一種用硫化砷廢渣製備三氧化二砷的方法

2023-10-04 12:03:34

專利名稱：一種用硫化砷廢渣製備三氧化二砷的方法
技術領域：
本發明涉含砷廢水的綜合利用和處理技術領域，具體地，涉及一種用硫化砷廢渣
製備三氧化二砷的方法。
背景技術：
長期以來，含砷廢渣大多採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，河流汙染，危害人們生活健康的現象越來越嚴重。為防止二 次汙染，必需對硫化砷廢渣進行處理。尤其，經歷多年的開採，砷礦資源已經極有限。由於砷在農業、電子、醫藥、冶金、化 工等領域的特殊用途、可用於製取除草劑、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域對砷的需求，因此，從含砷廢渣中回收砷不僅是環境保護 的需求，也是國民經濟持續發展的需要。

發明內容
為此，本申請人提供了一種用硫化砷廢渣製備三氧化二砷的方法，該方法操作簡 單，設備投資少，砷回收利用率高，值得推廣應用。硫化砷廢渣中，所含的砷主要是三硫化二砷，其難溶於水水，也不溶於無機酸，可 溶於鹼金屬氫氧化物、碳酸鹽和硫化物中。本發明的技術方案如下一種用硫化砷廢渣製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，混合均勻後，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，浸提0. 5-2小時後，過濾，得濾液一和濾渣一；將濾液一用濃硫酸中 和其中的鹼，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中 和值pHl-3. 5，加入硫化鈉使pH為2-4，然後過濾，得到濾渣三和濾液三；濾渣經洗滌乾燥 後，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過量砷酸混合，在40-95°C下反應0. 5-3小時， 得到含亞砷酸和單質硫的混合物；
步驟C 向步驟B所得含亞砷酸和單質硫的混合物與2-5倍質量的水混合後，通入氧 氣，使亞砷酸氧化為砷酸，經過濾，除去單質硫，得砷酸溶液；
步驟D:向步驟C所得砷酸溶液中通入二氧化硫氣體，將可溶性砷酸還原為溶解度較 低的亞砷酸，反應液經減壓蒸餾為亞砷酸飽和溶液，冷卻，亞砷酸結晶、過濾得到亞砷酸濾 餅，經乾燥，粉碎，得到三氧化二砷產品。本發明所述用硫化砷廢渣製備三氧化二砷的方法，硫化砷廢渣中所含的硫化砷經鹼液氫氧化鈉浸提提純後，與砷酸酸反應，得到亞砷酸和硫的混合物，混合物與水混溶後， 通入氧氣將亞砷酸氧化為可溶性的砷酸，再用二氧化硫氣體還原砷酸為亞砷酸，經減壓蒸 餾後，冷卻，亞砷酸結晶、過濾得到亞砷酸濾餅，經乾燥，粉碎，得到三氧化二砷產品。本發明所述用硫化砷廢渣製備三氧化二砷的方法，其化學反應原理為 As2S3+3 H3AsO4 = 5HAs02+S +2H20
2HAS02+ O2 +2H20 =2H3AS04 H3AS04+S02 = HAS02+H2S04 4HAs02=2 AS2O3 +2H20
本發明所述用硫化砷廢渣製備三氧化二砷的方法，工藝流程短，砷回收率高、無二次汙 染物產生，設備簡單、大大降低了砷回收的成本，是一個值得推廣應用的方法。
具體實施例方式實施例1
一種用硫化砷廢渣製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，混合均勻後，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，浸提0. 5小時後，過濾，得濾液一和濾渣一；將濾液一用濃硫酸中和其中的鹼，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中和值pHl，加入硫化鈉使pH 為2，然後過濾，得到濾渣三和濾液三；濾渣經洗滌乾燥後，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過量砷酸混合，在40°C下反應0. 5小時，得到 含亞砷酸和單質硫的混合物；
步驟C 向步驟B所得含亞砷酸和單質硫的混合物與2倍質量的水混合後，通入氧氣， 使亞砷酸氧化為砷酸，經過濾，除去單質硫，得砷酸溶液；
步驟D:向步驟C所得砷酸溶液中通入二氧化硫氣體，將可溶性砷酸還原為溶解度較 低的亞砷酸，反應液經減壓蒸餾為亞砷酸飽和溶液，冷卻，亞砷酸結晶、過濾得到亞砷酸濾 餅，經乾燥，粉碎，得到三氧化二砷產品。實施例2:
