[發明專利]一種利用硫化砷渣制備三氧化二砷的方法

在審

• 申請號: 201910361442.1
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110028101A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 王慶偉;曲勝利;潘青林;柴立元;高偉榮;李青竹;岑家山;蔣國民;董準勤;鄭九林
• 申請（專利權）人: 中南大學;山東恒邦冶煉股份有限公司;賽恩斯環保股份有限公司
• 主分類號: C01G28/00
• 分類號: C01G28/00
• 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;陳征

本發明公開了一種利用硫化砷渣制備三氧化二砷的方法，包括，在常壓條件下利用雙氧水氧化硫化砷渣，過濾并收集濾液；利用濾液氧化硫化砷渣，再過濾并收集濾液；蒸發濃縮，冷卻結晶得三氧化二砷。本發明的方法先利用雙氧水氧化硫化砷渣，快速高效，再利用其產物氧化硫化砷渣，且雙氧水的氧化過程產生的熱量有利于后一步反應，整個過程不引入新雜質，得到的三氧化二砷純度高于99％；通過摻有特定余量雙氧水的含五價砷濾液再氧化，同時控制反應溫度和反應體系中硫化砷的濃度能有效提高氧化反應效率，通過控制回收利用硫化砷渣中SO₄^2?離子的含量能有效提高其回收利用率；過程無二次污染，無需高壓裝備，成本節約，條件簡單溫和，應用前景好。

技術領域

本發明屬于資源廢物再利用技術領域，涉及硫化砷渣的回收再利用技術，具體涉及一種利用硫化砷渣制備三氧化二砷的方法。

背景技術

有色金屬冶煉礦石主要為硫化礦，在采用火法冶煉(包括干燥、燒結、焙燒、熔煉、吹煉、煙化、揮發、熔鑄等)過程中會產生大量含有二氧化硫的煙氣，冶煉煙氣主要用于制備硫酸；同時，煙氣中還夾帶著煙塵，為保證硫酸的品質，必須將煙塵等雜質從煙氣中去除。通常采用干法和濕法相結合的方式對煙氣進行處理，濕式收塵使煙塵和水充分接觸，煙氣中的含砷粉塵、三氧化硫和氟、氯等雜質進入水中，產生大量的酸性重金屬廢水(污酸廢水)。其中，污酸廢水為強酸性，硫酸濃度在4％-11％之間，其中，銅、鎳、鉛冶煉產生的污酸廢水中，污染物以砷濃度最高、危害最大，同時還含有鉛、鎘、鋅、銅等重金屬離子，必須對污酸廢水進行處理。

目前，污酸廢水主要采用硫化法處理，硫化處理過程中會產生大量的硫化砷渣，砷含量高達20-60％，同時還含有銅、汞等等重金屬離子，屬于劇毒的危險固廢，若不經處理而直接堆放，會對周圍的生態環境存在嚴重的危害風險；同時，高純度的三氧化二砷在電子、醫藥、化工等領域都具有特殊用途，同時高純三氧化二砷也是制備砷合金或高純單質砷的原料。因此，將硫化砷渣通過資源化利用轉變成高純度的三氧化二砷，不僅可以消除環境風險，也是砷資源化利用具有潛力的途徑。

目前，利用硫化砷渣制備三氧化二砷的方法主要有以下兩種：(1)氧化還原焙燒等火法處理，使其中的砷以三氧化二砷的形式回收，具有技術成熟，流程短等優點，但存在環境污染嚴重、投資成本高等缺點，現已基本被淘汰；2)濕法處理，現有技術中濕法處理主要包括硫酸銅置換法、氧氣加壓浸出法、堿浸出法和硫酸高鐵法等，然而這些方法仍存在諸多不足，如硫酸銅置換法的銅粉消耗量大，銅回收難度大，成本高。

采用氧氣加壓浸出對硫化砷渣進行浸出，再通過還原劑如SO₂還原制備三氧化二砷，但存在氧化效率低，高鹽過程對設備要求較高，需要引入新的雜質，影響三氧化二砷的品質，需要再進一步提純。堿性浸出法反應不徹底且氫氧化鈉消耗量及價格均較高，硫酸鐵法工藝復雜、成本高，制備的三氧化二砷中鐵容易超標導致純度和白度難以達到要求等缺點。

申請號為201710203220.8的中國發明專利申請公開了一種全濕法從硫化砷廢渣中提取砷的工藝，具體采用氧氣對砷濾餅進行高壓浸出，再采用砷濾餅對氧壓浸出液還原制備三氧化二砷，但也存在氧壓浸出溫度高、浸出效率低，且需要采用高壓設備，設備投資高。

因此亟需開發操作更簡便快速且投資、生產成本低的硫化砷渣制備三氧化二砷的方法。

發明內容

本發明彌補了現有技術存在的不足，提供了一種利用硫化砷渣制備三氧化二砷的方法，該方法具有操作簡便、投資運營成本低和無二次污染等特點，能有效回收利用硫化砷渣制備得到利用價值高的三氧化二砷產品，在工業上具有重要的推廣價值。

本發明采用以下技術方案：

一種利用硫化砷渣制備三氧化二砷的方法，包括，在常壓條件下，利用雙氧水氧化硫化砷渣，過濾并收集濾液；再利用濾液中所含五價砷和特定余量的雙氧水氧化硫化砷渣，固液分離并收集含三價砷的溶液；將所述含三價砷的溶液蒸發濃縮后，冷卻結晶得到三氧化二砷。