一种从含砷/锑的碱液中分离回收碱和砷、锑的方法技术

本发明专利技术涉及一种从含砷/锑碱液中分离回收碱和砷、锑的方法，属于有色金属冶金领域。本发明专利技术在含砷/锑碱液中加入还原剂，在反应助剂的作用下，将砷、锑还原为单质砷和锑，并通过液固分离获得高纯度的碱液和相应的砷锑副产品，从而实现砷/锑与碱的分离和回收。本发明专利技术具有工艺简单、成本低、资源利用率高的优点，具有较好的产业化应用前景。的产业化应用前景。的产业化应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种从含砷/锑的碱液中分离回收碱和砷、锑的方法


[0001]本专利技术涉及一种从含砷/锑的碱液中分离回收碱和砷、锑的方法，属于有色金属冶金领域。
技术背景
[0002]砷、锑理化性质相似，两者在锑、铅冶炼工艺中行为一致，因而形成大量富含砷、锑的冶炼副产品，如砷碱渣、砷锑烟灰等。由于砷、锑的化合物在高温下的行为较为相似，加之其在酸性溶液几乎不溶，因而通常采用碱性溶液体系进行处理，并由此产生大量含砷、锑和碱的溶液。如前所述，由于砷、锑性质相似，加之溶液碱度较高，导致这些资源被难以有效利用，大量堆弃于渣场，不仅造成资源浪费，还带来严重的环境风险。如何有效处理、利用含砷/锑的碱液备受业界关注。
[0003]目前，主要采用硫化法和氧化沉淀法处理含砷、锑的碱性溶液。硫化法通过向含砷、锑的碱性溶液加入硫化钠等硫化剂，利用Sb(III)、As(III)可与S2‑
形成相应的硫化物沉淀的原理来脱除砷、锑，这一方法需要在近中性条件下进行，且无法实现砷、锑的有效分离，因而未被产业化应用。氧化法则利用Sb(V)和As(V)溶解性的差异来分离砷、锑，通常需要向含砷/锑溶液中加入双氧水等强氧化剂，或采用空气、氧气等氧化剂将Sb(III)、As(III)转化为Sb(V)、As(V)，使得锑形成难溶性的锑酸钠，而砷仍然保留在碱液中，从而实现砷、锑的分离。该方法可以解决砷、锑的分离，但无法完成砷、碱的分离。
[0004]为了解决砷、碱分离的问题，有技术人员提出采用石灰沉砷工艺处理含砷碱液，然而在碱性溶液中砷酸钙稳定较差，使得钙盐沉砷效果不佳，砷难以沉淀完全，使得砷碱分离效果较差。为此，部分学者提出先酸化再沉砷的技术思路，这一方案可以将砷脱除完全，但溶液中碱不仅被白白损失，还需消耗大量的酸，因而技术经济指标较差。因此，尽管针对含砷/锑碱液的处理，技术人员开展了大量的研究，并取得了一些突破，但现有技术仍有诸多不足，难以满足资源高效利用、环境友好的目标，业界亟需一种过程高效、成本低廉、无二次污染的含砷/锑碱液的处理方法。

