一種處理銻冶煉砷鹼渣中砷酸鈉複合鹽溶液的方法
2023-12-08 07:39:26
專利名稱：一種處理銻冶煉砷鹼渣中砷酸鈉複合鹽溶液的方法
技術領域：
本發明涉及有色金屬冶煉的環境保護技術，特別是處理銻冶煉砷鹼渣中砷酸鈉複合鹽溶液的方法。
背景技術：
砷鹼渣是銻精煉過程中加鹼除砷時產生的浮渣，其主要成分有銻酸鹽及亞銻酸鹽、砷酸鹽及亞砷酸鹽、亞硒酸鹽和銻等，其中，99%的砷是以砷酸鈉的形式存在。通常對砷鹼渣採用熱水浸出、脫銻劑浸出技術基本能夠達到As、Sb的分離的目的。形成的銻渣返回銻冶煉系統進行處理，大量的砷酸鈉及少量的碳酸鈉、氫氧化鈉等可溶性鈉鹽溶鹽則進入浸出液。如能實現浸出液中可溶性鈉鹽的分離及綜合利用是處理砷鹼渣的技術關鍵，也可以產生比較好的經濟效益和顯著的環保效益。傳統的銻冶煉砷鹼鹼渣浸出液處理方法有化學沉澱法、砷酸鈉複合鹽法、碳吸附法等。如金哲男等提出用氫氧化鈣沉澱砷的砷鹼渣的處理方法[詳見金哲男等，處理煉銻砷鹼渣的新工藝，有色金屬(冶煉部分)，1999，11 (5):11-14]；徐利時等採用Na2S作硫化劑對煉銻砷鹼渣浸出液硫化脫砷過程進行了研究[詳見徐利時等，淺談煉銻含砷廢渣處理工藝，錫礦山科技，1997，(3) :30-33]。深沉除砷技術較為完善，但它處理後會產生大量廢渣， 造成二次汙染，不利於環境保護。砷酸鈉複合鹽法所得產品目前基本只能做為玻璃澄清劑， 且成分波動很大，砷含量高，用戶難以接受。碳吸附法只適宜處理低濃度的含砷溶液，且處理能力低。
發明內容
針對上述方法存在的問題，本發明採用離子交換膜技術中的膜電解法解決砷鹼渣浸出液中砷鹼難分離問題，通過製備出砷酸、氫氧化鈉，提高了企業的經濟效益，同時解決了銻冶煉砷鹼渣的環境汙染問題。本發明的技術方案是
(1)將lg/L-30g/L濃度的NaOH溶液或水加入離子交換膜電解槽的陰極室中，取同體積的砷酸鈉複合鹽溶液加入離子交換膜電解槽的陽極室中，陽極溶液溫度為30-60°C。將離子交換膜電解槽的陽極和陰極分別與外接直流穩壓電源的正極和負極相連，控制電壓為 1-12V。使用pH計測定陽極溶液pH值，待pH值小於1時，電解完畢。(2)將陽極室溶液移出，緩慢的加入氨水，直至沉澱不再生成，將沉澱過濾，35°C以下烘乾，得到砷酸。將陰極室溶液移出，濃縮、烘乾，得到氫氧化鈉。所述的離子交換膜電解槽包括單膜雙室電解槽，由陽極室、陽極、陽離子膜、陰極、 陰極室組成，陽離子膜是全氟陽離子交換膜。所述砷酸鈉複合鹽溶液是由銻冶煉砷鹼渣經熱水浸出、脫銻劑浸出、過濾工藝後的溶液或再經濃縮、乾燥後的砷酸鈉複合鹽溶於水的溶液。本發明所依據的技術原理用陽離子交換膜把電解槽分為陰極室和陽極室，各自裝有陽極板和陰極板，陽極室中加入砷鹼渣浸出液，陰極室中加入水或NaOH溶液。在直流電場作用下陽極室陽極發生氧化反應，鈉離子透過陽離子膜進入陰極室，陽極室溶液中PH值降低，最終得到含H3AsO4濃度較高的酸性溶液。而陰極室中發生還原反應，水電解產生氫氧根離子，與鈉離子結合生成氫氧化鈉。陰極與陽極反應如下
陽極=H2O — O2 個 + 4H+ + 4 e-陰極4H20 + 4e_ — 2H2 個 + 40H_ 對陽極室所得到H3As04、H2SO4, H2CO3溶液
由於H3AsO4不溶於NH3 · H2O,通過向含有濃度較高的H3AsO4溶液中加入NH3 · H2O,即可把H3AsO4沉澱出來。本發明用於處理銻冶煉砷鹼渣所產生砷酸鈉複合鹽溶液，工藝流程短，設備投資少，具有顯著的經濟效益和環保效益。
