[發明專利]一種處理銻冶煉砷堿渣中砷酸鈉復合鹽溶液的方法

有效

• 申請號: 201110248846.3
• 申請日: 2011-08-27
• 公開（公告）號: CN102330108A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 曾桂生;羅勝聯;李慧;涂新滿;王文斌
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C25B1/22
• 分類號: C25B1/22;C25B1/16;C25B9/08;C25B13/02;C22B30/02
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

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堿渣中砷酸鈉復合鹽溶液的方法。

背景技術

砷堿渣是銻精煉過程中加堿除砷時產生的浮渣，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。通常對砷堿渣采用熱水浸出、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堿渣的技術關鍵，也可以產生比較好的經濟效益和顯著的環保效益。

傳統的銻冶煉砷堿堿渣浸出液處理方法有化學沉淀法、砷酸鈉復合鹽法、碳吸附法等。如金哲男等提出用氫氧化鈣沉淀砷的砷堿渣的處理方法[詳見金哲男等，處理煉銻砷堿渣的新工藝，有色金屬（冶煉部分），1999，11（5）：11-14]；徐利時等采用Na₂S作硫化劑對煉銻砷堿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，但它處理后會產生大量廢渣，造成二次污染，不利于環境保護。砷酸鈉復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，本發明采用離子交換膜技術中的膜電解法解決砷堿渣浸出液中砷堿難分離問題，通過制備出砷酸、氫氧化鈉，提高了企業的經濟效益，同時解決了銻冶煉砷堿渣的環境污染問題。

本發明的技術方案是：

（1）將1g/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，取同體積的砷酸鈉復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℃。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值小于1時，電解完畢。

（2）將陽極室溶液移出，緩慢的加入氨水，直至沉淀不再生成，將沉淀過濾，35℃以下烘干，得到砷酸。將陰極室溶液移出，濃縮、烘干，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。

所述砷酸鈉復合鹽溶液是由銻冶煉砷堿渣經熱水浸出、脫銻劑浸出、過濾工藝后的溶液或再經濃縮、干燥后的砷酸鈉復合鹽溶于水的溶液。

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，陽極室中加入砷堿渣浸出液，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↑+?4H^+?+?4?e^-

陰極：4H₂O?+?4e^-?→?2H₂↑+?4OH^-

對陽極室所得到H₃AsO₄、H₂SO₄、H₂CO₃溶液

由于H₃AsO₄不溶于NH₃·H₂O，通過向含有濃度較高的H₃AsO₄溶液中加入NH₃·H₂O，即可把H₃AsO₄沉淀出來。

本發明用于處理銻冶煉砷堿渣所產生砷酸鈉復合鹽溶液，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復合鹽溶液取自湖南省錫礦山閃星銻業有限責任公司，化學分析表明該砷堿渣浸出液As⁵⁺濃度為9.19?g/L。