一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備溴化亞鉈的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備溴化亞鉈的方法，該方法由以下步驟組成：（1）取鉛鋅礦冶煉廢水按鉛鋅礦冶煉廢渣︰鉛鋅礦冶煉廢水=1︰500（g/ml）的比例加入鉛鋅礦冶煉廢渣，攪拌2h，再加入石灰調(diào)節(jié)pH值至8-9，沉淀，收集底泥；（2）取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉，按底泥粉︰鉛鋅礦冶煉廢水=1︰5（g/ml）的比例加入鉛鋅礦冶煉廢水，攪拌1h，再加硫酸調(diào)節(jié)pH值為1，過(guò)濾，得到鉈提取液；（3）向鉈提取液中加入溴化鉀至溴離子濃度為0.05～0.10mol/L，沉淀，收集沉淀物；（4）將收集沉淀物烘干，即得TlBr（溴化亞鉈）。本發(fā)明所述方法具有工藝簡(jiǎn)單、成本廉價(jià)和“以廢治廢”的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備溴化亞鉈的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及金屬的生產(chǎn)，具體涉及從非礦石原料提取金屬的方法，該方法適用于從鉛鋅礦冶煉廢水中提取含重金屬鉈的溴化亞鉈。
【背景技術(shù)】:
[0002]TlBr (溴化亞鉈)是一種具有特殊用途的化工原料，用于制造室溫核輻射探測(cè)器(室溫核輻射探測(cè)器指可在室溫下工作，同時(shí)又對(duì)X射線有較高探測(cè)效率和較好能量分辨率的探測(cè)器)，在核醫(yī)學(xué)、安檢、環(huán)境監(jiān)測(cè)核武器突防、航天航空、工業(yè)探傷和高能物理等領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。TlBr原料通常是采用化學(xué)試劑TlNO3和HBr反應(yīng)合成(一種晶體生長(zhǎng)用TlBr粉體的溶液合成方法，申請(qǐng)?zhí)朇N200910273160.2，
【公開(kāi)日】2010-11-03)。而T1N03又由金屬鉈粉末與稀硝酸反應(yīng)制備。鉈的資源量極其有限，世界年產(chǎn)量大約為15噸。(中國(guó)2012年的黃金產(chǎn)量約400噸)，因此采用該方法制備TlBr成本昂貴。
[0003]鉈通常存在于一些礦產(chǎn)資源(如鉛鋅硫化物礦)中。在礦產(chǎn)資源利用過(guò)程中包括鉈在內(nèi)的重金屬被釋放入環(huán)境中，由此引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。鉛鋅礦冶工業(yè)是鉈環(huán)境污染的重要來(lái)源。雖然鉛鋅礦中鉈含量很低(如廣東省凡口鉛鋅礦鉈含量約為10mg/kg)，但在冶煉過(guò)程產(chǎn)生的酸性廢水中其累積含量可達(dá)70~80mg/L，如果直接排放，必將導(dǎo)致環(huán)境污染。2010年10月，
[0004]廣東北江爆發(fā)震驚全國(guó)的鉈污染事件，即是由韶關(guān)冶煉廠鉛鋅冶煉所致。韶關(guān)冶煉廠也因此停產(chǎn)整頓近2年，經(jīng)濟(jì)損失慘重，2012年底開(kāi)始復(fù)產(chǎn)，但必須解決鉈污染及回收問(wèn)題。一方面，含鉈廢水如不及時(shí)處理，任意排放，將嚴(yán)重污染環(huán)境；另一方面，鉈資源極其有限，在地殼中的含量很低，平均豐度只有
[0005]0.8mg/kg,鉛鋅硫化物礦中鉈平均含量也只有10mg/kg，在冶煉過(guò)程中不進(jìn)行
[0006]回收是對(duì)鉈資源的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備高純度TlBr的方法，并且方法簡(jiǎn)便，制備成本低。 [0008]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)解決方案是:
