一种高稳定性臭葱石晶种制备的方法技术

本发明专利技术属于湿法冶金和生态环保领域，公开了一种高稳定性臭葱石晶种制备的方法，该方法具体包括如下步骤：先向含砷溶液中加入氧化剂氧化废液得到含砷氧化液，再向含砷氧化液中加入中和剂控制pH得到五价砷母液，在一定温度下，向母液中以一定速率缓慢加入三价铁溶液，反应生成臭葱石晶种。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术的制备方法通过蠕动泵控制三价铁的滴加速率以控制三价铁在反应溶液中的过饱和度，有利于促进五价砷转变为臭葱石晶体，可以有效地实现制备大颗粒、高结晶臭葱石晶种。所得臭葱石晶种具有超强的砷浸出稳定性，符合GB 18598

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性臭葱石晶种制备的方法


[0001]本专利技术属于湿法冶金和生态环保领域，具体涉及一种适用于有色金属冶炼的含砷废水净化的高稳定性臭葱石晶种制备的方法。

技术介绍

[0002]砷的许多化合物都含有致命的毒性，例如三氧化二砷即是众所周知的砒霜毒药，仅仅70～180mg即可致人死亡，危害十分巨大。多数冶炼厂在含砷硫化矿物的开采和冶炼过程中，会伴随着产生大量的含砷废渣和废水。我国又属于冶炼大国，这些含砷废料直接排放或者处置不恰当会严重地影响当地的生态环境，威胁人与动物的生命。
[0003]由于砷废料含量巨大，而砷产品应用范围很小，目前砷处理主要是将砷稳定固化起来并堆放在专门的填埋场。砷固化的途径主要有硫化物沉淀法、石灰沉淀法和臭葱石沉淀法。硫化物沉淀法的三价砷去除率高达90％以上，但不能有效的去除五价砷，还需增加还原五价砷这一步骤，使工艺复杂化；此外该方法在固砷的同时会产生硫化氢有毒气体，会污染大气，威胁生命；该固砷渣的稳定性很差，砷十分容易再次流入到环境中，污染土壤和河流。石灰沉淀法适合处理大规模的含砷废水，主要是以砷酸钙的形式除去砷；但该方法的除砷效率低，渣量大，且砷酸钙溶解度大，容易形成二次污染。臭葱石沉淀法与上述技术相比，既能避免脱砷过程产生污染，又能保证滤渣长期稳定存放。臭葱石含砷量高(约32％)，耗铁量少，具有晶体结构、易于过滤和分离，溶解度低，浸出毒性小，是良好的固砷载体，适合长期安全堆存。是当下公认的最好的固砷化合物。
[0004]现有技术中水热法虽然合成出了臭葱石，但水热法需要高温高压装置降低溶液的过饱和度、成本高，难以推广到工业化生产中。亟需开发一种臭葱石晶种来替代高温高压装置以降低溶液过饱和度。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术提供了一种高稳定性臭葱石晶种制备的方法，该方法通过以一定速率缓慢滴加Fe
3+
溶液在高温下使得As
5+
转变为臭葱石晶体，该方法工艺流程简单，成本低。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种高稳定性臭葱石晶种制备的方法，该制备方法包括以下步骤：
[0007]S1)先将含砷原料配置成溶液，再将一定量的氧化剂加入到溶液中进行氧化反应，得到含砷氧化液；
[0008]S2)向S1)得到的含砷氧化液中加入中和剂调节pH值，加热至一定温度，得到氧化液，再向氧化液中以一定速率缓慢加入铁溶液，反应结束后冷却至室温，即得到成分单一的臭葱石晶种。
[0009]进一步，所述S1)中的溶液中砷离子浓度为1～20g/L；氧化剂的加入量为砷离子物质的量的1.5～4倍。
[0010]进一步，所述S1)中的含砷原料为砷酸盐或亚砷酸盐。
[0011]进一步，所述S2)的具体工艺为：
[0012]S2.1)先将中和剂加入含砷氧化液中调节pH为0.5～3.0，加热至80℃～95℃；
[0013]S2.2)再将铁溶液以滴加速率为10～300mL/h持续滴入到氧化液中，反应时间为8
‑
12小时，反应结束后冷却至室温，固液分离，即得到臭葱石晶种。
[0014]进一步，所述S2.2)中氧化液中的Fe
