一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，具體涉及一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 砷是有色金屬冶金物料中常見的雜質(zhì)元素，在冶金物料酸浸過程，砷隨有價金屬 一起進入溶液，砷害治理是濕法冶金面臨的重要課題。
[0003] 現(xiàn)有的從酸性溶液中分離砷的方法有直接沉淀法、還原沉淀法、離子交換法、溶劑 萃取法等。
[0004] 直接沉淀法通常是加入鐵鹽或石灰形成砷酸鹽沉淀析出，得到的含砷沉淀物是危 險固體廢棄物，必須固化填埋，否則易造成二次污染。
[0005] 還原沉淀法是利用亞砷酸與砷酸在相同溫度下溶解度的不同，含砷溶液經(jīng)二氧化 硫或亞硫酸鹽還原后，沉淀析出砷，該方法沉淀得到的產(chǎn)品是劇毒的亞砷酸，雖然亞砷酸的 溶解度較砷酸的溶解度小，但室溫下亞砷酸的溶解度仍然有20g/L左右，還原沉淀法砷分 離不完全。
[0006] 砷的離子交換或溶劑萃取，通常要求在特定的pH條件下進行，而大多濕法冶金工 藝在此pH條件下會造成大量的有價金屬損失。目前，砷對于有色金屬冶煉行業(yè)來說是一個 燙手的山芋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種效率高，成本低，操作簡便，環(huán)境友好的從冶金物料酸 浸液中分離回收砷的方法。
[0008] 本發(fā)明一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法，包括下述步驟：
[0009] 第一步：吸附冶金物料酸浸液中的砷
[0010] 向冶金物料酸浸液中加入吸附劑，攪拌，選擇性吸附冶金物料酸浸液中的砷后，過 濾得脫砷后液和負載吸附劑；所述吸附劑選自銻和/或鉍的氧化物、銻和/或鉍的氧化物的 水合物中的一種，或
[0011] 所述吸附劑選自銻和/或鉍的氧化物與銻和/或鉍的氧化物的水合物的混合物；
[0012] 第二步：負載吸附劑解吸再生
[0013] 向第一步得到的負載吸附劑中加入溶劑和解吸劑，攪拌調(diào)節(jié)溶液pH至9-14,將負 載吸附劑中的砷解吸后，過濾得再生吸附劑和解吸后液；
[0014] 第三步：解吸后液分離回收砷
[0015] 將第二步得到的解吸后液冷卻結(jié)晶析出砷酸氫二鈉（Na2HAs04 ? 12H20)晶體，液固 分離，得到砷酸氫二鈉晶體及其結(jié)晶母液；或
[0016]先加氧化劑將第二步得到的解吸后液中的As全部氧化成As(V)，再冷卻結(jié)晶析出 砷酸氫二鈉（Na2HAs04* 12H20)晶體，液固分離，得到砷酸氫二鈉晶體及其結(jié)晶母液。
[0017] 本發(fā)明一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法中，第一步中，酸浸液是指冶 金物料采用硫酸、硝酸、鹽酸中的至少一種酸浸出得到的含砷溶液，酸浸液中砷的質(zhì)量體積 濃度為l-l〇〇g/L。
[0018] 本發(fā)明一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法中，所述吸附劑選自Sb203、 Bi2o3、sb2o4、sb2o5及上述氧化物的水合物中的至少一種，且吸附劑中[Sb(m)+Bi(m)]與 [Sb(III)+Bi(III)+Sb(IV)+Sb(V)]的摩爾數(shù)之比為 0? 5-1。
[0019] 本發(fā)明一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法中，第一步，向冶金物料酸浸 液中加入吸附劑的量，按吸附劑中的Sb(III)和Bi(III)與酸浸液中的砷形成砷酸鹽和亞 砷酸鹽理論量的1~5倍加入。
[0020] 本發(fā)明一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法中，第一步中，酸浸液中砷的 吸附條件為，溫度0-100°C，攪拌時間0. 5-5h。
[0021 ] 本發(fā)明一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法中，所述的解吸劑選自碳酸鈉 和/或氫氧化鈉。
