[发明专利]从含砷烟尘中湿法直接制取砷酸钠

说明书

本发明涉及一种制取砷酸盐的方法，特别是从含砷烟尘中直接制取砷酸钠的方法。

砷酸钠的传统制备方法是将含砷物料进行氧化焙烧，使As₂O₃升华，通过冷凝，捕集，为制取纯净的As₂O₃，有时还需要进行二次升华，捕集，制得优质As₂O₃以后，再配以NaOH和NaNO₃，高温下于炉内煅烧（700℃）。用水浸出煅烧产物，获得砷酸钠产品。

另一种方法是用硝酸氧化优质白砷，产出砷酸后再加碱制成砷酸钠。

上述两种方法均需经过白砷制备阶段和氧化中和阶段，或称两步法。特别是第一种方法制备白砷需经高温焙烧，造成砷的升华和As₂O₃粉尘的飞扬，严重地污染了环境，又显流程冗长。

本发明的目的在于克服火法制取白砷造成砷尘污染和流程冗长的缺点，提出一种湿法处理含砷烟尘直接制取砷酸钠的方法。

为了实现上述目的，本发明采用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，实施砷的浸出氧化，过滤，滤液加入NaOH，调节PH值至12～14，煮沸30分钟后滤去沉渣，净化后液经浓缩结晶，即可产出优质砷酸钠。

本发明的具体方法是，以含锡高砷烟尘为原料，用水按液固比为3～6进行浆化，在搅拌的情况下缓缓加入石灰石粉，石灰石粉以天然的石灰石磨粉而得，调节料浆PH值至5～6，升温并维持在50～75℃，在搅拌的条件下将纯碱溶液（含Na₂CO₃200克/升）和工业过氧化氢溶液同时缓缓加入到料浆中，浸出、氧化料浆中的砷。试剂加入量按投入的砷量计，其中As∶Na＝1.40∶1（重量比，下同），As∶H₂O₂＝1.8∶1。试剂加毕后再升温至90～100℃（至沸），搅拌浸出30分钟，过滤，滤液加入300g/L左右的工业NaOH溶液，将滤液PH值调至12-14，煮沸30分钟后滤去沉渣，NaOH加入量按As∶Na＝5.0加入，净化后液经浓缩结晶即得产品砷酸钠。

将砷的浸提和氧化合为一体，以及浸液碱性脱杂是本发明的两个技术创造点。本发明是基于这样的原理的：在浸提氧化过程中，将Na₂CO₃和H₂O₂同时缓缓加入到料浆中，烟尘中的砷首先为水所浸出（反应①），由于有Na₂CO₃和H₂O₂的存在，砷的氧化（反应②）以及砷酸钠的生成（反应③）也就同时完成。其化学反应大致如下：

烟尘中的Sn、Fe、Zn、Pb等杂质在浸提氧化时，会有少量进入浸液，当加入NaOH溶液后，浸液的PH值升高，这些杂质均可形成难溶化合物沉淀除去。其过程机理大致如下：

据此，砷酸钠中杂质含量已经很少，质量得到保证。