[发明专利]一种利用硫化砷渣制备三氧化二砷的方法

说明书

本发明公开了一种利用硫化砷渣制备三氧化二砷的方法，包括，在常压条件下利用双氧水氧化硫化砷渣，过滤并收集滤液；利用滤液氧化硫化砷渣，再过滤并收集滤液；蒸发浓缩，冷却结晶得三氧化二砷。本发明的方法先利用双氧水氧化硫化砷渣，快速高效，再利用其产物氧化硫化砷渣，且双氧水的氧化过程产生的热量有利于后一步反应，整个过程不引入新杂质，得到的三氧化二砷纯度高于99％；通过掺有特定余量双氧水的含五价砷滤液再氧化，同时控制反应温度和反应体系中硫化砷的浓度能有效提高氧化反应效率，通过控制回收利用硫化砷渣中SO₄^2‑离子的含量能有效提高其回收利用率；过程无二次污染，无需高压装备，成本节约，条件简单温和，应用前景好。

技术领域

本发明属于资源废物再利用技术领域，涉及硫化砷渣的回收再利用技术，具体涉及一种利用硫化砷渣制备三氧化二砷的方法。

背景技术

有色金属冶炼矿石主要为硫化矿，在采用火法冶炼(包括干燥、烧结、焙烧、熔炼、吹炼、烟化、挥发、熔铸等)过程中会产生大量含有二氧化硫的烟气，冶炼烟气主要用于制备硫酸；同时，烟气中还夹带着烟尘，为保证硫酸的品质，必须将烟尘等杂质从烟气中去除。通常采用干法和湿法相结合的方式对烟气进行处理，湿式收尘使烟尘和水充分接触，烟气中的含砷粉尘、三氧化硫和氟、氯等杂质进入水中，产生大量的酸性重金属废水(污酸废水)。其中，污酸废水为强酸性，硫酸浓度在4％-11％之间，其中，铜、镍、铅冶炼产生的污酸废水中，污染物以砷浓度最高、危害最大，同时还含有铅、镉、锌、铜等重金属离子，必须对污酸废水进行处理。

目前，污酸废水主要采用硫化法处理，硫化处理过程中会产生大量的硫化砷渣，砷含量高达20-60％，同时还含有铜、汞等等重金属离子，属于剧毒的危险固废，若不经处理而直接堆放，会对周围的生态环境存在严重的危害风险；同时，高纯度的三氧化二砷在电子、医药、化工等领域都具有特殊用途，同时高纯三氧化二砷也是制备砷合金或高纯单质砷的原料。因此，将硫化砷渣通过资源化利用转变成高纯度的三氧化二砷，不仅可以消除环境风险，也是砷资源化利用具有潜力的途径。

目前，利用硫化砷渣制备三氧化二砷的方法主要有以下两种：(1)氧化还原焙烧等火法处理，使其中的砷以三氧化二砷的形式回收，具有技术成熟，流程短等优点，但存在环境污染严重、投资成本高等缺点，现已基本被淘汰；2)湿法处理，现有技术中湿法处理主要包括硫酸铜置换法、氧气加压浸出法、碱浸出法和硫酸高铁法等，然而这些方法仍存在诸多不足，如硫酸铜置换法的铜粉消耗量大，铜回收难度大，成本高。

采用氧气加压浸出对硫化砷渣进行浸出，再通过还原剂如SO₂还原制备三氧化二砷，但存在氧化效率低，高盐过程对设备要求较高，需要引入新的杂质，影响三氧化二砷的品质，需要再进一步提纯。碱性浸出法反应不彻底且氢氧化钠消耗量及价格均较高，硫酸铁法工艺复杂、成本高，制备的三氧化二砷中铁容易超标导致纯度和白度难以达到要求等缺点。

申请号为201710203220.8的中国发明专利申请公开了一种全湿法从硫化砷废渣中提取砷的工艺，具体采用氧气对砷滤饼进行高压浸出，再采用砷滤饼对氧压浸出液还原制备三氧化二砷，但也存在氧压浸出温度高、浸出效率低，且需要采用高压设备，设备投资高。

因此亟需开发操作更简便快速且投资、生产成本低的硫化砷渣制备三氧化二砷的方法。

发明内容

本发明弥补了现有技术存在的不足，提供了一种利用硫化砷渣制备三氧化二砷的方法，该方法具有操作简便、投资运营成本低和无二次污染等特点，能有效回收利用硫化砷渣制备得到利用价值高的三氧化二砷产品，在工业上具有重要的推广价值。

本发明采用以下技术方案：

一种利用硫化砷渣制备三氧化二砷的方法，包括，在常压条件下，利用双氧水氧化硫化砷渣，过滤并收集滤液；再利用滤液中所含五价砷和特定余量的双氧水氧化硫化砷渣，固液分离并收集含三价砷的溶液；将所述含三价砷的溶液蒸发浓缩后，冷却结晶得到三氧化二砷。