CN102115162A - 一种用硫化砷废渣制备三氧化二砷的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用硫化砷废渣制备三氧化二砷的方法，将硫化砷废渣用氢氧化钠溶液浸提硫化砷，所得的提纯的硫化砷与2-5倍质量的水混合成浆料，室温搅拌下,与过量硫酸高铁溶液混合，反应时间0.5-2小时，反应后过滤，得到含亚砷酸、砷酸，硫酸、硫酸亚铁的滤液和单质硫滤饼；所得滤液中通入二氧化硫气体，使砷酸还原为亚砷酸,而后，反应混合物经蒸馏、浓缩、冷却，亚砷酸析出，再经过滤，得到亚砷酸沉淀；所得亚砷酸沉淀经干燥，得到三氧化二砷产品。该方法工艺流程短，砷回收率高、无二次污染物产生，设备简单、大大降低了砷回收的成本，是一个值得推广应用的方法。
Description
技术领域
本发明涉含砷废水的综合利用和处理技术领域，具体地，涉及一种用硫化砷废渣制备三氧化二砷的方法。
背景技术
长期以来，含砷废渣大多采用囤积储存的方法处理，随着高浓度含砷废物堆积越来越多，含砷废渣造成了土壤，河流污染，危害人们生活健康的现象越来越严重。为防止二次污染，必需对硫化砷废渣进行处理。
尤其，经历多年的开采，砷矿资源已经极有限。由于砷在农业、电子、医药、冶金、化工等领域的特殊用途、可用于制取除草剂、木材防腐剂、玻璃澄清脱色剂、有色金属合金、陶瓷等，尤其是光电子和微电子领域对砷的需求，因此，从含砷废渣中回收砷不仅是环境保护的需求，也是国民经济持续发展的需要。
发明内容
为此，本申请人提供了一种用硫化砷废渣制备三氧化二砷的方法，该方法操作简单，设备投资少，砷回收利用率高，值得推广应用。
硫化砷废渣中，所含的砷主要是三硫化二砷，其难溶于水水，也不溶于无机酸，可溶于碱金属氢氧化物、碳酸盐和硫化物中。
本发明的技术方案如下：一种用硫化砷废渣制备三氧化二砷的方法，包括如下具体步骤：
步骤A：取硫化砷含量为5-20%的硫化砷废渣，与水混合，用水量按100-150ml/100g硫化砷废渣计， 混合均匀后，加入氢氧化钠溶液浸提硫化砷，其中氢氧化钠的用量按2.0-3.5g/g硫化砷计，浸提0.5-2小时后，过滤，得滤液一和滤渣一；将滤液一用浓硫酸中和其中的碱，使溶液pH值为9-11，再过滤，得到滤液二和滤渣二；滤液二再用浓硫酸继续中和值PH1-3.5，加入硫化钠使pH为2-4，然后过滤，得到滤渣三和滤液三；滤渣经洗涤干燥后，得到提纯的硫化砷；
步骤B:将步骤A所得的提纯的硫化砷与2-5倍质量的水混合成浆料，室温搅拌下,与过量硫酸高铁溶液混合，反应时间0.5-2小时，反应后过滤，得到含亚砷酸、砷酸，硫酸亚铁的滤液和单质硫滤饼；
步骤C：将步骤B所得的含亚砷酸、砷酸、硫酸和硫酸亚铁的滤液中通入二氧化硫气体，气体流量为16L/h，使砷酸还原为亚砷酸, 而后，反应混合物经蒸馏、浓缩、冷却，亚砷酸析出， 再经过滤，得到亚砷酸沉淀；
步骤D：向步骤C所得亚砷酸沉淀经干燥，得到三氧化二砷产品。
本发明所述用硫化砷废渣制备三氧化二砷的方法，硫化砷废渣中所含的硫化砷经碱液氢氧化钠浸提提纯后，与硫酸高铁反应，生成亚砷酸和硫酸亚铁及单质硫。其中单质硫不溶于水，而亚砷酸的溶解度较低，尤其在低温是，溶解度更低，且溶解速度慢。为了分离单质硫和亚砷酸，用硫酸高铁继续与亚砷酸反应，生成可溶于水的砷酸和硫酸亚铁，从而经过滤，除外单质硫滤饼，滤液中主要含有砷酸和硫酸亚铁，也含有少量未反应的亚砷酸和硫酸高铁。滤液中通入二氧化硫气体后，二氧化硫将砷酸还原为亚砷酸。反应混合物经蒸馏、浓缩、冷却，亚砷酸析出，再经过滤，得到亚砷酸沉淀，亚砷酸沉淀经干燥，得到三氧化二砷产品。
本发明所述用硫化砷废渣制备三氧化二砷的方法，其化学反应原理为：
As2S3+3Fe2(SO4 )3+4H2O = 2HAsO2+3 Fe(SO4 )2+3H2SO4+3S
HAsO2+Fe2(SO4 )3+2H2O = H3AsO4+2 Fe(SO4 )2+H2SO4
H3AsO4+S O2 = HAsO2+H2SO4
4HAsO2=2 As2O3 +2H2O
本发明所述用硫化砷废渣制备三氧化二砷的方法，工艺流程短，砷回收率高、无二次污染物产生，设备简单、大大降低了砷回收的成本，是一个值得推广应用的方法。
具体实施方式
实施例1：
一种用硫化砷废渣制备三氧化二砷的方法，包括如下具体步骤：
