[0011] 本发明要解决的技术问题是针对现行金属砷生产和沉砷渣处理工艺中存在原料制备成本高、流程长、砷资源没有得到有效利用、环境污染大等问题，提供一种产品价值高、过程清洁、低能耗，易于开展工业化生产的沉砷渣还原固硫焙烧直接生产金属砷的方法。
[0012] 本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
[0013] 提供一种沉砷渣还原固硫焙烧直接生产金属砷的方法，是以沉砷渣为原料，加入氧化铅和还原剂，经混合配料后在300 700℃的温度范围内进行还原固硫焙烧，焙烧产物于~700 1000℃温度范围内进行真空分离，直接得到金属砷，蒸馏残渣经重选和浮选分别选别~
得多金属粉和硫化铅精矿，回收有价金属和返回熔炼工序，可实现与现行铅冶炼工艺的融合，形成闭路循环。
[0014] 优选地，所述沉砷渣为铅冶炼厂污酸净化工序所产出的硫化沉淀渣，干渣中主要成分为砷、硫、铅。
[0015] 优选地，所述氧化铅的加入量为沉砷渣质量的20 50%。进一步优选氧化铅的加入~量为沉砷渣质量的20 36%。
~
[0016] 优选地，所述还原剂的加入量为沉砷渣质量的5 20%。进一步优选所述还原剂地加~入量为沉砷渣质量的5 15%。
~
[0017] 进一步优选所述还原剂为粉煤和/或焦碳。
[0018] 本发明提供一种优化的一种沉砷渣还原固硫焙烧直接生产金属砷的方法，包括以下步骤：
[0019] S1.将沉砷渣、氧化铅粉和还原剂均匀混合，放入真空炉中，在300 700℃的温度条~件下进行还原固硫焙烧，得到含有金属砷、多金属粉、硫化铅及脉石成分的焙烧产物；
[0020] S2.往步骤S1所述真空炉中焙烧产物中加入一定量的还原剂，将真空炉温度提升至700 1000℃，开启真空系统，对焙烧产物进行真空蒸馏，同时进行冷凝以分离得到金属砷~和蒸馏残渣；
[0021] 其中，步骤S1还原固硫焙烧过程和步骤S2真空蒸馏过程中一直进行冷凝收集挥发物；步骤S1所述沉砷渣主要成分为砷、硫、铅。
[0022] 本发明的技术方案中利用铅的亲硫性把硫化砷及共存的其他金属硫化物还原成金属态，在真空蒸馏分离过程加入适量还原剂，形成还原气氛，再利用金属砷蒸汽压大，从而优先挥发进入气相，经冷凝收集后直接得到金属砷，而蒸馏残渣中主要包括多金属粉和硫化铅，蒸馏残渣通过粉碎后采用重选工艺分离得到多金属粉和尾渣，尾渣经过浮选工艺得到终渣和硫化铅精矿，终渣为无价脉石成份，其中，多金属粉可单独处理回收有价金属，硫化铅精矿和终渣可以返回铅冶炼熔炼工序进行配料。
[0023] 优选地，步骤S1所述焙烧的时间为1 4h。~
[0024] 进一步优选地，步骤S1所述还原固硫焙烧温度为400 600℃；焙烧的时间为1 3h。~ ~
在该温度条件下更有利于硫化砷和氧化铅及碳还原剂发生还原固硫反应，也有利于抑制生成的砷挥发，生成的硫化铅及其他金属单质主要呈固态混存于焙烧物中，而含碳氧化气体排放。
[0025] 优选地，步骤S1所述氧化铅粉加入量为沉砷渣质量的20 50%。~
[0026] 进一步优选地，步骤S1所述氧化铅粉加入量为沉砷渣质量的20 36%。~
[0027] 优选地，步骤S1和步骤S2所述还原剂为煤粉或/和焦粉。
[0028] 优选地，步骤S1所述还原剂加入量为沉砷渣质量的5 20%，步骤S2所述还原剂加入~量为沉砷渣质量的1 5%。
~
[0029] 进一步优选地，步骤S1所述还原剂的用量为沉砷渣质量的5 15%。~
[0030] 优选地，步骤S2所述真空蒸馏时间为1 4h，真空度为0 100Pa。~ ~
[0031] 在本发明的反应温度下，特别是当温度在400 600ºC范围内，本发明的还原固硫焙~烧过程主要发生如下反应：
[0032] As2S3 + 3PbO + 3C = 2As + 3PbS + 3CO(g) (5)
[0033] PbO+C=Pb+CO(g) (6)[0034] Bi2S3 + 3PbO + 3C = 2Bi + 3CuS + 3CO(g) (7)
[0035] NiS + PbO + C = Ni + PbS + CO(g) (8)
[0036] FeS + PbO + C = Fe + PbS + CO(g) (9)
[0037] CdS + PbO + C = Cd + PbS + CO(g) (10)
[0038] CuS + PbO + C = Cu + PbS + CO(g) (11)
[0039] ZnS + PbO + C = Zn + PbS + CO(g) (12)
[0040] 经热力学计算表明，以上反应(5) (9)的ΔGθT都较负，在700ºC时都在-100kJ/mol~θ
以下，说明反应极易进行；而反应(10) (12)的ΔG T虽然在500ºC以上时变负，但数值较小，~
说明反应没有前5个反应容易进行，特别是ZnS的还原固硫反应，很难进行。因此控制合适的焙烧转化温度可实现沉砷渣的选择性还原，抑制同样易挥发的金属锌的生成，提高蒸馏砷的品质。
[0041] 本发明技术方案尤其适用于铅冶炼厂污酸净化工序所产出的沉砷渣，干渣中主要成分为砷、硫、铅。
[0042] 相对现有技术，本发明的有益效果在于：
[0043] 本发明以沉砷渣为对象，尤其是主要含有砷、硫、铅的沉砷渣，采用还原固硫焙烧和真空蒸馏分离技术，在直接生产金属砷的同时回收了沉砷渣中共存的有价金属，所加氧化铅最终也以硫化铅精矿的形式得到回收利用。本发明方法可实现含铅沉砷渣的高效无害利用，直接生产砷的高值产品，流程短、能耗低、过程清洁，金属砷的直收率最高达96.32%。同时完成沉砷渣中赋存有价金属的回收，所加氧化铅粉最后也以高品质硫化铅精矿的形式得到回收，资源利用率高、综合回收好，短流程高效分离提取金属，产品价值高、过程清洁，易于开展工业化生产。
