[發明專利]一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備碘化亞鉈的方法

有效

• 申請號: 201410114415.1
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN103818947A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 陳永亨;張平;陳綺潔;姚焱;吳穎娟;黃雪夏;李祥平;孫慧
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: C01G15/00
• 分類號: C01G15/00
• 代理公司: 廣州市天河廬陽專利事務所 44244
• 代理人: 胡濟元

技術領域：

本發明涉及金屬的生產，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碘化亞鉈。

背景技術：

碘化亞鉈（TII）是一種具有特殊用途的高附加值的化工原料，用于制造藥物、光譜分析、熱定位的特種過濾器、與溴化亞鉈組成混合結晶、傳送極長波長的紅外線輻射等。TII通常以金屬鉈為原料，用硝酸溶解－碘化鉀沉淀的方法制備（楊桂林，何華強，高純碘化鉈的制備及其發光特性，稀有金屬，2001年第1期）。金屬鉈的資源量極其有限，世界年產量大約為15噸。（中國2012年的黃金產量約400噸），因此采用該方法制備TlI成本昂貴。

鉈通常存在于一些礦產資源（如鉛鋅硫化物礦）中。在礦產資源利用過程中包括鉈在內的重金屬被釋放入環境中，由此引發的環境污染問題日趨嚴重。鉛鋅礦冶工業是鉈環境污染的重要來源。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），但在冶煉過程產生的酸性廢水中其累積含量可達70～80mg/L，如果直接排放，必將導致環境污染。2010年10月，廣東北江爆發震驚全國的鉈污染事件，即是由韶關冶煉廠鉛鋅冶煉所致。韶關冶煉廠也因此停產整頓近2年，經濟損失慘重，2012年底開始復產，但必須解決鉈污染及回收問題。一方面，含鉈廢水如不及時處理，任意排放，將嚴重污染環境；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，在冶煉過程中不進行回收是對鉈資源的浪費。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是提供一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備碘化亞鉈的方法，并且方法簡便，制備成本低。

本發明解決上述技術問題的技術解決方案是：

一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備碘化亞鉈（TlI）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，再加入石灰調節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，再加硫酸調節pH值為1，過濾，得到鉈提取液；

（3）向鉈提取液中加入碘化鉀至碘離子濃度為0.03mol/L，沉淀，收集沉淀物；

（4）將收集沉淀物烘干，即得碘化亞鉈。

本發明上述方法中，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中的循環廢水，該廢水中硫酸含量高（pH=1），冶煉廠稱之為污酸，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）步所加碘化鉀使提取液中的鉈以TlI（Ksp=5.54×10^-8）形式沉淀。

以下將本發明所述方法的反應過程進行簡要描述：

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石灰調節pH至8～9，使鐵、鋁等離子水解，進而產生絮凝沉淀，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)

Al³⁺+3OH^-+鉈離子→Al(鉈離子)(OH)₃↓???(5)

③底泥再加鉛鋅礦冶煉廢水，提取（溶出）鉈，

Tl(底泥)+污酸→Tl（離子）?????(6)