專利名稱：一種用硫化砷廢渣制備三氧化二砷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉含砷廢水的綜合利用和處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用硫化砷廢渣
制備三氧化二砷的方法。
背景技術(shù)：
長期以來，含砷廢渣大多采用囤積儲存的方法處理，隨著高濃度含砷廢物堆積越 來越多，含砷廢渣造成了土壤，河流污染，危害人們生活健康的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。為防止二 次污染，必需對硫化砷廢渣進(jìn)行處理。尤其，經(jīng)歷多年的開采，砷礦資源已經(jīng)極有限。由于砷在農(nóng)業(yè)、電子、醫(yī)藥、冶金、化 工等領(lǐng)域的特殊用途、可用于制取除草劑、木材防腐劑、玻璃澄清脫色劑、有色金屬合金、陶 瓷等，尤其是光電子和微電子領(lǐng)域?qū)ι榈男枨?，因此，從含砷廢渣中回收砷不僅是環(huán)境保護(hù) 的需求，也是國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的需要。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本申請人提供了一種用硫化砷廢渣制備三氧化二砷的方法，該方法操作簡 單，設(shè)備投資少，砷回收利用率高，值得推廣應(yīng)用。硫化砷廢渣中，所含的砷主要是三硫化二砷，其難溶于水水，也不溶于無機(jī)酸，可 溶于堿金屬氫氧化物、碳酸鹽和硫化物中。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種用硫化砷廢渣制備三氧化二砷的方法，包括如下具 體步驟
步驟A 取硫化砷含量為5-20%的硫化砷廢渣，與水混合，用水量按100-150ml/100g 硫化砷廢渣計(jì)，混合均勻后，加入氫氧化鈉溶液浸提硫化砷，其中氫氧化鈉的用量按 2. 0-3. 5g/g硫化砷計(jì)，浸提0. 5-2小時(shí)后，過濾，得濾液一和濾渣一；將濾液一用濃硫酸中 和其中的堿，使溶液PH值為9-11，再過濾，得到濾液二和濾渣二 ；濾液二再用濃硫酸繼續(xù)中 和值PH1-3. 5，加入硫化鈉使pH為2-4，然后過濾，得到濾渣三和濾液三；濾渣經(jīng)洗滌干燥 后，得到提純的硫化砷；
步驟B:將步驟A所得的提純的硫化砷與2-5倍質(zhì)量的水混合成漿料，室溫?cái)嚢柘拢c 過量硫酸高鐵溶液混合，反應(yīng)時(shí)間0. 5-2小時(shí)，反應(yīng)后過濾，得到含亞砷酸、砷酸，硫酸亞鐵 的濾液和單質(zhì)硫?yàn)V餅；
步驟C 將步驟B所得的含亞砷酸、砷酸、硫酸和硫酸亞鐵的濾液中通入二氧化硫氣體， 氣體流量為16L/h，使砷酸還原為亞砷酸，而后，反應(yīng)混合物經(jīng)蒸餾、濃縮、冷卻，亞砷酸析 出，再經(jīng)過濾，得到亞砷酸沉淀；
步驟D 向步驟C所得亞砷酸沉淀經(jīng)干燥，得到三氧化二砷產(chǎn)品。本發(fā)明所述用硫化砷廢渣制備三氧化二砷的方法，硫化砷廢渣中所含的硫化砷經(jīng) 堿液氫氧化鈉浸提提純后，與硫酸高鐵反應(yīng)，生成亞砷酸和硫酸亞鐵及單質(zhì)硫。其中單質(zhì)硫 不溶于水，而亞砷酸的溶解度較低，尤其在低溫是，溶解度更低，且溶解速度慢。為了分離單質(zhì)硫和亞砷酸，用硫酸高鐵繼續(xù)與亞砷酸反應(yīng)，生成可溶于水的砷酸和硫酸亞鐵，從而經(jīng)過 濾，除外單質(zhì)硫?yàn)V餅，濾液中主要含有砷酸和硫酸亞鐵，也含有少量未反應(yīng)的亞砷酸和硫酸 高鐵。濾液中通入二氧化硫氣體后，二氧化硫?qū)⑸樗徇€原為亞砷酸。反應(yīng)混合物經(jīng)蒸餾、濃 縮、冷卻，亞砷酸析出，再經(jīng)過濾，得到亞砷酸沉淀，亞砷酸沉淀經(jīng)干燥，得到三氧化二砷產(chǎn)品。本發(fā)明所述用硫化砷廢渣制備三氧化二砷的方法，其化學(xué)反應(yīng)原理為 As2S3+3Fe2 (SO4 )3+4H20 = 2HAs02+3 Fe (SO4 ) 2+3H2S04+3S
