[发明专利]一种分离提纯砷碱渣中钠盐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离钠盐的方法，尤其涉及一种分离提纯砷碱渣中钠盐的方法。

背景技术

砷碱渣是锑精炼过程中加碱除砷时产生的浮渣，其主要成分有含锑盐类、含砷盐类、含硒盐类、碳酸盐、硫酸盐和部分金属锑等。其中砷含量约为10%～15%，99%的有毒污染物以可溶性砷酸钠的形式存在，砷碱渣一旦泄露，暴露于环境中的砷将进入水体和食物链，轻则危害人体健康，重则导致死亡，国内已发生多起因贮存不当泄漏而造成中毒的事件。目前,我国砷碱渣的堆存总量已达到20多万吨，含砷量超过6000吨以上，且每年还有800吨～1000吨左右的增加量，迫切需要研发其处理技术，以缓解日益严重的环境和资源短缺问题。而具有毒性的砷酸钠、碳酸钠等的回收和利用问题长期以来一直没有得到很好的解决，如果能把砷酸钠与其它可溶性盐分离开，则可以产生比较好的经济效益和环保效益。

   传统的锑冶炼砷碱碱渣处理方法主要有火法和湿法两大类。在火法中常用的有氯化挥发法和二氧化硅熔炼炉法；湿法主要以沉淀法为主，例如钙盐沉淀法、铁盐沉淀法、硫化沉淀法、铝盐和镁盐沉淀法等，这些传统的处理方法都有一定的局限性。火法原理是将含砷废渣通过氧化焙烧，挥发制取粗As₂O₃或单质砷，此法对砷的回收率比较高，但是劳动条件差，而且极易造成二次污染。湿法原理是将砷渣变成溶液，然后通过化学沉淀法矿化固定砷，此法对砷的去除率高，但是无法实施砷的回收利用。

目前有专利报道的比较新颖的砷回收方法有二氧化碳法、离子膜交换法和分步结晶法。其中二氧化碳法后期通入硫化物，引入其他组分；离子膜交换法处理能力弱，成本高；现有常规的砷酸钠蒸发-冷却结晶工艺是一种已应用的处理分离砷酸钠的技术，但是砷酸钠的热物理特性与废渣中其它物质极为相近，高效分离砷酸钠和其他无机盐面临极大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分离提纯砷碱渣中钠盐的方法，可从锑冶炼砷碱渣分离出高纯度的碳酸钠和砷酸钠，实现对碳酸钠和砷酸钠的回收利用。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种分离提纯砷碱渣中钠盐的方法，其步骤如下：

1）将砷碱渣在80℃的热水中浸出60 min，热水与砷碱渣的体积质量比为4：1，然后过滤，在滤液中逐渐加入质量浓度为30%的双氧水，至不产生沉淀时停止加入；然后在60℃下浸出30min，过滤，滤液即为砷酸钠复合盐溶液；

2）将砷酸钠复合盐溶液装入结晶器中，再将结晶器置于温度为80-90℃的恒温水浴搅拌器中，待溶液浓缩至原溶液体积的四分之一时，停止搅拌，保持水浴温度为60-70℃，静置结晶2-3h后快速过滤，得到滤液a和滤渣a，滤渣a干燥后得到碳酸钠；

3）将滤液a在-10至0℃下冷冻5-8h，解冻后再用 50 W的红外灯泡垂直照射 5-10min，得到预处理后的滤液a；

4）将预处理后的滤液a置于60-70℃的含超声和磁场共同作用的恒温水浴中，超声功率为65-130W，磁场强度为0.5-0.8TB，0.5-1h后降温到40-42℃，静置结晶2-3h，然后快速过滤，得到滤液b和滤渣b, 滤渣b干燥后得到砷酸钠；

几种无机盐共存于一种溶液中，可以依据溶质在溶剂中溶解度的差异，通过改变温度来控制溶质析出的先后顺序，达到各组分分离的目的。由于各组分在室温下均未达到饱和状态，不会自发析出晶体。碳酸钠的溶解度先随温度的升高而增加，当温度达到40℃左右溶解度最大，温度继续升高后溶解度反而下降并趋于不变，砷酸钠的溶解度随温度升高持续增加，因此可以在60-70℃条件下对砷酸钠复合盐溶液进行浓缩，使大部分Na₂CO₃从溶液中分离出来，而此时As全部在溶液中。磁场和超声都可以使化合物的热力学性质发生改变，影响溶解度、结晶诱导期、介稳区宽度和结晶方式。滤液a中含有大量的Na⁺，在特定温度和相应强度的磁场、超声耦合作用下，强烈的同离子效应能使大部分砷酸钠从溶液中结晶出来，而其他杂质组分保留在溶液中。同时我们发现滤液a在超声和磁场处理前进行步骤3）所述的预处理，可提高结晶出的砷酸钠中的砷含量。

本发明的优点为：能有效的将砷碱渣中的碳酸钠和砷酸钠分离回收,分离出的碳酸钠中As含量低，砷酸钠中As含量高，因此可以产生较好的经济效益和环境效益。

具体实施例