэ. Оксиднь 1 х соединений мышьяка не обнаружено. Слиток свободно выгружается из ИЗЛОЖНИЦЬ 1, растрескивания его нет.Результаты лабораторных опытов по переработке порошкообразных сульфидных возгонов мышьяка при различных значениях температуры, остаточного давления и скорости охлаждения расплава приведены в таблице, причем опыты Меде 10-1 3 проведены при запредельных значениях параметров (состав возгонов по примерам 1-3).6 Таким образом, переработка сульфидных возгонов мышьяка предлагаемым способом позволяет улучшить охрану окружающей среды за счет- получения труднорастворимой компактной формы сульфидов мышьяка, относящихся к 3 классу опасности- исключения загрязнения окружающей среды соединениями мышьяка в процессе плавки, транспортировки и захоронения- повышения плотности получаемого сульфида мышьяка до 3 500-3 750 кг/мд (по прототипу 2500-2900 кг/ м 3).Способ переработки отходов, содержащих сульфиды мышьяка, включающий плавление их при температуре 170-220 С и последующую кристаллизацию,отличающийся тем, что,с Целью охраны окружающей среды, плавление осуществляют при давлении 1,3 3-6,65 кПа, а кристаллизацию ведут при скорости охлаждения 10-20 град/мин.обнаружено растрескивание слитка нет слиток свободно отделяется от ИзложницыЗначительный выход вторичных возгоновОбнаружен оксид мышьяка слиток незначительный выход ВТОРИЧНЫХ ВОЗГОНОВрастрескива НИЕ СЛ ИТКЗСоставитель Л.Д.Мареева Верстка МП КРИЦ, исполнитель Т.В.Медведева Ответственный за выпуск Э.3. Фаизова