一種從含砷溶液中脫除砷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種除砷的方法，尤其涉及一種從含砷溶液中脫除砷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在有色金屬冶煉過程中，冶煉原料和冶煉中間產(chǎn)物中含有大量有價金屬，同時也含有砷等有害的元素。在這些含砷物料進入冶煉過程前，往往需要進行預脫砷處理。預脫砷的方法可分為傳統(tǒng)火法處理和濕法處理工藝?；鸱ㄌ幚砉に囀抢酶呱闊焿m中的含砷化合物易揮發(fā)的特點，通過火法揮發(fā)，實現(xiàn)砷的回收?；鸱ㄌ幚砉に嚲哂泄に嚦墒?、適應(yīng)性強、流程短、操作簡單等優(yōu)點，但是火法處理對環(huán)境的污染嚴重，脫砷率較低，限制了其應(yīng)用。濕法處理工藝主要包括熱水浸出脫砷法、酸浸脫砷法和堿浸脫砷法等。由于含砷物料中砷的物相復雜，限制了熱水浸出法的應(yīng)用。含砷物料中一般含有大量鉛、銻、鐵等有價重金屬，酸浸會促使這些離子浸出，不利于砷與其他有價金屬的分離，而且酸浸易于產(chǎn)生劇毒氣體AsH3,惡化操作環(huán)境。堿浸脫砷法是利用砷具有兩性的特點，而其他大多數(shù)重金屬鹽不溶于堿性溶液，從而實現(xiàn)砷與有價金屬的高效分離，同時堿性脫砷法污染較小，因此被廣大研究人員所青睞。
[0003]目前，對于含砷溶液的處理，國內(nèi)外已經(jīng)有了一定的研究。中國專利CN101954370A一種含砷廢渣資源化的方法，將堿浸液用濃酸進行酸洗中和，結(jié)晶得到三氧化二砷。此法能夠?qū)崿F(xiàn)堿浸液中砷的資源化利用，但是該法對含有As (V)(五價砷)的堿浸液不適用，且需要大量的酸來中和堿浸液中的堿，水體積膨脹，不利于環(huán)境保護。中國專利CN1001010A從含砷煙塵中濕法直接制取砷酸鈉，以錫焙燒煙塵為原料，加入堿液和氧化劑，50?75°C下攪拌浸出，調(diào)PH除雜后，濃縮結(jié)晶制備砷酸鈉。該發(fā)明對堿性含砷浸出液進行濃縮結(jié)晶得到砷酸鈉，實現(xiàn)了堿性含砷浸出液資源化利用，但是該法濃縮過程能耗較大，不利于能源節(jié)約，且對于含硫代砷酸鈉及As (III)(三價砷)的溶液不適用，具有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單、清潔、成本低的從含砷溶液中脫除砷的方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
[0006]—種從含砷溶液中脫除砷的方法，包括以下步驟:
[0007]I)在含砷溶液中加入氧化劑，得到氧化的含砷溶液；
[0008]2)加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)步驟I)得到的氧化的含砷溶液的堿度，使溶液中OH的濃度不低于2.5mol/L,控制溶液體系的溫度為25?40°C進行控溫沉淀，得到砷酸鈉結(jié)晶和沉砷后液；其中所述含砷溶液中的As是以AsO2、AsS33和AsS 43中的一種或幾種的離子形式存在。
[0009]上述的從含砷溶液中脫除砷的方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，加入氧化劑使溶液的終點電位為_250mV?-160mV。
[0010]上述的從含砷溶液中脫除砷的方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，含砷溶液中As的離子濃度大于5g/L。
[0011]上述的從含砷溶液中脫除砷的方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，氧化劑為雙氧水。
[0012]上述的從含砷溶液中脫除砷的方法，優(yōu)選的，所述步驟2)中，控溫沉淀的時間為I ?24h0
