[发明专利]用黑铜泥制备三氧化二砷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用含砷工业废渣制备三氧化二砷的方法。

背景技术

黑铜泥为铜电解液净化电积脱铜脱杂时，在阴极上产出的泥状物，含有大量的Cu、As、Sb、Bi、Fe等有价金属。黑铜泥中金属的含量约为铜42～51％、砷17～28％、锑2～7％、铋1～3％、铁0.05～0.2％。目前，由于含砷废渣没有较好的处理方式，企业大多堆存，这样含砷废渣就会造成土壤、河流的污染，严重危害了人们的健康，同时还造成有价金属的流失。为了防止二次污染同时回收有价金属就要对含砷废渣进行综合利用。

三氧化二砷是一种非常重要的化工原料，广泛应用于半导体、冶金、玻璃、农药、制革、印染、医药等行业。有六项中国专利(94110979.8、94110976.3、201010615434.4、201010615435.9、201010615475.3、201010615479.1)公开了用硫化砷废渣制备三氧化二砷的方法。有三项中国专利(200710035704.2、201010615441.4、201010615442.9)公开了用含砷废水制备三氧化二砷的方法。有两项日本专利(3034552-B、特开昭58-113331)公开了黑铜泥酸性浸出制备三氧化二砷的方法。采用黑铜泥碱性浸出制备三氧化二砷，目前已报道方法是①空气+氢氧化钠选择性浸出砷；②苛化：浸出液中加入消石灰，将As(V)以砷酸钙沉淀析出；③酸分解：用硫酸分解砷酸钙，得到砷酸溶液和含砷石膏渣；④还原结晶：向砷酸溶液中通入SO₂气体，发生还原反应：H₃AsO₄+SO₂＝HAsO₂+H₂SO₄生成的亚砷酸过饱和，结晶析出AS₂O₃。

该工艺生产三氧化二砷工艺流程冗长，成本较高。同时产生大量的含砷硫酸钙废渣，造成固体废弃物的二次污染。

发明内容

本发明的目的是避免黑铜泥制备三氧化二砷产生大量的含砷硫酸钙废渣对环境造成二次污染以及简化工艺流程、降低生产成本。

本发明是用黑铜泥制备三氧化二砷的方法，其步骤为：

(1)将黑铜泥用氢氧化钠做浸出剂，氢氧化钠溶液的浓度为1～2mol/L，按液固比ml/g为8∶1～12∶1的比例，向氢氧化钠溶液中放入黑铜泥，温度为80～95℃，通入空气量为0.5～0.8m³/h，搅拌4～8小时；

(2)将步骤(1)得到的浸出液用硫酸调节其pH为1，通入二氧化硫气体还原，时间持续1～2小时，还原后溶液经蒸发浓缩结晶得到沉淀物；

(3)将步骤(2)得到的沉淀物经洗涤、干燥，得到三氧化二砷产品。

本发明与现有技术比较具有工艺流程短、易操作、对设备要求低、金属回收率高、生产成本低、处理过程中不产生二次污染的优点。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方法

如图1所示，本发明是用黑铜泥制备三氧化二砷的方法，其步骤为：

(1)将黑铜泥用氢氧化钠做浸出剂，在通入空气条件下搅拌浸出。

2Cu₃As+4NaOH+4O₂＝2Na₂HAsO₄+3Cu₂O+H₂O

2Cu₃As+2NaOH+4O₂+H₂O＝2NaH₂AsO₄+3Cu₂O

砷以五价形式进入溶液，Sb、Bi、Cu等主要留在渣中。渣中铜主要以Cu₂O形式存在，可回收铜。

(2)将步骤(1)得到的浸出液用硫酸调节其pH，通入二氧化硫气体还原

H₃AsO₄+SO₂＝HAsO₂+2H₂SO₄

还原后溶液经蒸发浓缩结晶得到沉淀物

2HAsO₂＝As₂O₃+H₂O

(3)将步骤(2)得到的沉淀物经洗涤、干燥，得到三氧化二砷产品。