[发明专利]一种用含砷钴镍渣湿碱法制备砷酸盐的方法

说明书

技术领域

一种用含砷钴镍渣湿碱法制备砷酸盐的方法，涉及一种利用氢氧化钠或氢氧化钾溶液加压氧化浸出含砷钴镍渣中的低价态砷，从而将渣相中的砷组分转化为高价态的砷酸钠或砷酸钾等砷酸盐进入液相，后经蒸发结晶分离制备砷酸盐的方法。

背景技术

砷对人体具有致癌性，是我国《重金属污染综合防治“十二五”规划》第一类重点防控的五大重金属之一。目前关于含砷废水、含砷废渣的处理研究很多，但多是将砷以砷酸铁或砷酸钙的形式进行固化堆存处置。然而砷酸盐在大多数情况下只是亚稳态的，在水环境中趋于发生不一致性溶解而形成铁的氢氧化物并向水体中释放砷，因此未能从根本上解决砷污染难题。

金属锌具有良好的抗腐蚀性、熔体流动性和电化学性能，广泛应用于电子元件、汽车、计算机、医用设备、家用电器等领域，是四大常用有色金属之一。目前80%~85%以上的锌采用湿法方法生产，生产流程主要包括锌精矿的焙烧浸出、硫酸锌溶液净化、电解和熔铸等步骤。目前在溶液净化工段中除去浸出液中钴和镍的主流方法是砷盐法和锑盐法。其原理如下：

2Co²⁺+2HAsO₂(或2HSbO₂)+5Zn+6H⁺=2CoAs↓(或2CoSb↓)+5Zn²⁺+4H₂O

2Ni²⁺+2HAsO₂(或2HSbO₂)+5Zn+6H⁺=2NiAs↓(或2NiSb↓)+5Zn²⁺+4H₂O

含砷钴镍渣即是上述砷盐净化方法中产生的含砷渣，渣中砷与铜、钴和镍等以合金形式存在，稳定性较高，砷清洁资源化利用的难度较大。

针对此种含砷废渣，早期处理工艺一般是加碱焙烧法(加入NaOH和Na₂CO₃)，经焙烧后渣中的砷转化为砷酸钠，焙烧渣经浸出后即可将砷转移至液相，实现砷的资源化利用。该工艺流程简单，易实现砷的提取，但由于焙烧过程操作工艺条件差，且砷易挥发，极易造成二次污染。此外，中国发明专利CN102534235针对这种含砷渣中金属的全面回收展开了研究，主要工艺过程为：含砷渣经硫酸选择性浸出后，硫酸锌溶液送回锌系统回收，将选择性浸出滤渣进行煅烧，得钴镍煅烧渣；钴镍煅烧渣经硫酸再次浸出，浸出液用氢氧化钠中和而沉淀砷铜，得到的砷铜渣送往铜回收系统，沉砷铜后液用碳酸钠沉淀钴镍；此方法能将含砷渣中有价金属锌、铜、钴、镍等分离回收，但未涉及渣中砷提取回收的相关内容，且硫酸浸出过程有剧毒砷化氢气体产生的风险。中国发明专利CN102162032A以湿法炼锌净化工艺除钴镍后所产生的渣为原料，利用渣中铅、银不与硫酸反应的特性，采用硫酸进行浸出，用以富集回收净化渣中的铅、银，得到含银1716~2276g/t、铅14.45~16.63%的铅银渣成品，但未涉及砷回收利用的相关内容。中国发明专利CN1101010A提出了一种用锡焙烧含砷烟尘湿法直接制取砷酸钠的方法，是将含砷烟尘用水浆化后，在搅拌下缓缓加入石灰石粉，调节料浆pH值至5~6，将料浆升温并维持在50~75℃，加入纯碱溶液和工业过氧化氢(As:H₂O₂=1.8:1)，使砷氧化浸出，过滤，滤液加入NaOH溶液调整pH值至12~14，煮沸30分钟后滤去沉渣，净化后液经浓缩结晶产出优质砷酸钠；采用此法实现了含砷烟尘中砷的资源化利用，但是采用此工艺处理本发明的含砷钴镍渣时，由于合金形态的砷稳定性强，上述方法所采用的弱碱条件不能实现含砷钴镍渣中砷的提取。

发明内容

本发明的目的是为克服现有焙烧技术、硫酸浸出技术和弱碱浸出技术存在的不足，对浸出体系进行调整，改变浸出体系的气氛，使含砷钴镍渣中与铜、钴、镍以合金形式存在的低价态的砷清洁转化为高价态的砷酸盐，砷酸盐经处理后可返回锌冶炼的砷盐净化过程，以解决含砷废渣中砷难以回收利用的难题，并从根本上减少砷向环境中的外排。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。由于砷盐净化工艺中产生的含砷钴镍渣中的砷以砷铜、砷