[发明专利]含砷固态物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以臭葱石型铁砷化合物为主体的固态物，尤其涉及砷的溶出被显著抑制的含砷固态物，及其制备方法。 

背景技术

在非铁冶炼中，产生各种冶炼中间产物，另外，存在可成为各种各样形态的冶炼原料的物质。在这些冶炼中间产物和冶炼原料中含有有价值的金属，但另一方面，含有砷等对环境不好的元素。作为砷的处理方法，提倡将溶液中的砷通过亚砷酸和铁、钙等结合，固定在砷化合物中的方法。 

作为沉淀物回收的砷化合物被保管或废弃，但重要的是上述化合物的砷溶出要少。作为砷溶出少的砷化合物，公知的是结晶性好的铁砷化合物即臭葱石(FeAsO₄·2H₂O)。但是，臭葱石结晶难以以过滤性良好的体积小的形态生成，工业上合成臭葱石结晶的砷处理工艺还未实现。 

专利文献1：特开昭54-160590号公报 

发明人不断进行各种各样的研究，开发了新的砷固定方法，公开了特愿2006-126896、特愿2006-321575、特愿2006-311063、特愿2006-332857等。据这些技术，能够从含砷液中以体积小的形状合成砷溶出少的臭葱石型的结晶性铁砷化合物。这些技术基本上是在含有5价砷离子和2价铁离子的水溶液中添加氧气等氧化剂，生成结晶性好的铁砷化合物(以下，有时将这种反应称作“铁砷反应”)，从上述浆液中作为固态成分回收该铁砷化合物。在该铁砷化合物中，砷以30质量％程度非常高的品位被固定，构成该化合物的砷极不容易溶出。因此，该结晶性铁砷化合物适于废弃或保管。 

但是，在所合成的臭葱石型砷化合物的粒子中，除存在构成上述化合物自身的砷之外，也存在少量附着在粒子表面的砷。发明人已经公开了一种方法，该方法通过充分延长铁砷反应的时间，且对所合成的臭葱石型砷化合物进行充分的洗涤，由此可将砷的溶出量抑制在0.3mg/L以下。但是，过分延长铁砷反应的时间，在工业上实施当中，会导致生产率下降。另外，进行细致的洗涤作业非常麻烦，且需要大量的水。关于其洗涤后的水，必须在严格的管理下进行处理。 

另一方面，通过使大量的含钙物质(CaO等)与铁砷化合物共存，从原理上认为能够抑制砷的溶出。该情况下，附着在铁砷化合物上的砷成为砷酸钙而被捕集。但是，当pH下降时，砷酸钙通常再溶解，因此，砷溶出防止对策只依靠该方法不理想。另外，还有一种不废弃臭葱石而添加到有色金属冶炼的转炉等中与矿渣一起进行玻璃化的处理方法，但其化合物不一定稳定，反而有时会导致砷的再溶解。 

另外，在工业上实施时，还需要考虑的是铁砷化合物的合成过程或洗涤过程中的处理造成的误操作。例如，在缩短铁砷反应的时间时，附着在铁砷化合物上的砷的量比通常大。另外，作为铁砷反应的条件，在温度、初期砷浓度、搅拌强度、氧化剂添加量等降低时，粒径过细，砷从结晶自身的溶出量有些增大。还要考虑在洗涤水的使用量过少或洗涤方法不完善的情况下，附着在粒子上的砷除去得不充分。另外，在所堆积、保管的铁砷化合物的环境偏向碱一侧的情况下，砷从臭葱石结晶的溶出量也可能增大。在依照我国法令的溶出试验中使用蒸馏水，但对从事砷处理的业者来说，希望自己预先采取溶出环境的pH变动时的对策。 

本发明鉴于这样的现状，提供一种砷固定化技术，该技术能够使砷的溶出量稳定且将其抑制到极少的量，且在工业上容易实用化。 

发明内容

发明人详细研究的结果发现，通过利用特愿2006-321575等公开的结晶性铁砷化合物的合成方法得到的体积小的臭葱石型铁砷化合 物，且使之与铁氧化物共存，可实现上述目的。 

即，本发明提供一种含砷固态物，其相对于100质量份(干燥状态下的质量，以下相同)臭葱石型铁砷化合物，配合有1质量份(干燥状态下的质量，以下相同)以上铁氧化物。铁氧化物其粉体粒子的BET比表面积为3m²/g以上的为优选的对象，20m²/g以上的为更优选的对象。在使用BET比表面积为3m²/g以上的铁氧化物时，相对于100质量份臭葱石型铁砷化合物，设铁氧化物的配合量为5质量份以上，由此可得到极高的砷溶出防止效果。在使用BET比表面积为20m²/g以上的铁氧化物时，由相对于100质量份臭葱石型铁砷化合物，铁氧化物的配合量为0.5质量份以上的少量的范围，能够得到极高的砷溶出防止效果。