[发明专利]一种三氧化二砷熔融电解单质砷的工艺

说明书

本发明属于冶金技术和环保领域，涉及一种三氧化二砷熔融电解单质砷的工艺。该工艺包括：三氧化二砷与烧碱混合熔融得到熔融砷酸钠，以石墨作为电解正极，以低熔点高沸点的金属作为电解负极，电解得到单质砷和低熔点砷合金；低熔点砷合金经真空蒸馏，得到单质砷和低熔点高沸点的金属熔体；单质砷由冷凝器收集，上述低熔点高沸点的金属熔体返回继续作为负极。本发明工艺可以避免剧毒砷化氢产生，同时砷在碱覆盖剂的保护下，不会挥发，砷的直收率大幅提高：砷的直收率由传统的60％上升到95％，节约能耗，提高生产率。

技术领域

本发明属于冶金技术和环保领域，涉及一种三氧化二砷熔融电解单质砷的工艺。

背景技术

在有色重金属黄金等行业，中国每年产出10万吨金属量的砷，由于砷的市场有限，大部分企业对砷的治理都不会予以重视，长期以来高砷物料都是堆放，低砷物料做成砷酸钙铁酸钙，抑或是固化后填埋，随着环保税的开征，含砷物料的资源化绿色清洁处置成为企业市场的重大需求，不仅可以消除含砷物料对环境带来潜在风险，也可以替代传统固化填埋，节约土地资源，将砷做成低毒性单质砷，在储存时可以大大减少砷占有的容积率，同时也可以作为产品出售，为产危废的企业大大减少成本压力。

由于氧化砷在低温下就挥发，传统氧化砷还原，近一半的氧化砷没有还原就直接挥发进入烟尘，严重浪费了能源和设备容量，同时氧化砷的不断挥发循环对环保造成压力，对操作生产安全也带来极大隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供三氧化二砷在碱覆盖化合时，熔融电解，工艺可以避免剧毒砷化氢产生，同时砷在覆盖剂的保护下，不会挥发，砷的直收率大幅提高，节约能耗，提高生产率；电解产生的单质砷以熔融砷的形式沉积在电解槽底部，从槽底溜槽放出，操作环境大大改善，并可以实现自动化操作创造条件，尽可能避免人工操作，操作安全性大大提高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种三氧化二砷熔融电解单质砷的工艺，该工艺包括以下步骤：

(1)三氧化二砷与烧碱混合熔融得到熔融砷酸钠，以石墨作为电解正极，以低熔点高沸点的金属作为电解负极，电解得到单质砷和低熔点砷合金；

(2)上述低熔点砷合金经真空蒸馏，得到单质砷和低熔点高沸点的金属熔体；

(3)步骤(2)所得单质砷由冷凝器收集，上述低熔点高沸点的金属熔体返回步骤(1)继续作为负极。

其中，上述三氧化二砷熔融电解单质砷的工艺，步骤(1)中所述三氧化二砷与烧碱的质量比为1～3：1～3，碱在这里作为覆盖剂。

其中，上述三氧化二砷熔融电解单质砷的工艺，步骤(1)中所述熔融的温度为600～900℃，时间为30～60min。

其中，上述三氧化二砷熔融电解单质砷的工艺，步骤(1)中所述低熔点高沸点的金属选自铅、铋、锡中的至少一种。

其中，上述三氧化二砷熔融电解单质砷的工艺，步骤(1)中所述电解的条件为槽压2～10v，电流密度10～30A/dm²。

其中，上述三氧化二砷熔融电解单质砷的工艺，步骤(1)中所述单质砷以熔融砷的形式沉积在电解槽底部，从槽底溜槽放出。

其中，上述三氧化二砷熔融电解单质砷的工艺，步骤(2)中所述真空蒸馏的条件为：真空回收的条件为：0<真空度≤50Pa，温度为600～900℃，蒸20～40min的条件下，进行实现砷与铅、锡、铋的分离。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：