[发明专利]一种使用亚铁离子催化氧化高浓度三价砷的方法

说明书

本发明涉及一种使用亚铁离子催化氧化高浓度三价砷的方法，包括如下步骤：将0.001g/L‑50g/L的三价砷溶液与亚铁盐混合，调节pH至酸性；将调节pH后得到的混合液添加入高压釜中，搅拌，加热至一定温度后，通入氧气至一定氧分压；反应进行一段时间后，溶液中三价砷氧化成五价砷。本发明具有的有益效果：工艺简单，操作方便，反应所需条件均易于实现；反应不需特殊设备，所需高压釜在工业中极为常见；所用到的试剂亚铁盐和氧气均为冶金工业中常见材料，且价格低廉易于获取；实施过程中，除三价铁外，不产生其它副产物，无需复杂的后续处理过程。

技术领域

本发明涉及危险废物处理技术领域，更具体地，涉及一种使用亚铁离子催化氧化高浓度三价砷的方法。

背景技术

砷是一种有毒元素，广泛伴生于有色金属矿物中，其单质及化合物具有很强的毒性和致癌性。数十年来，我国有色金属工业蓬勃发展，在广泛开采有色金属矿物的同时，砷污染问题也愈发突出。

砷经过有色冶炼系统后，绝大多数进入火法冶炼渣、烟尘，湿法冶炼废水、废渣和电解阳极泥。目前常用的湿法固砷方法，如石灰中和法、硫化沉淀法、铁砷共沉淀法、臭葱石法等，均主要针对高砷浓度废液，并在净化湿法冶炼废水时有较广泛的应用。一般地，对于部分不能稳定堆存的高砷物料，可首先通过湿法浸出工艺使其中的砷以离子形态进入液相，获得高浓度含砷浸出液，再经由以上方法进行固化。湿法固砷所使用的方法均是基于As(V)为主要物相开发的，这些方法将砷以五价化合物形式固定。因为，相对于As(III)而言，As(V)毒性更低，迁移性更小，As(V)的沉砷矿物也普遍较为稳定。而一般情况下，制酸、冶炼和铜电解精炼工艺产出的弱酸性废水，以及处理冶炼烟尘产出的溶液中，均含有大量的As(III)，因此在对其进行固砷之前，需提前将其中的As(III)氧化为As(V)。

为提高As(III)氧化速率，高砷物料处理过程中砷的氧化一般依赖于多种价格较高且性质活泼的强氧化剂，如双氧水、高锰酸盐等。氧气同样可作为砷的氧化剂，且价格低廉易于制取，但在无催化剂作用时，反应非常缓慢。常见的催化剂包括二氧化锰、高锰酸钾、紫外光等。冶金工业中的含砷废液普遍浓度在几克升甚至几十克升，而且废液的pH值都很低，可能低于1.0，要按照传统方法处理，需要加入大量石灰预中和提高pH值。如果不预中和，则无法氧化，对设备的侵蚀也很严重，而目前亚铁盐催化剂对三价砷氧化的促进作用仅限于mg/L级别的三价砷溶液，且在无双氧水协助作用下，效果不理想，难以适用于大量的高浓度三价砷物料的集中处理。

发明内容

基于此，本发明针对现有技术中催化剂对三价砷氧化的促进作用仅限于mg/L级别的亚砷酸或亚砷酸盐溶液，提供一种使用亚铁离子催化氧化高浓度三价砷的方法。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种使用亚铁离子催化氧化高浓度三价砷的方法，包括如下步骤：

S1、将0.001g/L-50g/L的三价砷溶液与亚铁盐混合，调节pH至酸性；

S2、将S1中调节pH后得到的混合液添加入高压釜中，搅拌，加热至一定温度后，通入氧气至一定氧分压；

S3、反应进行一段时间后，溶液中三价砷氧化成五价砷。

在其中一个实施例中，所述三价砷选自亚砷酸和/或亚砷酸盐。

在其中一个实施例中，所述亚砷酸盐选自亚砷酸钠、亚砷酸钾中的一种或两种。

在其中一个实施例中，所述亚铁盐选自硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述酸性为0.1-2.5。

在其中一个实施例中，所述三价砷溶液与亚铁盐的体积比为0.1:1-20:1。

在其中一个实施例中，所述氧分压的压力为0.1-100Mpa。