[發明專利]安全高效處理砷烷生產中含砷廢水的方法

無效

• 申請號: 201310585497.3
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103663779A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 許從應;王陸平;馬瀟;王仕華;李英輝;朱顏
• 申請（專利權）人: 蘇州丹百利電子材料有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F1/28;C02F101/20;C02F103/34
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 王玉國;陳忠輝

技術領域

本發明涉及一種安全高效處理砷烷生產中含砷廢水的方法，利用物理和化學方式相結合的方法，安全高效地處理在砷烷工業化生產中產生的工業廢水，使廢水中砷的含量達到可以繼續循環使用的水平，從而大大減少有毒的含砷廢水的排放。

背景技術

高純砷烷（>99.9999%）廣泛用于半導體工業中外延硅的“N”型摻雜，硅離子注入，生長高端太陽能電池砷化鎵（GaAs）薄膜、以及在III-V族固體半導體照明中用于生長紅黃光LED外延片的生長等等。另外，砷烷還用作標準氣、校正氣等。因此，積極進行超純砷烷氣體的開發研究對促進電子工業及其它有關技術的發展有著十分重要的意義。

工業上通常通過砷化鋅和稀硫酸水溶液反應制備砷烷，化學反應式如下：

Zn₃As₂+3H₂SO₄→2AsH₃+3ZnSO₄

砷烷屬于劇毒氣體化學品，其TLV值只有50ppb。因此痕量的砷烷在無控制的情況下釋放，都會產生嚴重的安全問題。砷烷制備中產生的廢液在如下的情況下會導致砷烷的無控制釋放：1）如果上述反應沒有絕對的100%反應完全，反應廢液中痕量的砷化鋅會繼續反應，繼續產生劇毒的砷烷，2）砷烷在水溶液中有一定的溶解度，溶解在廢水中的砷烷在溫度變化時，或者攪動時，都會引起砷烷釋放，造成安全問題。另外幾乎所有含砷物質都屬于劇毒的化學品，在砷烷制備中產生的廢水也可能含有其他微量砷化學品的成分，帶來安全隱患。因此砷烷制備中產生的大量廢水必須要嚴格的進行解毒處理，以免造成嚴重人員傷亡和環境污染問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種安全高效處理砷烷生產中含砷廢水的方法。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

安全高效處理砷烷生產中含砷廢水的方法，包括以下步驟：

a）在含砷廢水中加入堿性物質，中和至堿性；

b）在堿性廢水中加入氧化劑，使溶解在廢水中的揮發性的砷烷氧化轉變成完全不揮發的砷酸鹽（AsO₄^3-）；

c）加入金屬離子（Mⁿ⁺），使可溶性砷酸鹽（AsO₄^3-）形成M_x（AsO₄）_y沉淀；

d）加入絮凝劑和吸附劑，通過吸附和共沉淀的方式進一步降低廢水中砷的含量，待固體完全沉淀后，過濾收集含砷的固體廢料。

進一步地，上述的安全高效處理砷烷生產中含砷廢水的方法，步驟a），所述堿性物質為Ca（OH）₂、NaOH、KOH或CaO中和至pH>7。

更進一步地，上述的安全高效處理砷烷生產中含砷廢水的方法，步驟b），所述氧化劑為KMnO₄、NaClO或KClO。

更進一步地，上述的安全高效處理砷烷生產中含砷廢水的方法，步驟c），所述金屬離子（Mⁿ⁺）為Ca²⁺或Fe³⁺，當Mⁿ⁺是Ca²⁺時，M_x（AsO₄）_y是Ca₃（AsO₄）₂，當Mⁿ⁺為Fe³⁺時，M_x（AsO₄）_y為Fe（AsO₄）。

再進一步地，上述的安全高效處理砷烷生產中含砷廢水的方法，所述金屬鹽離子（Mⁿ⁺）為Ca²⁺或Fe³⁺，通過加入Ca（OH）₂、CaO、CaCl₂、FeCl₃或Fe₂（SO₄）₃導入相應的金屬鹽離子。

再進一步地，上述的安全高效處理砷烷生產中含砷廢水的方法，步驟d），所述絮凝劑為明礬、硅藻土。

再進一步地，上述的安全高效處理砷烷生產中含砷廢水的方法，步驟d），所述吸附劑為活性炭。