[0013]本發(fā)明的原理是:通過向含砷溶液中加入清潔氧化劑，將溶液中的As全部氧化為AsO43，再向氧化后液中加入氫氧化鈉提高溶液中Na+濃度及OH離子濃度，降低砷酸鈉在該溶液中的溶解度，再控制沉淀溫度促進砷酸鈉的有效結(jié)晶，結(jié)晶后的砷酸鈉與反應(yīng)溶液分離。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0015]I)本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中技術(shù)人員認為溶液的氫氧化鈉濃度越大越利于As(V)(五價砷)溶解的技術(shù)偏見，本發(fā)明在高濃度的氫氧化鈉溶液中實現(xiàn)砷酸鈉的結(jié)晶析出，從而實現(xiàn)砷與反應(yīng)溶液體系的分離。
[0016]2)本發(fā)明實現(xiàn)了含砷溶液中砷的脫除及其資源化，整個工藝過程中無有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生，不會對環(huán)境造成二次污染。
[0017]3)本發(fā)明的工藝相對于濃縮結(jié)晶的方法不需要加熱濃縮，節(jié)約能耗，操作簡單。
[0018]4)本發(fā)明的工藝砷的脫除率高，達到80%以上。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
[0020]圖2為本發(fā)明實施例1得到的砷酸鈉結(jié)晶的XRD圖。
【具體實施方式】
[0021]為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說明書附圖和較佳的實施例對本發(fā)明作更全面、細致地描述，但本發(fā)明的保護范圍并不限于以下具體的實施例。
[0022]除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語只是為了描述具體實施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護范圍。
[0023]除有特別說明，本發(fā)明中用到的各種試劑、原料均為可以從市場上購買的商品或者可以通過公知的方法制得的產(chǎn)品。
[0024]實施例1:
[0025]一種本發(fā)明的從含砷溶液中脫除砷的方法，其工藝流程如圖1所示，包括以下步驟:
[0026]I)取300mL含砷溶液(含砷溶液的成分:總砷濃度Ast 13.30g/L ；As (III) 5.64g/L ；Sb2.20g/L ;Pb 0.95g/L ;堿度0.5mol/L)置于容器中，采用恒流栗加入質(zhì)量濃度為30%的H2O2進行氧化(H 202加入速度為0.4mL/min,氧化溫度為50°C )。當反應(yīng)溶液的電位達到-182mV時停止加入H2O2,此時氧化完成。
[0027]2)再在氧化后的含砷溶液中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液的堿度至2.5mol/L。水浴控制溶液的體系溫度為25°C并計時攪拌沉淀，沉淀時間Ih ;過濾分離，得到結(jié)晶物(其XRD圖譜見圖2所示，從圖2中分析出該結(jié)晶物的主要成分是砷酸鈉)和沉砷后液。測得沉砷后液的主要成分:AsT 1.02g/L ；As(III)Og/L ；Sb 0.05g/L ；Pb 0.73g/L ;堿度 2.2mol/L。砷酸鈉成分:砷:17.8% ;鈉:18.7% M:2.27% ;鉛:0.027%。計算沉砷率為 92.33%。
[0028]實施例2:
[0029]一種本發(fā)明的從含砷溶液中脫除砷的方法，其工藝流程如圖1所示，包括以下步驟:
[0030]I)取 300mL 含砷溶液(含砷溶液的成分:AsT 21.52g/L ；As(III) 19.96g/L ；Sb1.84g/L ；Pb 0.85g/L ;堿度1.95mol/L)置于容器中，采用恒流栗加入質(zhì)量濃度為30 %的H2O2進行氧化(H 202加入速度為0.4mL/min,氧化溫度為40°C )。當反應(yīng)溶液的電位達到-160mV時停止加入H2O2,此時氧化完成。
[0031]2)再在氧化后的含砷溶液中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液的堿度至4.0mol/L。水浴控制溶液的體系溫度為30°C并計時攪拌沉淀，沉淀時間5h ;過濾分離，得到砷酸鈉結(jié)晶和沉砷后液。測得沉砷后液的主要成分:Ast 1.20g/L ；As (III) Og/L ；Sb 0.05g/L ；Pb 0.69g/L ；堿度2.8mol/L0砷酸鈉成分:砷:17.3% ;鈉:19.2% ;銻:2.35% ;鉛:0.03%。計算沉砷率為 94.42%。
