[發明專利]一種制備高純三氧化二砷的方法

有效

• 申請號: 201310377731.3
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103435098A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 廖亞龍;彭志強
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C01G28/00
• 分類號: C01G28/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種制備三氧化二砷的方法，屬于材料制備領域。三氧化二砷用作殺蟲劑，農藥，搪瓷和玻璃的澄清劑和脫色劑，木材防腐劑，也用作制備元素形式的砷、砷合金及砷化物半導體的原料，用作抵抗性急性前骨髓性白血病的化學療法的制劑。

背景技術

砷盡管是一種對人體及其他生物體有毒害作用的致癌物質，其急性中毒的致死量為0.2～0.6g，但也是人體所必須的微量元素。自然界中的砷大多數與有色金屬礦共生或者伴生，常隨精礦進入有色冶煉廠。砷在有色金屬的提取過程中以氧化物、硫化物或砷酸鹽的狀態不同程度地進入煙氣、廢水和廢渣中，除個別廠以As₂0₃的形式回收少量砷外，大部分廠家因找不到合適的處理方法，把大量的含砷廢棄物堆存或以“三廢”形式排放，這些含砷廢棄物構成了我國有色冶金企業最主要的環境污染源，不但對企業的周邊環境造成了很惡劣的影響，而且也時刻危害著人類的健康。

目前三氧化二砷的主要產品是濕法冶金工藝制備的99%白砷和火法冶金工藝制備的98%白砷，產品售價低，市場價格以金屬砷計在3000—5000?元/噸之間，主要用作木材防腐劑和玻璃澄清劑等低端產品中，不但附加值低，且作為冶金工業中砷治理的主要開路產品，擁有制備技術的廠商多，產品無序競爭程度高。然而高純白砷能夠用于治療腫瘤、癌癥的醫藥行業，產品附加值高。高純砷，作為第三代半導體材料，可通過摻雜于硅材料中及化合成砷化鎵等形式，突破了硅材料的信息容量有限、運算速度有限、工作能耗較大、大容量需大體積、亮度與色彩不理想等等極限，已廣泛應用于信息、?通信光電子、大規模集成電路、高清高亮大屏幕顯示器、遙感、探測、遠紅外、自動控制、智能化、硫化光纖、合金材料、醫藥醫療設備、航天設備、航天航空、軍事裝備等等產業領域，并被世界各國定位為支撐高科技產業、現代化建設及智能化軍事工業發展的重大戰略基礎材料（周立軍.?半導體材料的發展及現狀[J].新材料產業，2001，（5））。鑒于高純砷獨特的重大戰略地位和廣闊市場前景，引起了世界各國政府和廠商的高度關注與重視，對其產業化研發、生產、制備、外延等等，都給予了積極支持及鼓勵。

三氧化二砷的制取方法大多以含砷廢渣為原料采用火法或者濕法工藝?；鸱ㄟ^程采用氧化焙燒、還原焙燒和真空揮發等技術處理含有砷的物料，從焙燒煙氣中捕集回收三氧化二砷產品；濕法工藝即采用酸浸、堿浸或鹽浸等方法，先把砷從渣中分離出來，然后再進一步加工成三氧化二砷（孟文杰，施孟華，李倩，等.硫化砷渣濕法制取三氧化二砷的處理技術現狀[J].貴州化工，2008,33（5）：26—28?？芙ㄜ姡觳澹瓵s₂0₃濕法提取工藝進展[J]．礦產綜合利用，2002，(1)：26—31。董四祿．濕法處理硫化砷渣研究[J]．硫酸工業，1994，(5)：3—8。李嵐，蔣開喜，劉大星，王海北．加壓氧化浸出處理硫化砷渣[J]．礦冶，1998，7(4)：46—50。）。鄭雅杰等采用氫氧化鈉溶液浸出硫化砷渣、空氣氧化脫硫和SO₂還原的方法制備As₂O₃，也進行沉淀還原法從含砷廢水中制備三氧化二砷產品的研究，但所獲得的產品純度僅達到95%（鄭雅杰，劉萬宇，白猛，等.采用硫化砷渣制備三氧化工藝[J].中南大學學報，2008，39（6）：1157—1163.鄭雅杰，羅園，王勇.采用含砷廢水沉淀還原法制備三氧化二砷[J].中南大學學報(自然科學版)，2009，40（1）：48—54.）。

上述常規制備方法中，所得的三氧化二砷純度不高?；鸱üに囀占玫降某善芳兌纫话阍?8%左右，濕法白砷的純度可達99.5%，但皆達不到高端客戶對高純白砷的使用要求。雖然可以采用三氯化砷水解或者以三氯化砷為原料通過一系列的有機反應制備高純三氧化二砷?(段長強.現代化學試劑手冊，第一分冊[M].北京，?化學工業出版社，1988；?韓漢民.特純三氧化二砷的制備[J].四川化工,1994,(1):28~29.)，但由于三氯化砷水解反應是可逆的，不僅存在反應時間長的缺點，同時也存在As₂0₃的產率低的缺陷（產約為70%），此外也受制于原料三氯化砷的運輸和采購。

發明內容

本發明要解決的技術問題是以含三氧化二砷的物料、丁醇或者戊醇或者是丁醇和戊醇的混合物為原料，提供一種制備高純三氧化二砷的方法，制備能用于醫藥行業或者提取半導體材料高純砷的原料——高純三氧化二砷產品，實現有害雜質元素砷的資源化和無害化目的。