[0022] 本發(fā)明一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法中，負載吸附劑解吸再生工藝 過程為，將負載吸附劑按固液質(zhì)量體積比l:l_6g/ml與溶液混合，并按負載吸附劑中As形 成砷酸氫鈉和亞砷酸鈉理論量的1-3倍加入碳酸鈉和/或氫氧化鈉，溫度為0-100°C，攪拌 0? 5_5h〇
[0023] 本發(fā)明一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法中，所述的溶劑選自水和/或 砷酸氫二鈉結(jié)晶母液。
[0024] 本發(fā)明一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法中，所述的氧化劑選自空氣、 氧氣、雙氧水中的一種。
[0025] 本發(fā)明一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法中，脫砷后液用于回收其中的 有價金屬，再生吸附劑返回吸附脫砷工序循環(huán)使用，砷酸氫二鈉結(jié)晶母液返回負載吸附劑 解吸再生工序循環(huán)使用。
[0026] 本發(fā)明一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法，冶金物料酸浸液中，砷的回 收率彡95%。
[0027] 本發(fā)明一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法，所得的砷酸氫二鈉晶體烘干 后作產(chǎn)品直接出售，或用作砷的系列產(chǎn)品的中間物料。
[0028] 本發(fā)明與已有的技術(shù)相比具有以下優(yōu)點及效果：
[0029] 本發(fā)明巧妙地利用銻和鉍的氧化物及其水合物選擇性地吸附冶金物料酸浸液中 的雜質(zhì)砷，并用碳酸鈉或/和氫氧化鈉溶液作解吸劑，解吸負載吸附劑上的砷使之再生， 所得的再生吸附劑返回吸附脫砷工序循環(huán)使用，解吸后液冷卻結(jié)晶析出砷酸氫二鈉晶體 (Na2HAs04 ? 12H20)分離回收砷，砷酸氫二鈉結(jié)晶母液返回負載吸附劑解吸工序循環(huán)使用，實 現(xiàn)砷的資源化利用，有效避免了冶金物料酸浸液脫砷過程造成的二次污染。
【具體實施方式】
[0030] 下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步描述，以下實施例旨在說明本發(fā)明而不是對 本發(fā)明的進一步限定。
[0031] 實施例1
[0032] 取銅冶煉轉(zhuǎn)爐白煙塵硫酸浸出液3m3,按溶液中As與Sb(III)摩爾比1:2. 5加入 Sb203,并按Sb(V)/Sb(III)摩爾比1:3再加入水合Sb205, 75°C攪拌lh，冷卻至45°C過濾得 負載吸附劑和脫砷后液。脫砷后液用于回收其它有價金屬；負載吸附劑按固液比l:2g/ml 加水攪拌，先加氫氧化鈉調(diào)pH至9. 5,再加碳酸鈉調(diào)pH至11. 5,80°C攪拌1. 5h，趁熱過濾、 洗滌，得再生吸附劑和解吸后液。解吸后液先鼓風氧化，再冷卻結(jié)晶析出Na2HAs04 ? 12H20， 過濾得砷酸氫二鈉及其結(jié)晶母液。砷酸氫二鈉烘干后作產(chǎn)品出售，結(jié)晶母液返回負載吸附 劑解吸脫砷循環(huán)使用。As的吸附率為99.l%，As的直收率為95. 2%，浸出液吸附前后的化 驗結(jié)果如下：
[0033]
【主權(quán)項】
1. 一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法，包括下述步驟： 第一步：吸附冶金物料酸浸液中的砷 向冶金物料酸浸液中加入吸附劑，攪拌，選擇性吸附冶金物料酸浸液中的砷后，過濾得 脫砷后液和負載吸附劑；所述吸附劑選自銻和/或鉍的氧化物、銻和/或鉍的氧化物的水合 物中的一種，或 所述吸附劑選自銻和/或鉍的氧化物與銻和/或鉍的氧化物的水合物的混合物； 第二步：負載吸附劑解吸再生 向第一步得到的負載吸附劑中加入溶劑和解吸劑，攪拌調(diào)節(jié)溶液PH至9-14,將負載吸 附劑中的砷解吸后，過濾得再生吸附劑和解吸后液； 