技术实现思路

[0005]针对现有处理含砷/锑碱液方法存在分离不彻底、资源利用率不高、污染重的不足，本专利技术提供了一种采用可控还原的方法来处理含砷/锑碱液，旨在实现砷/锑、碱的深度分离和高效回收，获得高纯度的砷、锑、碱产品。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提出的一种从含砷/锑的碱液中分离回收碱和砷、锑的方法，包括以下步骤：
[0007]当采用气态还原剂时，先在含砷/锑的碱液中加入一定的反应助剂，充分混合后通入还原剂，在一定条件下将砷/锑还原为单质态，然后通过液固分离获得高纯度的碱液和相应的砷/锑副产品；
[0008]当采用化学还原剂时，需先将反应助剂加入到还原剂溶液中，然后再加入含砷/锑
的碱液，控制一定的条件将砷/锑还原为单质态，然后通过液固分离获得高纯度的碱液和相应的砷/锑副产品。
[0009]优选地，所述含砷/锑的碱液pH大于9.5，所述含砷/锑的碱液为单一含砷碱液、单一含锑碱液、或砷、锑混合碱液。
[0010]优选地，所述气态还原剂包括氢气或一氧化碳中的一种或两种，所述化学还原剂包括硼氢化物、水合肼或多元醇中的一种或多种。
[0011]优选地，所述气态还原剂为氢气，所述化学还原剂为水合肼。
[0012]优选地，当还原砷时，所述反应助剂为苛性碱、单质砷粉中的一种或混合物；当还原锑时，所述反应助剂为苛性碱、单质锑粉中的一种或混合物。
[0013]优选地，所述还原反应需在惰性气氛中进行，对于采用气体还原剂的反应体系需在密闭加压条件下进行，而化学还原剂在开放条件下即可。
[0014]优选地，对于含砷、锑的混合碱液，采用两步还原的办法，先还原制备单质锑，再还原砷，从而进行砷、锑、碱的选择性分离和定向回收。
[0015]本专利技术的技术构思如下：
[0016]本专利技术人经过大量实验发现，采用还原的方法可以较好的实现砷/锑与碱的分离，但还原剂消耗量较大，且砷/锑难以被完全还原为单质态，使得还原后液中仍残留一定量的砷/锑。经本专利技术人深入研究后发现，在还原体系中引入适量反应助剂，可有效降低还原难度，提高砷/锑的还原率，实现砷、锑的深度分离，为后续的碱回收奠定基础；此外，通过反应助剂的调节，可调控砷、锑的还原进程，完成砷、锑的分步可控还原，实现锑的资源化和砷的稳定化。
[0017]其中的技术原理如下：
[0018]在适当条件下，采用还原法处理含砷/锑碱液，借助反应助剂的作用，降低砷、锑的还原难度，提升砷、锑的还原效率，实现砷、锑的彻底还原，从而利用液固分离获得高纯度碱液；同时利用反应助剂的诱导效应，强化砷、锑的分步还原过程，实现砷、锑的可控还原，从而可分别得到单质态的锑和砷产品。
[0019]本专利技术与现有技术相比较具有以下优势：
[0020](1)本专利技术流程短，操作简单，易于实现产业化。
[0021](2)本专利技术所得碱液中砷、锑浓度低于5mg/L，可用于液碱生产或片碱制备。
[0022](3)本专利技术环境友好，所得砷/锑产品纯度高，锑可作为中间返回锑冶炼流程，而金属砷性质稳定，是较为理想的固砷方案，同时也可作为副产品出售，因而工艺过程无二次污染问题。
[0023](4)本专利技术药剂消耗少，投入低，且碱、砷、锑均可实现了资源化利用，因而具有较好的技术经济指标。
[0024](5)本专利技术提出的方法除了适用于含砷、锑、碱的分离外，也使用于含锌、铅、铋等碱液。
附图说明
[0025]图1为实施例1所得还原产物的XRD图。
具体实施方式
[0026]以下实施例旨在进一步说明本
技术实现思路
，而不是限制本专利技术权利要求保护的范围。
[0027]实施例1：
[0028]以含砷碱液(C
As
:25.6g/L；C
NaOH
:44g/L)的处理为例，首先向反应釜中泵入1.5L 60g/L的水合肼溶液，然后加入0.5L金属砷粉悬浊液(砷含量15g/L，C
NaOH
:200g/L)作为反应助剂，搅拌加热至85℃。然后，向反应釜缓慢加入5.5L含砷碱液(C
As
:25.6g/L；C
NaOH
:44g/L)。加料完成后，升温至近沸状态继续保温反应80min，即可结束反应，过滤洗涤分别收集滤液和滤渣。取样分析结果表明，滤渣为砷含量超过99％的金属砷，滤液砷浓度不足3ppm，砷还原率高达99.5％以上。
[0029]图1为实施例1所得还原产物的XRD图。由图1可以看出，实施例1所得还原产物的主要物相为单质砷，峰形尖锐、峰强度高说明所得单质砷结晶完整。
[0030]对比例1：
[0031]以含砷碱液(C
As
:25.6g/L；C
NaOH
:44g/L)的处理为例，首先向反应釜中泵入5.5L含砷碱液(C
As
:25.6g/L；C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从含砷/锑的碱液中分离回收碱和砷、锑的方法，其特征在于：当采用气态还原剂时，先在含砷/锑的碱液中加入一定的反应助剂，充分混合后通入还原剂，在一定条件下将砷/锑还原为单质态，然后通过液固分离获得高纯度的碱液和相应的砷/锑副产品；当采用化学还原剂时，需先将反应助剂加入到还原剂溶液中，然后再加入含砷/锑的碱液，控制一定的条件将砷/锑还原为单质态，然后通过液固分离获得高纯度的碱液和相应的砷/锑副产品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述含砷/锑的碱液pH大于9.5，所述含砷/锑的碱液为单一含砷碱液、单一含锑碱液、或砷、锑混合碱液。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述气态还原剂包括氢气或一氧化碳中的一种或两种...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志峰，杨裕东，李玉虎，金贵忠，龚福保，金承永，
申请(专利权)人：锡矿山闪星锑业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：