本发明属于危废处理，具体的说，涉及一种铅基危废与硫化砷渣协同处理的方法。
背景技术：
1、有色金属铜、锌、镍、钴等的冶炼矿石中伴生有一定量的铅，由于铅具有易挥发特性，在上述有色金属矿火法冶炼过程中，大部分铅富集于冶炼烟尘中和酸泥中。通常采用硫酸浸出的方式处理含铅冶炼烟尘，烟尘中的铜、锌、镍、钴等有价金属浸出进入溶液，铅以硫酸铅为主要物相特征沉淀富集于浸出渣中，形成铅基危废，铅基危废除含有铅外，还富含金、银、铋、锡、锑以及残留未溶解的镉、铜、锌等主要有价金属。
2、当前，工业上主要采用回转窑、烟化炉、富氧顶吹、富氧底吹等火法冶炼方法处理铜、锌、镍、钴等有色金属冶炼过程中产出的铅基危废，以实现其中有价金属综合回收和危废渣的无害化处理。但由于铅基危废中的铅主要以硫酸铅形式存在，高温下硫酸铅分解是吸热过程，单独处理时无法实现自热，需要在冶炼过程中以碳质燃料或天然气形式补充热能以保证反应所需温度和渣流动性，导致燃料消耗量大。而且铅基危废单独冶炼过程产生低浓度so2烟气无法满足制酸要求，导致so2尾气吸收净化成本高。
3、在有色金属铅、铜、锌、镍、钴等火法冶炼过程中，伴生于矿物中的有毒、有害元素砷大部分以硫化砷渣形式固化。硫化砷渣稳定性差，在自然环境下会发生氧化还原反应生成毒性较强的三价砷，环境污染风险大，需要处理。目前，硫化砷渣的处理方式主要有两种，一是采用火法焙烧手段将砷转化为三氧化二砷，另一种是采用酸浸、碱浸等湿法手段先把砷浸出至溶液，然后再进一步转化为三氧化二砷。由于上述三氧化二砷产品的纯度、堆密度等较低，无法进一步使用。三氧化二砷(俗称砒霜)为剧毒物质，提纯过程运行成本高、职业风险性大，且技术受限。据统计，每年有色金属冶炼领域产生的砷超过20万吨，但真正实现资源化利用的不足10％，亟待寻求资源化利用技术和更具市场潜力的砷回收方向。
4、金属砷、高纯砷、高端砷合金作为优良的半导体材料开始进入公众视野，但因制备工艺复杂，手段苛刻，环境风险高、砷掺入比例有限等难题，再加上消费需求量十分有限的客观现实，共同制约了高性能砷材料的规模化制备及应用发展。而目前冶炼行业所得的砷铁合金，砷含量通常低于30％，杂质含量高，无法满足高端砷合金的使用需求。
技术实现思路
1、为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种铅基危废与硫化砷渣协同处理的方法，以铅、铜、锌、镍、钴等有金属冶炼领域产出的铅基危废和硫化砷渣为处理对象，利用硫化砷渣高温氧化反应放出大量热能实现铅基危废的低碳处理；危废物料中的铅、金、银、铋、锡、锑、镉、铜、锌等有价金属分别富集于粗铅、铁锍、炉渣中并得以高效综合回收；危废物料中的砷、铁转化为可资源化利用的砷铁合金，砷铁合金产品中砷含量30-35％，铁含量50％～60％，具有纯度高、性质稳定、比重大等优异特性，可作为配重原料进行大规模应用；同时，富氧侧吹熔炼产生的高浓度so2烟气满足了制酸需要，降低了低浓度so2烟气吸收净化处置成本，实现全流程硫的资源化利用。
2、为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
3、所述的铅基危废与硫化砷渣协同处理的方法包括以下步骤：
4、(1)配料，将脱水硫化砷渣、铅基废料、造渣熔剂混合配料后制砖块，控制砖块含水小于8％。
5、(2)富氧侧吹熔炼，将步骤(1)的砖块称重计量后加入到富氧侧吹熔炼炉内；通过富氧侧吹熔炼炉的侧面风口鼓入富氧空气和焦炭调节反应温度并提供还原性气氛，向富氧侧吹熔炼炉内加入铁粉和石英砂；硫化砷氧化反应产生大量热能使炉内反应温度维持在1150℃～1350℃，生成高浓度so2含尘烟气以高温共熔体，高温共熔体在富氧侧吹熔炼炉底熔池内继续进行未完成的造粗铅、铁锍、砷铁合金、炉渣反应。
6、(3)沉降分层及排料：步骤(2)产出的高温共熔体经放料口排出后沉降分层，从上到下的分为炉渣、铁锍、砷铁合金和粗铅。
7、进一步的，步骤(2)中铁粉加入量是硫化砷渣和铅基废料中砷(以单质砷计)质量之和的2～4倍。