[0032]實施例3:
[0033]一種本發(fā)明的從含砷溶液中脫除砷的方法，其工藝流程如圖1所示，包括以下步驟:
[0034]I)取 300mL 含砷溶液(含砷溶液的成分:AsT 9.03g/L ；As (III) 4.54g/L ;Sb1.73g/L ；Pb 0.56g/L;堿度l.0mol/L)置于容器中，采用恒流栗加入質(zhì)量濃度為30 %的H2O2進行氧化(H 202加入速度為0.4mL/min,氧化溫度為60°C )。當反應(yīng)溶液的電位達到-250mV時停止加入H2O2,此時氧化完成。
[0035]2)再在氧化后的含砷溶液中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液的堿度至3.0mol/L。水浴控制溶液的體系溫度為40°C并計時攪拌沉淀，沉淀時間24h ;過濾分離，得到砷酸鈉結(jié)晶和沉砷后液。測得沉砷后液的主要成分:Ast 1.77g/L ；As (III) 0g/L ；Sb 0.07g/L ；Pb 0.54g/L ；堿度1.83mol/L0砷酸鈉成分:砷:17.6% ;鈉:18.2% ;銻:2.72% ;鉛:0.02%。計算沉砷率為 80.40%o
【主權(quán)項】
1.一種從含砷溶液中脫除砷的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)在含砷溶液中加入氧化劑，得到氧化的含砷溶液； 2)加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)步驟I)后氧化的含砷溶液的堿度，使溶液中OH的濃度不低于2.5mol/L，控制溶液體系的溫度為25?40°C進行控溫沉淀，得到砷酸鈉結(jié)晶和沉砷后液； 其中所述含砷溶液中的As是以AsO2、AsS33和AsS43中的一種或幾種的離子形式存在。2.如權(quán)利要求1所述的從含砷溶液中脫除砷的方法，其特征在于，所述步驟I)中，加入氧化劑使溶液的終點電位為_250mV?-160mV。3.如權(quán)利要求1或2所述的從含砷溶液中脫除砷的方法，其特征在于，所述步驟I)中，含砷溶液中As的離子濃度大于5g/L。4.如權(quán)利要求1或2所述的從含砷溶液中脫除砷的方法，其特征在于，所述步驟I)中，氧化劑為雙氧水。5.如權(quán)利要求1或2所述的從含砷溶液中脫除砷的方法，其特征在于，所述步驟2)中，控溫沉淀的時間為I?24h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從含砷溶液中脫除砷的方法，包括以下步驟：1)在含砷溶液中加入氧化劑，得到氧化的含砷溶液；2)加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)步驟1)后氧化的含砷溶液的堿度，使溶液中OH-的濃度不低于2.5mol/L，控制溶液體系的溫度為25～40℃進行控溫沉淀，得到砷酸鈉結(jié)晶和沉砷后液。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中技術(shù)人員認為溶液的氫氧化鈉濃度越大越利于As(V)溶解的技術(shù)偏見，在高濃度的氫氧化鈉溶液中實現(xiàn)砷酸鈉的結(jié)晶析出，從而實現(xiàn)砷與反應(yīng)溶液體系的分離。本發(fā)明的工藝實現(xiàn)了含砷溶液中砷的預脫除及其資源化，沉砷后液可循環(huán)回用，整個工藝過程中無有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生，不會對環(huán)境造成二次污染。
【IPC分類】C22B30/04
【公開號】CN105063376
【申請?zhí)枴緾N201510484140
【發(fā)明人】田慶華, 石靖, 郭學益, 易宇, 李棟
【申請人】中南大學
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月10日