[0009]一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備溴化亞鉈的方法，該方法由以下步驟組成:
[0010](1)取鉛鋅礦冶煉廢水按鉛鋅礦冶煉廢渣:鉛鋅礦冶煉廢水=1: 500 (g/ml)的比例加入鉛鋅礦冶煉廢渣，攪拌2h，再加入石灰調(diào)節(jié)pH值至8-9，沉淀，收集底泥；
[0011](2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉，按底泥粉:鉛鋅礦冶煉廢水=1: 5 (g/ml)的比例加入鉛鋅礦冶煉廢水，攪拌lh，再加硫酸調(diào)節(jié)pH值為1，過(guò)濾，得到鉈提取液；
[0012](3)向鉈提取液中加入溴化鉀至溴離子濃度為0.05~0.lOmol/L，沉淀，收集沉淀物；
[0013](4)將收集沉淀物烘干，即得TlBr (溴化亞鉈)。[0014]本發(fā)明上述方法中，第(I)步所加鉛鋅礦冶煉廢渣即冶煉后留下的廢渣，
[0015]主要由Fe203、A1203、SiO2等組成，用做鉛鋅礦冶煉廢水中鉈的吸附_沉淀劑；
[0016]第(I)步和第(2)步中的鉛鋅礦冶煉廢水是鉛鋅礦冶煉生產(chǎn)中的循環(huán)廢水，
[0017]該廢水中硫酸含量高(ρΗ=0~1)，冶煉廠稱之為污酸，第(I)步既是利用其高酸性溶出廢渣中的鐵、鋁等，又在加入石灰后沉淀回收其中的鉈；第(2)
[0018]步所加鉛鋅礦冶煉廢水主要是提取底泥中的鉈；第(3)步所加溴化鉀使提取液中的鉈以TlBr (Ksp=3.71Xl(T6)形式沉淀。[0019]以下將本發(fā)明所述方法的反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)要描述:
[0020]①鉛鋅礦冶煉廢水(污酸)加廢渣后，廢渣中的鐵、鋁等溶出，
[0021]冶煉廢渣+ 污酸一Fe2++Fe3++Al3+(1)；
[0022]②石灰調(diào)節(jié)pH至8~9，使鐵、鋁等離子水解，進(jìn)而產(chǎn)生絮凝沉淀，并吸附鉛鋅礦冶煉廢水中的鉈離子共沉淀，形成底泥，效率非常高，其反應(yīng)原理如下:
[0023]Fe2++20r — Fe (OH) 2 (2)
[0024]4Fe (OH) 2+02+2H20+ 鉈離子一4Fe (鉈離子)(OH) 3 丨(3)
[0025]Fe3++30H> 鉈離子一Fe (鉈離子)(OH) 3 I (4)
[0026]A13++30H_+ 鉈離子一Al (鉈離子)(OH) 3 I (5)
[0027]③底泥再加鉛鋅礦冶煉廢水，提取(溶出)鉈，
[0028]Tl (底泥)+ 污酸一Tl (離子)(6)
[0029]④提取液加溴離子(溴化鉀)，使鉈以TlBr形式沉淀回收，
[0030]Τr+Br- — TlBr 丨(7)
[0031]由于本發(fā)明所述的方法所使用的原料和整個(gè)工藝過(guò)程中所加入的試劑除石灰、硫酸和溴化鉀外都是鉛鋅礦冶煉生產(chǎn)中有害廢料，因此，不僅工藝簡(jiǎn)單、成本廉價(jià)，而且具有“以廢治廢”的有益效果。
【具體實(shí)施方式】[0032]例I
[0033]本例中所用鉛鋅礦冶煉廢水和鉛鋅礦冶煉廢渣來(lái)自廣東冶煉廠，其中鉛鋅礦冶煉廢水中含鉈量為78mg/L ;鉛鋅礦冶煉廢渣中含F(xiàn)e20340%，Al20310%、Si022 5%。
[0034]1、溴化亞鉈的制備
[0035](I)取鉛鋅礦冶煉廢水10000ml加入鉛鋅礦冶煉廢渣20g攪拌2h，再加入石灰調(diào)節(jié)pH值至8,沉淀,收集底泥；
[0036](2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉40g，加入鉛鋅礦冶煉廢水200ml，攪拌lh，再加硫酸調(diào)節(jié)PH值為1，過(guò)濾，得到鉈提取液150ml ；
[0037](3)向鉈提取液中加入溴化鉀至溴離子濃度至0.075mol/L，沉淀，收集沉淀物；
[0038](4)將收集沉淀物烘干，即得TlBr0.68g。
[0039]2、溴化亞鉈純度的檢測(cè)
[0040]采用原子吸收分光光度法檢測(cè)得溴化亞鉈純度為99.1%。
[0041]例2
[0042]本例中所用鉛鋅礦冶煉廢水和鉛鋅礦冶煉廢渣來(lái)自廣西冶煉廠，其中，鉛鋅礦冶煉廢水中含鉈量為76mg/L ;鉛鋅礦冶煉廢渣中含F(xiàn)e20336%，Al2O315%> Si0220%。
