[發明專利]一種高穩定性固砷礦物的制備方法

有效

• 申請號: 201611195704.4
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106868320B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 劉智勇;劉志宏;李啟厚;周亞明;李玉虎;姚偉;姜波
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B30/04
• 分類號: C22B30/04;C22B3/44
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

1.一種高穩定性固砷礦物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)含砷溶液催化氧化

通過催化氧化的方式，向含砷溶液中加入氧化性氣體和催化劑，將溶液中的As³⁺轉變成As⁵⁺；

(2)氧化后液沉砷

將步驟(1)所得氧化后的溶液pH值調至1.5～3，以連續加料的方式加入CaO、Ca(OH)₂中的一種或兩種作為沉砷劑，使所述溶液中Ca與As的摩爾比為2～8:1，沉降時間為5～10小時，反應溫度為10℃～90℃；反應制得砷酸鈣；

(3)合成固砷礦物

采用分布結晶法、調控生長法、水熱法中的任一種固砷方法將步驟(2)所得砷酸鈣合成固砷礦物；

所述分布結晶法控制的條件為，向步驟(2)所得反應體系中添加鐵鹽溶液，使反應體系中Fe與As的摩爾比控制在1～5:1，同時加入中和劑調控反應在pH值1.5～3條件下進行，使Fe³⁺與AsO₄^3-反應生成高穩定性的固砷礦物；所述鐵鹽溶液的加入速率為5-30mL/min；所述中和劑包括：碳酸鈉、碳酸氫鈉或氫氧化鈉中的至少一種；所述中和劑的加入量以使反應釋放的H⁺被中和為準；所述的中和劑的加入速率為5-30ml/min；

所述調控生長法控制的條件為，向步驟(2)所得反應體系中添加亞鐵鹽溶液，使反應體系中Fe與As的摩爾比控制在1～5:1，通入氧化性氣體，將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，同時加入中和劑調控反應在pH值1.5～3條件下進行，使Fe³⁺與AsO₄^3-反應生成高穩定性的固砷礦物；所述亞鐵鹽溶液的加入速率為5-30mL/min；所述中和劑包括：碳酸鈉、碳酸氫鈉或氫氧化鈉中的至少一種；所述中和劑的加入量以使反應釋放的H⁺被中和為準；所述的中和劑的加入速率為5-30ml/min；

所述水熱法控制的條件為，將步驟(2)所得產物置于反應釜中進行固砷處理，向反應體系中添加鐵鹽溶液，使反應體系中Fe與As的摩爾比控制在1～5:1，調控反應在pH值1.5～3條件下進行，使Fe³⁺與AsO₄^3-反應生成高穩定性的固砷礦物。

2.根據權利要求1所述的高穩定性固砷礦物的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述含砷溶液的主要成分包括：As 5～100g/L，Sb 0.5g/L～3g/L，Pb 50ppm～800ppm，Sn 2ppm～200ppm，Te 10～500ppm，NaOH 10～120g/L。

3.根據權利要求1或2所述的高穩定性固砷礦物的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述氧化性氣體為氧氣、空氣或富氧空氣。

4.根據權利要求3所述的高穩定性固砷礦物的制備方法，其特征在于，所述氧化性氣體的氣體流量控制在1～20L/min。

5.根據權利要求1、2、4任一項所述的高穩定性固砷礦物的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述催化劑為KMnO₄。

6.根據權利要求5所述的高穩定性固砷礦物的制備方法，其特征在于，步驟(1)中As與Mn的摩爾比控制在5:1～50:1。

7.根據權利要求1、2、4、6任一項所述的高穩定性固砷礦物的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述催化氧化體系控制的溫度為30℃～120℃。

8.根據權利要1所述的高穩定性固砷礦物的制備方法，其特征在于，所述鐵鹽溶液為硫酸鐵溶液、氯化鐵溶液或硝酸鐵溶液中的至少一種。

9.根據權利要求1所述的高穩定性固砷礦物的制備方法，其特征在于，所述亞鐵鹽溶液為硫酸亞鐵溶液、氯化亞鐵溶液或硝酸亞鐵溶液中的至少一種。