HAs02+Fe2 (SO4 ) 3+2H20 = H3As04+2 Fe (SO4 ) 2+H2S04 H3AS04+S O2 = HAS02+H2S04 4HAs02=2 AS2O3 +2H20
本發(fā)明所述用硫化砷廢渣制備三氧化二砷的方法，工藝流程短，砷回收率高、無二次污 染物產(chǎn)生，設(shè)備簡單、大大降低了砷回收的成本，是一個(gè)值得推廣應(yīng)用的方法。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
一種用硫化砷廢渣制備三氧化二砷的方法，包括如下具體步驟 步驟A 取硫化砷含量為5%的硫化砷廢渣，與水混合，用水量按100ml/100g硫化砷廢 渣計(jì)，混合均勻后，加入氫氧化鈉溶液浸提硫化砷，其中氫氧化鈉的用量按2. Og/g硫化砷 計(jì)，浸提0. 5小時(shí)后，過濾，得濾液一和濾渣一；將濾液一用濃硫酸中和其中的堿，使溶液pH 值為9，再過濾，得到濾液二和濾渣二 ；濾液二再用濃硫酸繼續(xù)中和值PH1，加入硫化鈉使pH 為2，然后過濾，得到濾渣三和濾液三；濾渣經(jīng)洗滌干燥后，得到提純的硫化砷；
步驟B:將步驟A所得的提純的硫化砷與2倍質(zhì)量的水混合成漿料，室溫?cái)嚢柘?，與過 量硫酸高鐵溶液混合，反應(yīng)時(shí)間0. 5小時(shí)，反應(yīng)后過濾，得到含亞砷酸、砷酸，硫酸亞鐵的濾 液和單質(zhì)硫?yàn)V餅；
步驟C 將步驟B所得的含亞砷酸、砷酸、硫酸和硫酸亞鐵的濾液中通入二氧化硫氣體， 氣體流量為16L/h，使砷酸還原為亞砷酸，而后，反應(yīng)混合物經(jīng)蒸餾、濃縮、冷卻，亞砷酸析 出，再經(jīng)過濾，得到亞砷酸沉淀；
步驟D 向步驟C所得亞砷酸沉淀經(jīng)干燥，得到三氧化二砷產(chǎn)品。實(shí)施例2:
一種用硫化砷廢渣制備三氧化二砷的方法，包括如下具體步驟 步驟A 取硫化砷含量為10%的硫化砷廢渣，與水混合，用水量按125ml/100g硫化砷廢 渣計(jì)，混合均勻后，加入氫氧化鈉溶液浸提硫化砷，其中氫氧化鈉的用量按2. 5g/g硫化 砷計(jì)，浸提1小時(shí)后，過濾，得濾液一和濾渣一；將濾液一用濃硫酸中和其中的堿，使溶液PH 值為10，再過濾，得到濾液二和濾渣二 ；濾液二再用濃硫酸繼續(xù)中和值PH2. 5，加入硫化鈉 使PH為3，然后過濾，得到濾渣三和濾液三；濾渣經(jīng)洗滌干燥后，得到提純的硫化砷；
步驟B:將步驟A所得的提純的硫化砷與4倍質(zhì)量的水混合成漿料，室溫?cái)嚢柘?，與過 量硫酸高鐵溶液混合，反應(yīng)時(shí)間1小時(shí)，反應(yīng)后過濾，得到含亞砷酸、砷酸，硫酸亞鐵的濾液 和單質(zhì)硫?yàn)V餅；
步驟C 將步驟B所得的含亞砷酸、砷酸、硫酸和硫酸亞鐵的濾液中通入二氧化硫氣體，氣體流量為16L/h，使砷酸還原為亞砷酸，而后，反應(yīng)混合物經(jīng)蒸餾、濃縮、冷卻，亞砷酸析 出，再經(jīng)過濾，得到亞砷酸沉淀；
步驟D 向步驟C所得亞砷酸沉淀經(jīng)干燥，得到三氧化二砷產(chǎn)品。實(shí)施例3:
一種用硫化砷廢渣制備三氧化二砷的方法，包括如下具體步驟 步驟A 取硫化砷含量為20%的硫化砷廢渣，與水混合，用水量按150ml/100g硫化砷廢 渣計(jì)，混合均勻后，加入氫氧化鈉溶液浸提硫化砷，其中氫氧化鈉的用量按3. 5g/g硫化砷 計(jì)，浸提2小時(shí)后，過濾，得濾液一和濾渣一；將濾液一用濃硫酸中和其中的堿，使溶液pH值 為11，再過濾，得到濾液二和濾渣二 ；濾液二再用濃硫酸繼續(xù)中和值PH3. 5，加入硫化鈉使 PH為4，然后過濾，得到濾渣三和濾液三；濾渣經(jīng)洗滌干燥后，得到提純的硫化砷；
步驟B:將步驟A所得的提純的硫化砷與5倍質(zhì)量的水混合成漿料，室溫?cái)嚢柘?，與過 量硫酸高鐵溶液混合，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，反應(yīng)后過濾，得到含亞砷酸、砷酸，硫酸亞鐵的濾液 和單質(zhì)硫?yàn)V餅；
步驟C 將步驟B所得的含亞砷酸、砷酸、硫酸和硫酸亞鐵的濾液中通入二氧化硫氣體， 氣體流量為16L/h，使砷酸還原為亞砷酸，而后，反應(yīng)混合物經(jīng)蒸餾、濃縮、冷卻，亞砷酸析 出，再經(jīng)過濾，得到亞砷酸沉淀；
步驟D 向步驟C所得亞砷酸沉淀經(jīng)干燥，得到三氧化二砷產(chǎn)品。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其架構(gòu)形式能夠靈活多變，可以派生系列產(chǎn)品。只是做出若干 簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種用硫化砷廢渣制備三氧化二砷的方法，其特征在于，包括如下具體步驟 步驟A 取硫化砷含量為5-20%的硫化砷廢渣，與水混合，用水量按100-150ml/100g 硫化砷廢渣計(jì)，混合均勻后，加入氫氧化鈉溶液浸提硫化砷，其中氫氧化鈉的用量按 2. 0-3. 5g/g硫化砷計(jì)，浸提0. 5-2小時(shí)后，過濾，得濾液一和濾渣一；將濾液一用濃硫酸中 和其中的堿，使溶液PH值為9-11，再過濾，得到濾液二和濾渣二 ；濾液二再用濃硫酸繼續(xù)中 和值PH1-3. 5，加入硫化鈉使pH為2-4，然后過濾，得到濾渣三和濾液三；濾渣經(jīng)洗滌干燥 后，得到提純的硫化砷；步驟B:將步驟A所得的提純的硫化砷與2-5倍質(zhì)量的水混合成漿料，室溫?cái)嚢柘?，與 過量硫酸高鐵溶液混合，反應(yīng)時(shí)間0. 5-2小時(shí)，反應(yīng)后過濾，得到含亞砷酸、砷酸，硫酸亞鐵 的濾液和單質(zhì)硫?yàn)V餅；步驟C 將步驟B所得的含亞砷酸、砷酸、硫酸和硫酸亞鐵的濾液中通入二氧化硫氣體， 氣體流量為16L/h，使砷酸還原為亞砷酸，而后，反應(yīng)混合物經(jīng)蒸餾、濃縮、冷卻，亞砷酸析 出，再經(jīng)過濾，得到亞砷酸沉淀；步驟D 向步驟C所得亞砷酸沉淀經(jīng)干燥，得到三氧化二砷產(chǎn)品。
全文摘要
一種用硫化砷廢渣制備三氧化二砷的方法，將硫化砷廢渣用氫氧化鈉溶液浸提硫化砷，所得的提純的硫化砷與2-5倍質(zhì)量的水混合成漿料，室溫?cái)嚢柘?與過量硫酸高鐵溶液混合，反應(yīng)時(shí)間0.5-2小時(shí)，反應(yīng)后過濾，得到含亞砷酸、砷酸，硫酸、硫酸亞鐵的濾液和單質(zhì)硫?yàn)V餅；所得濾液中通入二氧化硫氣體，使砷酸還原為亞砷酸,而后，反應(yīng)混合物經(jīng)蒸餾、濃縮、冷卻，亞砷酸析出，再經(jīng)過濾，得到亞砷酸沉淀；所得亞砷酸沉淀經(jīng)干燥，得到三氧化二砷產(chǎn)品。該方法工藝流程短，砷回收率高、無二次污染物產(chǎn)生，設(shè)備簡單、大大降低了砷回收的成本，是一個(gè)值得推廣應(yīng)用的方法。
文檔編號B09B3/00GK102115162SQ20101061543
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者馬艷榮 申請人:馬艷榮