一種用硫化砷廢渣製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，混合均勻後，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，浸提1小時後，過濾，得濾液一和濾渣一；將濾液一用濃硫酸中和其中的鹼，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中和值pH2. 5，加入硫化鈉 使PH為3，然後過濾，得到濾渣三和濾液三；濾渣經洗滌乾燥後，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過量砷酸混合，在55°C下反應2小時，得到含 亞砷酸和單質硫的混合物；
步驟C 向步驟B所得含亞砷酸和單質硫的混合物與4倍質量的水混合後，通入氧氣， 使亞砷酸氧化為砷酸，經過濾，除去單質硫，得砷酸溶液；
步驟D:向步驟C所得砷酸溶液中通入二氧化硫氣體，將可溶性砷酸還原為溶解度較 低的亞砷酸，反應液經減壓蒸餾為亞砷酸飽和溶液，冷卻，亞砷酸結晶、過濾得到亞砷酸濾餅，經乾燥，粉碎，得到三氧化二砷產品。實施例3:
一種用硫化砷廢渣製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，混合均勻後，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，浸提2小時後，過濾，得濾液一和濾渣一；將濾液一用濃硫酸中和其中的鹼，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中和值PH3. 5，加入硫化鈉使 PH為4，然後過濾，得到濾渣三和濾液三；濾渣經洗滌乾燥後，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過量砷酸混合，在95°C下反應3小時，得到含 亞砷酸和單質硫的混合物；
步驟C 向步驟B所得含亞砷酸和單質硫的混合物與5倍質量的水混合後，通入氧氣， 使亞砷酸氧化為砷酸，經過濾，除去單質硫，得砷酸溶液；
步驟D:向步驟C所得砷酸溶液中通入二氧化硫氣體，將可溶性砷酸還原為溶解度較 低的亞砷酸，反應液經減壓蒸餾為亞砷酸飽和溶液，冷卻，亞砷酸結晶、過濾得到亞砷酸濾 餅，經乾燥，粉碎，得到三氧化二砷產品。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發明構思的前提下，其架構形式能夠靈活多變，可以派生系列產品。只是做出若干 簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護範圍。
權利要求
1. 一種用硫化砷廢渣製備三氧化二砷的方法，其特徵在於，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，混合均勻後，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，浸提0. 5-2小時後，過濾，得濾液一和濾渣一；將濾液一用濃硫酸中 和其中的鹼，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中 和值pHl-3. 5，加入硫化鈉使pH為2-4，然後過濾，得到濾渣三和濾液三；濾渣經洗滌乾燥 後，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過量砷酸混合，在40-95°C下反應0. 5-3小時， 得到含亞砷酸和單質硫的混合物；步驟C 向步驟B所得含亞砷酸和單質硫的混合物與2-5倍質量的水混合後，通入氧 氣，使亞砷酸氧化為砷酸，經過濾，除去單質硫，得砷酸溶液；步驟D:向步驟C所得砷酸溶液中通入二氧化硫氣體，將可溶性砷酸還原為溶解度較 低的亞砷酸，反應液經減壓蒸餾為亞砷酸飽和溶液，冷卻，亞砷酸結晶、過濾得到亞砷酸濾 餅，經乾燥，粉碎，得到三氧化二砷產品。
全文摘要
一種用硫化砷廢渣製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，硫化砷與過量砷酸混合，在40-95℃下反應0.5-3小時，得到含亞砷酸和單質硫的混合物；所得含亞砷酸和單質硫的混合物與2-5倍質量的水混合後，通入氧氣，使亞砷酸氧化為砷酸，經過濾，除去單質硫，得砷酸溶液；砷酸溶液經二氧化硫氣體還原為溶解度較低的亞砷酸，反應液經減壓蒸餾為亞砷酸飽和溶液，冷卻，亞砷酸結晶、過濾得到亞砷酸濾餅，經乾燥，粉碎，得到三氧化二砷產品。該方法工藝流程短，砷回收率高、無二次汙染物產生，設備簡單、大大降低了砷回收的成本，是一個值得推廣應用的方法。
文檔編號B09B3/00GK102115166SQ20101061547
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者馬豔榮 申請人:馬豔榮