步骤A：取硫化砷含量为5%的硫化砷废渣，与水混合，用水量按100ml/100g硫化砷废渣计， 混合均匀后，加入氢氧化钠溶液浸提硫化砷，其中氢氧化钠的用量按2.0g/g硫化砷计，浸提0.5小时后，过滤，得滤液一和滤渣一；将滤液一用浓硫酸中和其中的碱，使溶液pH值为9，再过滤，得到滤液二和滤渣二；滤液二再用浓硫酸继续中和值PH1，加入硫化钠使pH为2，然后过滤，得到滤渣三和滤液三；滤渣经洗涤干燥后，得到提纯的硫化砷；
步骤B:将步骤A所得的提纯的硫化砷与2倍质量的水混合成浆料，室温搅拌下,与过量硫酸高铁溶液混合，反应时间0.5小时，反应后过滤，得到含亚砷酸、砷酸，硫酸亚铁的滤液和单质硫滤饼；
步骤C：将步骤B所得的含亚砷酸、砷酸、硫酸和硫酸亚铁的滤液中通入二氧化硫气体，气体流量为16L/h，使砷酸还原为亚砷酸, 而后，反应混合物经蒸馏、浓缩、冷却，亚砷酸析出， 再经过滤，得到亚砷酸沉淀；
步骤D：向步骤C所得亚砷酸沉淀经干燥，得到三氧化二砷产品。
实施例2：
一种用硫化砷废渣制备三氧化二砷的方法，包括如下具体步骤：
步骤A：取硫化砷含量为10%的硫化砷废渣，与水混合，用水量按125ml/100g硫化砷废渣计， 混合均匀后，加入氢氧化钠溶液浸提硫化砷，其中氢氧化钠的用量按2. 5g/g硫化砷计，浸提1小时后，过滤，得滤液一和滤渣一；将滤液一用浓硫酸中和其中的碱，使溶液pH值为10，再过滤，得到滤液二和滤渣二；滤液二再用浓硫酸继续中和值PH2.5，加入硫化钠使pH为3，然后过滤，得到滤渣三和滤液三；滤渣经洗涤干燥后，得到提纯的硫化砷；
步骤B:将步骤A所得的提纯的硫化砷与4倍质量的水混合成浆料，室温搅拌下,与过量硫酸高铁溶液混合，反应时间1小时，反应后过滤，得到含亚砷酸、砷酸，硫酸亚铁的滤液和单质硫滤饼；
步骤C：将步骤B所得的含亚砷酸、砷酸、硫酸和硫酸亚铁的滤液中通入二氧化硫气体，气体流量为16L/h，使砷酸还原为亚砷酸, 而后，反应混合物经蒸馏、浓缩、冷却，亚砷酸析出， 再经过滤，得到亚砷酸沉淀；
步骤D：向步骤C所得亚砷酸沉淀经干燥，得到三氧化二砷产品。
实施例3：
一种用硫化砷废渣制备三氧化二砷的方法，包括如下具体步骤：
步骤A：取硫化砷含量为20%的硫化砷废渣，与水混合，用水量按150ml/100g硫化砷废渣计， 混合均匀后，加入氢氧化钠溶液浸提硫化砷，其中氢氧化钠的用量按3.5g/g硫化砷计，浸提2小时后，过滤，得滤液一和滤渣一；将滤液一用浓硫酸中和其中的碱，使溶液pH值为11，再过滤，得到滤液二和滤渣二；滤液二再用浓硫酸继续中和值PH3.5，加入硫化钠使pH为4，然后过滤，得到滤渣三和滤液三；滤渣经洗涤干燥后，得到提纯的硫化砷；
步骤B:将步骤A所得的提纯的硫化砷与5倍质量的水混合成浆料，室温搅拌下,与过量硫酸高铁溶液混合，反应时间2小时，反应后过滤，得到含亚砷酸、砷酸，硫酸亚铁的滤液和单质硫滤饼；
步骤C：将步骤B所得的含亚砷酸、砷酸、硫酸和硫酸亚铁的滤液中通入二氧化硫气体，气体流量为16L/h，使砷酸还原为亚砷酸, 而后，反应混合物经蒸馏、浓缩、冷却，亚砷酸析出， 再经过滤，得到亚砷酸沉淀；
步骤D：向步骤C所得亚砷酸沉淀经干燥，得到三氧化二砷产品。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (1)
1.一种用硫化砷废渣制备三氧化二砷的方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
步骤A：取硫化砷含量为5-20%的硫化砷废渣，与水混合，用水量按100-150ml/100g硫化砷废渣计， 混合均匀后，加入氢氧化钠溶液浸提硫化砷，其中氢氧化钠的用量按2.0-3.5g/g硫化砷计，浸提0.5-2小时后，过滤，得滤液一和滤渣一；将滤液一用浓硫酸中和其中的碱，使溶液pH值为9-11，再过滤，得到滤液二和滤渣二；滤液二再用浓硫酸继续中和值PH1-3.5，加入硫化钠使pH为2-4，然后过滤，得到滤渣三和滤液三；滤渣经洗涤干燥后，得到提纯的硫化砷；
步骤B:将步骤A所得的提纯的硫化砷与2-5倍质量的水混合成浆料，室温搅拌下,与过量硫酸高铁溶液混合，反应时间0.5-2小时，反应后过滤，得到含亚砷酸、砷酸，硫酸亚铁的滤液和单质硫滤饼；
步骤C：将步骤B所得的含亚砷酸、砷酸、硫酸和硫酸亚铁的滤液中通入二氧化硫气体，气体流量为16L/h，使砷酸还原为亚砷酸, 而后，反应混合物经蒸馏、浓缩、冷却，亚砷酸析出， 再经过滤，得到亚砷酸沉淀；
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