[發明專利]鐵砷分離方法、分離裝置及其應用

有效

• 申請號: 201910674969.X
• 申請日: 2019-07-24
• 公開（公告）號: CN110255623B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 陳運法;王永良;閆敬民;葉樹峰;劉翔
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01G49/00
• 分類號: C01G49/00;B09B3/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫蕾

一種鐵砷分離方法，包括如下步驟：步驟1，向含鐵、砷的酸性處理液中加入過量的氧化劑進行氧化反應，將含鐵、砷的酸性處理液中的二價鐵離子氧化為三價鐵離子，得到氧化處理液；步驟2，向氧化處理液中加入銨鹽，調節pH為2.0～4.5，進行沉淀反應，使三價鐵離子形成黃銨鐵礬；步驟3，待沉淀反應完成后調節反應液的pH為2.0以下，對沉淀物進行酸洗，使吸附于沉淀物中的砷釋放，通過固液分離分別得到黃銨鐵礬固體和富砷濾液，完成鐵砷分離。本發明在常壓下對含鐵、砷的酸性處理液中鐵和砷有效分離，將鐵離子轉化為黃銨鐵礬進行資源化利用，而砷進行沉砷反應，實現了硫酸燒渣浸出液的無害化處置，清潔環保，不產生有毒、有害氣體。

技術領域

本發明涉及資源化利用鐵，無害化處理砷的方法，尤其涉及一種鐵砷分離方法、分離裝置及其應用。

背景技術

硫酸燒渣是用黃鐵礦為原料生產硫酸或亞硫酸過程中排出的廢渣，屬于化工廢渣的一種，主要成分為鐵的氧化物，另外還含有鋁、鉛、金、銀、砷、硒、磷、鎂等元素。盡管近幾年我國硫磺制酸產量增加迅速，但硫鐵礦制酸法仍是我國硫酸主要生產方法。據統計，我國每生產1t硫酸就會產生約0.8-1.5t的硫酸燒渣，全國每年排除超1600萬噸的硫酸燒渣。這些廢渣利用率極低，大部分被工廠堆存在露天環境中，不僅占用大量土地，還會在雨水和高溫天氣作用下進入地下水和空氣中，污染環境，不僅造成自然資源的浪費，還對人類健康造成不利影響。

砷是一種劇毒物質，對于廢棄物中的砷含量要進行嚴格控制，以防通過自然活動進入生物體內，危害人體健康。當硫酸燒渣中含有大量的砷元素時，會對資源循環利用以及固廢處理等帶來一系列問題，為了更好的利用硫酸燒渣，首先需要對硫酸燒渣中的砷進行處理。目前硫酸燒渣中的砷主要通過高溫焙燒和酸洗工藝來除去，高溫焙燒工藝不僅耗能還容易引起環境污染，絕大多數還是酸洗工藝。一些研究中采用酸浸脫砷的方法，首先對硫酸燒渣進行酸浸，過濾后向濾液中加入硫化鈉溶液實現硫化沉砷的方法，可是硫酸燒渣中含有大量的鐵，酸浸過程中會有大量鐵的損失。因此，研究一種對硫酸燒渣酸浸液同時提鐵除砷的方法，對于保護環境及資源綜合利用有著重要意義。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種鐵砷分離方法、分離裝置及其應用，以期至少部分地解決上述提及的技術問題中的至少之一。

為實現上述目的，作為本發明的一個方面，提供了一種鐵砷分離方法，所述分離方法包括如下步驟：

步驟1，向含鐵、砷的酸性處理液中加入過量的氧化劑進行氧化反應，將含鐵、砷的酸性處理液中的二價鐵離子氧化為三價鐵離子，得到氧化處理液；

步驟2，向氧化處理液中加入銨鹽，調節pH為2.0～4.5，進行沉淀反應，使三價鐵離子形成黃銨鐵礬；

步驟3，待沉淀反應完成后調節反應液的pH為2.0以下，對沉淀物進行酸洗，使吸附于沉淀物中的砷釋放，通過固液分離分別得到黃銨鐵礬固體和富砷濾液，完成鐵砷分離。

作為本發明的另一個方面，提供了一種利用鐵砷分離方法的分離裝置，所述分離裝置包括：

氧化單元，所述氧化單元用于含鐵、砷的酸性處理液與氧化劑進行氧化反應；

沉鐵單元，所述沉鐵單元的進口與所述氧化單元的出口相連，用于所述氧化處理液與銨鹽進行沉淀反應，輸出沉淀反應液；

酸洗單元，所述酸洗單元的進口與所述沉鐵單元的出口相連，用于對所述沉淀反應液中的沉淀物進行酸洗，以及通過固液分離得到黃銨鐵礬固體和富砷濾液；

優選的，還包括酸浸單元和沉砷單元；

所述酸浸單元的出口與所述氧化單元的進口相連，用于對含鐵、砷的固體渣與第一酸液進行酸浸反應，輸出含鐵、砷的酸性處理液；

所述沉砷單元的進口與所述酸洗單元的出口相連，用于所述富砷濾液與沉砷劑進行沉砷反應，以及通過固液分離得到沉砷渣。