8、进一步的，步骤(1)中，所述的硫化砷渣是指有色金属冶炼行业产生的含砷污酸、污水经硫化沉砷后产出的砷渣，硫主要以硫化砷形式存在；其湿基含水50％～75％，干基含砷10％～40％、含硫25％～40％；所述的铅基废料是指有色金属冶炼领域产出含铅烟尘、含铅烟尘的浸出渣或含铅酸泥。
9、进一步的，步骤(3)中，比重较小处于上层的熔融炉渣经上部排渣口放出后进一步回收其中的有价金属；比重较大处于中层的铁锍和砷铁合金共熔体经中部排料口放出经冷却、分拣后得到铁锍和砷铁合金；比重最大处于下层的粗铅熔体经粗铅口放出后进一步回收处理；所得砷铁合金含砷35％～40％、含铁50％～60％，比重大于7.0g/cm3。
10、进一步的，锌、锑、铟、锗富集于步骤(3)的熔融炉渣中，将熔融炉渣用渣包转运至烟化炉，经烟化富集处理后得到高度富集有锌、锑、铟、锗等有价金属的次氧化锌粉，烟化炉炉渣经急冷水淬后得到水淬炉渣。
11、进一步的，步骤(2)中产出的高浓度so2含尘烟气经降温-收尘-洗涤后得到so2气体和熔炼烟尘，so2气体进入烟气制酸工序，熔炼烟尘返回步骤(1)配料工序。
12、本发明的有益效果：
13、本发明通过将硫化砷渣与铅基物料在富氧侧吹炉炉中熔炼，硫化砷氧化产生大量的热量，为铅基物料中难以熔炼的硫化物提供热量，不需要额外补入碳质燃料或天然气即可实现铅基物料的熔炼，实现铅基危废的低碳处理。本发明通过在熔炼时加入铁粉，单质铁可快速捕获砷，并与砷反应生成高纯度的砷铁合金，所得砷铁合金中砷含量达35％～40wt％，性质稳定、比重大等优异特性可作为配重原料进行大规模应用；本发明通过富氧强化熔炼，可使物料中硫主要转变为高浓度so2，高浓度so2烟气制成硫酸，实现危废中硫的资源化利用，降低了脱硫系统的成本。
14、本发明通过将硫化砷渣与铅基物料在富氧侧吹炉中熔炼，实现了以废制废，实现两种危废的协同无害化处理，实现有色金属工业领域产出铅基危废和硫化砷渣中有价金属综合高效回收、砷资源化与产品化。解决了铅基危废单独处理时存在能耗高、烟气so2浓度低难以达到制酸要求、so2废气尾吸净化成本高等问题。
15、本发明危废物料中的有价金属分别富集于粗铅、铁锍、炉渣中并得以高效综合回收，砷、铁转化为可资源化利用的砷铁合金，实现了有色金属典型大宗危废中有价元素的高效综合回收利用和有害元素的资源化利用。
1.一种铅基危废与硫化砷渣协同处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铅基危废与硫化砷渣协同处理的方法，其特征在于，步骤（2）中铁粉加入量是硫化砷渣和铅基废料中砷质量之和的2～4倍，砷以单质砷计。
3.根据权利要求1或2所述的铅基危废与硫化砷渣协同处理的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的硫化砷渣是指有色金属冶炼行业产生的含砷污酸、污水经硫化沉砷后产出的砷渣，硫主要以硫化砷形式存在；其湿基含水50%～75%，干基含砷10%～40%、含硫25%～40%；所述的铅基废料是指有色金属冶炼领域产出含铅烟尘、含铅烟尘的浸出渣或含铅酸泥。
4.根据权利要求3所述的铅基危废与硫化砷渣协同处理的方法，其特征在于，步骤（3）中比重较小处于上层的熔融炉渣经上部排渣口放出后进一步回收其中的有价金属；比重较大处于中层的铁锍和砷铁合金共熔体经中部排料口放出经冷却、分拣后得到铁锍和砷铁合金；比重最大处于下层的粗铅熔体经粗铅口放出后进一步回收处理；所得砷铁合金含砷35%～40wt%、含铁50%～60 wt %，比重大于7.0g/cm3。
5.根据权利要求3所述的铅基危废与硫化砷渣协同处理的方法，其特征在于，锌、锑、铟、锗富集于步骤（3）的熔融炉渣中，将熔融炉渣用渣包转运至烟化炉，经烟化富集处理后得到高度富集有锌、锑、铟、锗等有价金属的次氧化锌粉，烟化炉炉渣经急冷水淬后得到水淬炉渣。
6.根据权利要求1所述的铅基危废与硫化砷渣协同处理的方法，其特征在于，步骤（2）中产出的高浓度so2含尘烟气经降温-收尘-洗涤后得到so2气体和熔炼烟尘，so2气体进入烟气制酸工序，熔炼烟尘返回步骤（1）配料工序。
