[发明专利]一种湿法提砷方法

说明书

本发明是有关从砷硫化物(如As₂S₂、As₂S₃)和含砷工业废渣中湿法提砷(As)(含提白砷As₂O₃)的方法。

单质砷(As)或白砷(As₂O₃)是一类非常重要的化工原料，目前正广泛用于半导体、冶金、玻璃、农药、制革、印染、医药等行业。砷硫化物主要来源于天然矿物，如雄黄矿(As₂S₂)和雌黄矿(As₂S₃)等，也来源于含砷工业废渣，如处理含砷废水的砷滤渣(主要为As₂S₃)、含砷烟尘和含砷冶金渣等。从砷硫化物、含砷工业废渣中提砷的方法，大致可分为火法和湿法两大类。传统的火法冶炼，在高温下产生大量的三氧化二砷(As₂O₃)剧毒烟尘和有毒的二氧化硫(SO₂)气体，严重地毒害人体健康和污染环境，已在许多国家被禁止或限制生产。现有的湿法生产和研究方法有：(1)硫酸铜溶液浸出法，《有色金属(冶)》1984年第6期第12—17页报道了“砷害治理与白砷提取流程的选择”一文，其中第13页报道了“硫酸铜溶液浸出法”，该工艺是以硫化亚砷滤渣(主要成份为As₂S₃)为原料制取白砷，其原理是采用硫酸铜(CuSO₄)溶液置换得亚砷酸(As(III))，通空气氧化成砷酸(As(V))溶解于水中，然后用二氧化硫(SO₂)气体还原并制取白砷产品。其主要化学反应为：

 (1)

                                       (2)

                      (4)

                                                                       (5)

该方法由于采用价格高的硫酸铜(CuSO₄)转化为价格低的硫化铜(CuS)，先使As(III)氧化成As(V)，再还原制成As₂O₃产品，因而成本高，流程长，投资大，消耗多，大大增加了化学处理费用，砷的直收率仅75—80％。(2)硫酸高铁法，《中国专利公报》1986年5月10日公开的专利申请号为851042205A，名称为“砷滤饼综合利用方法”的专利申请说明书，说明书介绍了该方法以硫酸高铁(Fe₂(SO₄)₃)作氧化剂，在酸性水溶液中溶浸砷滤饼(有效成份为As₂S₃)，将三硫化二砷氧化为亚砷酸(HAsO₂)和砷酸(H₃AsO₄)，且溶液中的砷主要以砷酸(As(V))形式(溶解度高)存在，硫以单质硫(S)形式留在渣中，用二氧化硫(SO₂)气体还原获得白砷产品，砷的直收率只有83—85％。此外，1993年8月，《中南矿冶学院学报》第24卷第4期第483—489页发表了题为“从含砷废渣中制备三氧化二砷”的论文，它也是利用硫酸高铁法脱硫制备三氧化二砷，所不同的是在循环液(浸出液用SO₂还原提取As₂O₃后，将溶液中的Fe²⁺经再生形成Fe³⁺继续使用)中保持一定浓度的As(V)，利用溶液中的Fe(III)，As(V)的共同作用，脱除As₂S₃中的硫，制取As₂O₃。其主要化学反应为：