[0043]1、溴化亞鉈的制備
[0044](1)取鉛鋅礦冶煉廢水10000ml加入鉛鋅礦冶煉廢渣20g攪拌2h，再加入石灰調(diào)節(jié)pH值至8,沉淀,收集底泥；
[0045](2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉40g，加入鉛鋅礦冶煉廢水200ml，攪拌lh，再加硫酸調(diào)節(jié)PH值為1，過(guò)濾，得到鉈提取液150ml ；
[0046](3)向鉈提取液中加入溴化鉀至溴離子濃度至0.05mol/L，沉淀，收集沉淀物；
[0047](4)將收集沉淀物烘干，即得TlBr0.65g。
[0048]2、溴化亞鉈純度的檢測(cè)
[0049]采用原子吸收分光光度法檢測(cè)得溴化亞鉈純度為99.0%。
[0050]例3
[0051]本例中所用鉛鋅礦冶煉廢水和鉛鋅礦冶煉廢渣來(lái)自湖南冶煉廠，其中，鉛鋅礦冶煉廢水中含鉈量為72mg/L ;鉛鋅礦冶煉廢渣中含F(xiàn)e20338%，Al2O311%、Si0228%。
[0052]1、溴化亞鉈的制備
[0053](1)取鉛鋅礦冶煉廢水10000ml加入鉛鋅礦冶煉廢渣20g攪拌2h，再加入石灰調(diào)節(jié)pH值至8,沉淀,收集底泥；
[0054](2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉40g，加入鉛鋅礦冶煉廢水200ml，攪拌lh，再加硫酸調(diào)節(jié)PH值為1，過(guò)濾，得到鉈提取液150ml ；
[0055](3)向鉈提取液中加入溴化鉀至溴離子濃度至0.075mol/L，沉淀，收集沉淀物；
[0056](4)將收集沉淀物烘干，即得TlBr0.66g。
[0057]2、溴化亞鉈純度的檢測(cè)
[0058]采用原子吸收分光光度法檢測(cè)得溴化亞鉈純度為98.8%。
[0059]例4
[0060]本例中所用鉛鋅礦冶煉廢水和鉛鋅礦冶煉廢渣來(lái)自河南冶煉廠，其中，鉛鋅礦冶煉廢水中含鉈量為69mg/L ;鉛鋅礦冶煉廢渣中含F(xiàn)e20341%，Al2O312%> Si0224%。
[0061]1、溴化亞鉈的制備
[0062](1)取鉛鋅礦冶煉廢水10000ml加入鉛鋅礦冶煉廢渣20g攪拌2h，再加入石灰調(diào)節(jié)pH值至9,沉淀,收集底泥；
[0063](2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉40g，加入鉛鋅礦冶煉廢水200ml，攪拌lh，再加硫酸調(diào)節(jié)PH值為1，過(guò)濾，得到鉈提取液150ml ；
[0064](3)向鉈提取液中加入溴化鉀至溴離子濃度至0.10mol/L，沉淀，收集沉淀物；
[0065](4)將收集沉淀物烘干，即得TlBr0.64g。
[0066]2、溴化亞鉈純度的檢測(cè)
[0067]采用原子吸收分光光度法檢測(cè)得溴化亞鉈純度為99.2%。
【權(quán)利要求】
1.一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備溴化亞鉈的方法，該方法由以下步驟組成: (1)取鉛鋅礦冶煉廢水按鉛鋅礦冶煉廢渣:鉛鋅礦冶煉廢水=1: 500 (g/ml)的比例加入鉛鋅礦冶煉廢渣，攪拌2h，再加入石灰調(diào)節(jié)pH值至8-9，沉淀，收集底泥； (2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉，按底泥粉:鉛鋅礦冶煉廢水=1: 5 (g/ml)的比例加入鉛鋅礦冶煉廢水，攪拌lh，再加硫酸調(diào)節(jié)pH值為1，過(guò)濾，得到鉈提取液；(3)向鉈提取液中加入溴化鉀至溴離子濃度為0.05~0.lOmol/L，沉淀，收集沉淀物； (4)將收集沉淀物烘干，即得TlBr(溴化亞鉈)。
【文檔編號(hào)】C01G15/00GK103833068SQ201410100232
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】張平, 陳綺潔, 姚焱, 陳永亨, 孔曜, 吳穎娟, 黃雪夏, 劉娟 申請(qǐng)人:廣州大學(xué)