具體實施例方式以下實施方式旨在進一步說明本發明，而不是對本發明的限定。本發明具體實施方式
所用的砷酸鈉複合鹽溶液取自湖南省錫礦山閃星銻業有限責任公司，化學分析表明該砷鹼渣浸出液As5+濃度為9. 19 g/L。選用亞克力板作為電解槽材料，對其加工拋光，用氯仿進行粘結，製作成長、寬、高分別為14 cm、9 cm,9 cm的槽，並在中間加一塊隔板(中間穿一直徑4 cm孔)。剪取一塊長、 寬均為5 cm的Nafion全氟磺酸膜將隔板的4 cm孔補上，這樣電解槽被分隔成陰極室和陽極室。取3g/L的NaOH溶液300 mL倒入電解槽陰極室中。同時，取300 mL上述砷鹼渣浸出液倒入陽極室。陽極使用鈦板、陰極使用不鏽鋼板，外接直流穩壓電源。開始電解，控制電壓為6V。使用pH計測定陽極溶液pH值，待pH值小於1時，電解完畢。將陽極室電解溶液移出，緩慢的加入氨水，直至沉澱不再生成，將沉澱過濾，經化學分析，濾液中砷的含量降為0.9452 g/L，濾渣在30°C下烘乾，即得砷酸。將陽極室電解溶液移出，烘乾，得到氫氧化鈉。
權利要求
1.一種處理銻冶煉砷鹼渣中砷酸鈉複合鹽溶液的方法，其特徵是方法步驟如下(1)將lg/L-30g/L濃度的NaOH溶液加入離子交換膜電解槽的陰極室中，取同體積的砷酸鈉複合鹽溶液加入離子交換膜電解槽陽極室，陽極溶液溫度為30-60°C，將離子交換膜電解槽的陽極和陰極分別與外接直流電源的正極和負極相連，控制電壓為1-12V，使用pH 計測定陽極溶液PH值，待pH值小於1時，電解完畢；(2)將陽極室溶液移出，緩慢的加入氨水，直至沉澱不再生成，將沉澱過濾，350C以下烘乾，得到砷酸，將陰極室溶液移出，濃縮、烘乾，得到氫氧化鈉。
2.根據權利要求1所述的一種處理銻冶煉砷鹼渣中砷酸鈉複合鹽溶液的方法，其特徵在於離子交換膜電解槽包括單膜雙室電解槽，由陽極室、陽極、陽離子膜、陰極、陰極室組成，陽離子膜是全氟陽離子交換膜。
3.根據權利要求1所述的一種處理銻冶煉砷鹼渣砷酸鈉複合鹽溶液的方法，其特徵在於所述砷酸鈉複合鹽溶液是由銻冶煉砷鹼渣經熱水浸出、脫銻劑浸出、過濾工藝後的溶液或再經濃縮、乾燥後的砷酸鈉複合鹽溶於水的溶液。
全文摘要
一種處理銻冶煉砷鹼渣中砷酸鈉複合鹽溶液的方法，其方法步驟為(1)將1g/L-30g/L濃度的氫氧化鈉溶液加入離子交換膜電解槽陰極室中，取同體積的砷酸鈉複合鹽溶液加入離子交換膜電解槽陽極室中，陽極溶液溫度為30-60℃。將離子交換膜電解槽的陽極和陰極分別與外接直流穩壓電源的正極和負極相連，控制電壓為1-12V，使用pH計測定陽極溶液pH值，待pH值小於1時，電解完畢；(2)將陽極室溶液移出，緩慢的加入氨水，直至沉澱不再生成，將沉澱過濾，35℃以下烘乾，得到砷酸。將陰極室溶液移出，濃縮、烘乾，得到氫氧化鈉。本方法用於處理銻冶煉砷鹼渣浸出形成的砷酸鈉複合鹽溶液，工藝流程短，設備投資少，具有顯著的經濟效益和環保效益。
文檔編號C25B9/08GK102330108SQ20111024884
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月27日 優先權日2011年8月27日
發明者曾桂生, 李慧, 塗新滿, 王文斌, 羅勝聯 申請人:南昌航空大學