第三步：解吸后液分離回收砷 將第二步得到的解吸后液冷卻結(jié)晶析出砷酸氫二鈉晶體，液固分離，得到砷酸氫二鈉 晶體及其結(jié)晶母液；或 先加氧化劑將第二步得到的解吸后液中的As全部氧化成As (V)，再冷卻結(jié)晶析出砷酸 氫二鈉晶體，液固分離，得到砷酸氫二鈉晶體及其結(jié)晶母液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法，其特征在于： 向冶金物料酸浸液中加入吸附劑的量，按吸附劑中的Sb(III)和Bi (III)與酸浸液中的砷 形成砷酸鹽和亞砷酸鹽理論量的1~5倍加入。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法，其特征在于： 所述的解吸劑選自碳酸鈉和/或氫氧化鈉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法，其特征在于： 第一步中，酸浸液中砷的吸附條件為，溫度〇_l〇〇°C，攪拌時間0. 5-5h。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法，其特征在于： 酸浸液是指冶金物料采用硫酸、硝酸、鹽酸中的至少一種酸浸出得到的含砷溶液，酸浸液中 砷的質(zhì)量體積濃度為l-l〇〇g/L。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法，其特征在于： 所述吸附劑選自513203、81203、513 204、513205及上述氧化物的水合物中的至少一種，且吸附劑中 [Sb (III)+Bi (III)]與[Sb (III)+Bi (III)+Sb (IV)+Sb (V)]的摩爾數(shù)之比為 0.5-1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法，其特征在于： 負載吸附劑解吸再生工藝過程為，將負載吸附劑按固液質(zhì)量體積比I: l_6g/ml與水和/或 砷酸氫二鈉結(jié)晶母液組成的溶劑混合，并按負載吸附劑中As形成砷酸氫鈉和亞砷酸鈉理 論量的1-3倍加入碳酸鈉和/或氫氧化鈉，溫度為O-KKTC，攪拌0. 5-5h。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法，其特征在于： 所述的氧化劑選自空氣、氧氣、雙氧水中的一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項所述的一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法，其 特征在于：脫砷后液用于回收其中的有價金屬，再生吸附劑返回吸附脫砷工序循環(huán)使用，砷 酸氫二鈉結(jié)晶母液返回負載吸附劑解吸再生工序循環(huán)使用。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法，其特征在于： 冶金物料酸浸液中，砷的回收率多95 %。
【專利摘要】一種從冶金物料酸浸液中分離回收砷的方法，是以銻或/和鉍的氧化物及其水合物為吸附劑，選擇性地吸附脫砷，過濾得脫砷后液和負載吸附劑；脫砷后液用于回收其中的有價金屬，負載吸附劑加入碳酸鈉或/和氫氧化鈉溶液攪拌解吸再生，過濾得再生吸附劑和解吸后液；再生吸附劑返回吸附脫砷工序循環(huán)使用，解吸后液冷卻結(jié)晶析出砷酸氫二鈉晶體，砷酸氫二鈉結(jié)晶母液返回負載吸附劑解吸工序循環(huán)使用。所得砷酸氫二鈉烘干作產(chǎn)品出售，或作為亞砷酸的生產(chǎn)原料，從而實現(xiàn)酸浸液中As的資源化利用。本發(fā)明具有工藝簡單，操作簡便，生產(chǎn)成本低，脫砷效果好等優(yōu)點，且對溶液中有價金屬的回收無副作用，徹底消除冶金物料酸浸液除砷過程對環(huán)境造成的污染。
【IPC分類】C22B3-24, C22B30-04
【公開號】CN104831067
【申請?zhí)枴緾N201510156020
【發(fā)明人】王學文, 王明玉
【申請人】中南大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月3日