[发明专利]一种以铅锌矿冶炼废水为原料制备碘化亚铊的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及金属的生产，具体涉及从非矿石原料提取金属的方法，该方法适用于从铅锌矿冶炼废水中提取含重金属铊的碘化亚铊。

背景技术：

碘化亚铊（TII）是一种具有特殊用途的高附加值的化工原料，用于制造药物、光谱分析、热定位的特种过滤器、与溴化亚铊组成混合结晶、传送极长波长的红外线辐射等。TII通常以金属铊为原料，用硝酸溶解－碘化钾沉淀的方法制备（杨桂林，何华强，高纯碘化铊的制备及其发光特性，稀有金属，2001年第1期）。金属铊的资源量极其有限，世界年产量大约为15吨。（中国2012年的黄金产量约400吨），因此采用该方法制备TlI成本昂贵。

铊通常存在于一些矿产资源（如铅锌硫化物矿）中。在矿产资源利用过程中包括铊在内的重金属被释放入环境中，由此引发的环境污染问题日趋严重。铅锌矿冶工业是铊环境污染的重要来源。虽然铅锌矿中铊含量很低（如广东省凡口铅锌矿铊含量约为10mg/kg），但在冶炼过程产生的酸性废水中其累积含量可达70～80mg/L，如果直接排放，必将导致环境污染。2010年10月，广东北江爆发震惊全国的铊污染事件，即是由韶关冶炼厂铅锌冶炼所致。韶关冶炼厂也因此停产整顿近2年，经济损失惨重，2012年底开始复产，但必须解决铊污染及回收问题。一方面，含铊废水如不及时处理，任意排放，将严重污染环境；另一方面，铊资源极其有限，在地壳中的含量很低，平均丰度只有0.8mg/kg，铅锌硫化物矿中铊平均含量也只有10mg/kg，在冶炼过程中不进行回收是对铊资源的浪费。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种以铅锌矿冶炼废水为原料制备碘化亚铊的方法，并且方法简便，制备成本低。

本发明解决上述技术问题的技术解决方案是：

一种以铅锌矿冶炼废水为原料制备碘化亚铊（TlI）的方法，该方法由以下步骤组成：

（1）取铅锌矿冶炼废水按铅锌矿冶炼废渣︰铅锌矿冶炼废水=1︰500（g/ml）的比例加入铅锌矿冶炼废渣，搅拌2h，再加入石灰调节pH值至8-9，沉淀，收集底泥；

（2）取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉，按底泥粉︰铅锌矿冶炼废水=1︰5（g/ml）的比例加入铅锌矿冶炼废水，搅拌1h，再加硫酸调节pH值为1，过滤，得到铊提取液；

（3）向铊提取液中加入碘化钾至碘离子浓度为0.03mol/L，沉淀，收集沉淀物；

（4）将收集沉淀物烘干，即得碘化亚铊。

本发明上述方法中，第（1）步所加铅锌矿冶炼废渣即冶炼后留下的废渣，主要由Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂等组成，用做铅锌矿冶炼废水中铊的吸附-沉淀剂；第（1）步和第（2）步中的铅锌矿冶炼废水是铅锌矿冶炼生产中的循环废水，该废水中硫酸含量高（pH=1），冶炼厂称之为污酸，第（1）步既是利用其高酸性溶出废渣中的铁、铝等，又在加入石灰后沉淀回收其中的铊；第（2）步所加铅锌矿冶炼废水主要是提取底泥中的铊；第（3）步所加碘化钾使提取液中的铊以TlI（Ksp=5.54×10^-8）形式沉淀。

以下将本发明所述方法的反应过程进行简要描述：

①铅锌矿冶炼废水(污酸)加废渣后，废渣中的铁、铝等溶出，

冶炼废渣+污酸→Fe²⁺+Fe³⁺+Al³⁺   (1)；

②石灰调节pH至8～9，使铁、铝等离子水解，进而产生絮凝沉淀，并吸附铅锌矿冶炼废水中的铊离子共沉淀，形成底泥，效率非常高，其反应原理如下：

Fe²⁺+2OH^-→Fe(OH)₂     (2)

4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O+铊离子→4Fe(铊离子)(OH)₃↓  (3)

Fe³⁺+3OH^-+铊离子→Fe(铊离子)(OH)₃↓   (4)

Al³⁺+3OH^-+铊离子→Al(铊离子)(OH)₃↓   (5)

③底泥再加铅锌矿冶炼废水，提取（溶出）铊，

Tl(底泥)+污酸→Tl（离子）     (6)