[發(fā)明專(zhuān)利]一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備溴化亞鉈的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410100232.4
• 申請(qǐng)日: 2014-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103833068A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張平;陳綺潔;姚焱;陳永亨;孔曜;吳穎娟;黃雪夏;劉娟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C01G15/00
• 分類(lèi)號(hào): C01G15/00
• 代理公司: 廣州市天河廬陽(yáng)專(zhuān)利事務(wù)所 44244
• 代理人: 胡濟(jì)元

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及金屬的生產(chǎn)，具體涉及從非礦石原料提取金屬的方法，該方法適用于從鉛鋅礦冶煉廢水中提取含重金屬鉈的溴化亞鉈。

背景技術(shù)：

TlBr（溴化亞鉈）是一種具有特殊用途的化工原料，用于制造室溫核輻射探測(cè)器（室溫核輻射探測(cè)器指可在室溫下工作,同時(shí)又對(duì)X射線(xiàn)有較高探測(cè)效率和較好能量分辨率的探測(cè)器），在核醫(yī)學(xué)、安檢、環(huán)境監(jiān)測(cè)核武器突防、航天航空、工業(yè)探傷和高能物理等領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。TlBr原料通常是采用化學(xué)試劑TlNO₃和HBr反應(yīng)合成（一種晶體生長(zhǎng)用TlBr粉體的溶液合成方法，申請(qǐng)?zhí)朇N200910273160.2，公開(kāi)日2010-11-03）。而TlNO3又由金屬鉈粉末與稀硝酸反應(yīng)制備。鉈的資源量極其有限，世界年產(chǎn)量大約為15噸。（中國(guó)2012年的黃金產(chǎn)量約400噸），因此采用該方法制備TlBr成本昂貴。

鉈通常存在于一些礦產(chǎn)資源（如鉛鋅硫化物礦）中。在礦產(chǎn)資源利用過(guò)程中包括鉈在內(nèi)的重金屬被釋放入環(huán)境中，由此引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。鉛鋅礦冶工業(yè)是鉈環(huán)境污染的重要來(lái)源。雖然鉛鋅礦中鉈含量很低（如廣東省凡口鉛鋅礦鉈含量約為10mg/kg），但在冶煉過(guò)程產(chǎn)生的酸性廢水中其累積含量可達(dá)70～80mg/L，如果直接排放，必將導(dǎo)致環(huán)境污染。2010年10月，

廣東北江爆發(fā)震驚全國(guó)的鉈污染事件，即是由韶關(guān)冶煉廠鉛鋅冶煉所致。韶關(guān)冶煉廠也因此停產(chǎn)整頓近2年，經(jīng)濟(jì)損失慘重，2012年底開(kāi)始復(fù)產(chǎn)，但必須解決鉈污染及回收問(wèn)題。一方面，含鉈廢水如不及時(shí)處理，任意排放，將嚴(yán)重污染環(huán)境；另一方面，鉈資源極其有限，在地殼中的含量很低，平均豐度只有

0.8mg/kg，鉛鋅硫化物礦中鉈平均含量也只有10mg/kg，在冶煉過(guò)程中不進(jìn)行

回收是對(duì)鉈資源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備高純度TlBr的方法，并且方法簡(jiǎn)便，制備成本低。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)解決方案是：

一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備溴化亞鉈的方法，該方法由以下步驟組成：

（1）取鉛鋅礦冶煉廢水按鉛鋅礦冶煉廢渣︰鉛鋅礦冶煉廢水=1︰500（g/ml）的比例加入鉛鋅礦冶煉廢渣，攪拌2h，再加入石灰調(diào)節(jié)pH值至8-9，沉淀，收集底泥；

（2）取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉，按底泥粉︰鉛鋅礦冶煉廢水=1︰5（g/ml）的比例加入鉛鋅礦冶煉廢水，攪拌1h，再加硫酸調(diào)節(jié)pH值為1，過(guò)濾，得到鉈提取液；

（3）向鉈提取液中加入溴化鉀至溴離子濃度為0.05～0.10mol/L，沉淀，收集沉淀物；

（4）將收集沉淀物烘干，即得TlBr（溴化亞鉈）。

本發(fā)明上述方法中，第（1）步所加鉛鋅礦冶煉廢渣即冶煉后留下的廢渣，

主要由Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂等組成，用做鉛鋅礦冶煉廢水中鉈的吸附-沉淀劑；

第（1）步和第（2）步中的鉛鋅礦冶煉廢水是鉛鋅礦冶煉生產(chǎn)中的循環(huán)廢水，

該廢水中硫酸含量高（pH=0～1），冶煉廠稱(chēng)之為污酸，第（1）步既是利用其高酸性溶出廢渣中的鐵、鋁等，又在加入石灰后沉淀回收其中的鉈；第（2）

步所加鉛鋅礦冶煉廢水主要是提取底泥中的鉈；第（3）步所加溴化鉀使提取液中的鉈以TlBr（Ksp=3.71×10^-6）形式沉淀。

以下將本發(fā)明所述方法的反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)要描述：

①鉛鋅礦冶煉廢水(污酸)加廢渣后，廢渣中的鐵、鋁等溶出，

冶煉廢渣+污酸→Fe²⁺+Fe³⁺+Al³⁺(1)；

②石灰調(diào)節(jié)pH至8～9，使鐵、鋁等離子水解，進(jìn)而產(chǎn)生絮凝沉淀，并吸附鉛鋅礦冶煉廢水中的鉈離子共沉淀，形成底泥，效率非常高，其反應(yīng)原理如下：

Fe²⁺+2OH^-→Fe(OH)₂(2)

4Fe(OH)2+O2+2H2O+鉈離子→4Fe(鉈離子)(OH)3↓(3)

Fe³⁺+3OH^-+鉈離子→Fe(鉈離子)(OH)₃↓(4)