[发明专利]一种高稳定性固砷矿物的制备方法

权利要求书

1.一种高稳定性固砷矿物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)含砷溶液催化氧化

通过催化氧化的方式，向含砷溶液中加入氧化性气体和催化剂，将溶液中的As³⁺转变成As⁵⁺；

(2)氧化后液沉砷

将步骤(1)所得氧化后的溶液pH值调至1.5～3，以连续加料的方式加入CaO、Ca(OH)₂中的一种或两种作为沉砷剂，使所述溶液中Ca与As的摩尔比为2～8:1，沉降时间为5～10小时，反应温度为10℃～90℃；反应制得砷酸钙；

(3)合成固砷矿物

采用分布结晶法、调控生长法、水热法中的任一种固砷方法将步骤(2)所得砷酸钙合成固砷矿物；

所述分布结晶法控制的条件为，向步骤(2)所得反应体系中添加铁盐溶液，使反应体系中Fe与As的摩尔比控制在1～5:1，同时加入中和剂调控反应在pH值1.5～3条件下进行，使Fe³⁺与AsO₄^3-反应生成高稳定性的固砷矿物；所述铁盐溶液的加入速率为5-30mL/min；所述中和剂包括：碳酸钠、碳酸氢钠或氢氧化钠中的至少一种；所述中和剂的加入量以使反应释放的H⁺被中和为准；所述的中和剂的加入速率为5-30ml/min；

所述调控生长法控制的条件为，向步骤(2)所得反应体系中添加亚铁盐溶液，使反应体系中Fe与As的摩尔比控制在1～5:1，通入氧化性气体，将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，同时加入中和剂调控反应在pH值1.5～3条件下进行，使Fe³⁺与AsO₄^3-反应生成高稳定性的固砷矿物；所述亚铁盐溶液的加入速率为5-30mL/min；所述中和剂包括：碳酸钠、碳酸氢钠或氢氧化钠中的至少一种；所述中和剂的加入量以使反应释放的H⁺被中和为准；所述的中和剂的加入速率为5-30ml/min；

所述水热法控制的条件为，将步骤(2)所得产物置于反应釜中进行固砷处理，向反应体系中添加铁盐溶液，使反应体系中Fe与As的摩尔比控制在1～5:1，调控反应在pH值1.5～3条件下进行，使Fe³⁺与AsO₄^3-反应生成高稳定性的固砷矿物。

2.根据权利要求1所述的高稳定性固砷矿物的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述含砷溶液的主要成分包括：As 5～100g/L，Sb 0.5g/L～3g/L，Pb 50ppm～800ppm，Sn 2ppm～200ppm，Te 10～500ppm，NaOH 10～120g/L。

3.根据权利要求1或2所述的高稳定性固砷矿物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述氧化性气体为氧气、空气或富氧空气。

4.根据权利要求3所述的高稳定性固砷矿物的制备方法，其特征在于，所述氧化性气体的气体流量控制在1～20L/min。

5.根据权利要求1、2、4任一项所述的高稳定性固砷矿物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述催化剂为KMnO₄。

6.根据权利要求5所述的高稳定性固砷矿物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中As与Mn的摩尔比控制在5:1～50:1。

7.根据权利要求1、2、4、6任一项所述的高稳定性固砷矿物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述催化氧化体系控制的温度为30℃～120℃。

8.根据权利要1所述的高稳定性固砷矿物的制备方法，其特征在于，所述铁盐溶液为硫酸铁溶液、氯化铁溶液或硝酸铁溶液中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的高稳定性固砷矿物的制备方法，其特征在于，所述亚铁盐溶液为硫酸亚铁溶液、氯化亚铁溶液或硝酸亚铁溶液中的至少一种。