3+
/As
5+
摩尔比为0.5～3.0。
[0015]进一步，所述砷酸盐包括砷酸钠和正砷酸；所述亚砷酸盐包括亚砷酸钠和偏砷酸。
[0016]进一步，所述氧化剂为臭氧、双氧水、氧气、空气、高锰酸钾的任意一种。
[0017]进一步，所述铁溶液为含Fe
3+
浓度为0.05～0.3mol/L的铁盐溶液。
[0018]进一步，所述铁盐为硫酸铁、氯化铁和硝酸铁的一种或几种
[0019]进一步，所述臭葱石晶种为呈结晶态的FeAsO4·
2H2O，且臭葱石晶种颗粒直径大小为8～15μm，且砷浸出毒性小于0.4mg/L。
[0020]所述高稳定性是指形成的产物为单一的结晶态产物，且低毒性。
[0021]本专利技术具有如下优点和有益效果：由于采用上述技术方案，本专利技术通过蠕动泵控制三价铁的滴加速率以控制三价铁在反应溶液中的过饱和度，促进五价砷转变为臭葱石晶体，可以有效地实现制备大颗粒、高结晶臭葱石晶种，晶种组分有且仅有FeAsO4·
2H2O，颗粒的直径为8～15μm。晶种砷浸出毒性小于1.2mg/L，所得臭葱石晶种具有超强的砷浸出稳定性，符合GB 18598
‑
2019的可填埋标准值。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的一种高稳定性臭葱石晶种制备的方法的工艺流程图。
[0023]图2为采用本专利技术的制备方法的实施例1中晶种的XRD图谱。
[0024]图3为采用本专利技术的制备方法的实施例1中晶种的SEM图像。
具体实施方式
[0025]下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0026]如图1所示，本专利技术一种高稳定性臭葱石晶种的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0027]S1)先将含砷原料配置成溶液，再将一定量的氧化剂加入到溶液中进行氧化反应，得到含砷氧化液；
[0028]S2)向S1)得到的含砷氧化液中加入中和剂调节pH值，加热至一定温度，得到氧化液，再向氧化液中以一定速率缓慢加入铁溶液，反应结束后冷却至室温，即得到成分单一的臭葱石晶种。
[0029]所述S1)中的溶液中砷离子浓度为1～20g/L；氧化剂的加入量为砷离子物质的量的1.5～4倍。
[0030]所述S1)中的含砷原料为砷酸盐或亚砷酸盐。
[0031]所述S2)的具体工艺为：
[0032]S2.1)先将中和剂加入含砷氧化液中调节pH为0.5～3.0，加热至80℃～95℃；
[0033]S2.2)再将铁溶液以滴加速率为10～300mL/h持续滴入到氧化液中，反应时间为8
‑
12小时，反应结束后冷却至室温，固液分离，即得到臭葱石晶种。
[0034]所述S2.2)中氧化液中的Fe
3+
/As
5+
摩尔比为0.5～3.0。
[0035]所述砷酸盐包括砷酸钠和正砷酸；所述亚砷酸盐包括亚砷酸钠和偏砷酸。
[0036]所述氧化剂为臭氧、双氧水、氧气、空气、高锰酸钾的任意一种。
[0037]所述铁溶液为含Fe
3+
浓度为0.05～0.3mol/L的铁盐溶液。
[0038]所述铁盐为硫酸铁、氯化铁和硝酸铁的一种或几种
[0039]所述臭葱石晶种为呈结晶态的FeAsO4·
2H2O，且臭葱石晶种颗粒直径大小为8～15μm，且砷浸出毒性小于1.2mg/L。
[0040]实施例1：
[0041]取1.48g亚砷酸钠配置200mL砷含量为4.27g/L的溶液，加入双氧水氧化得到氧化液，氧化液加入浓硫酸调节pH至1.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高稳定性臭葱石晶种的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：S1)先将含砷原料配置成含砷溶液，再将一定量的氧化剂加入到溶液中进行氧化反应，得到含砷氧化液；S2)向S1)得到的含砷氧化液中加入中和剂调节pH值，加热至一定温度，得到氧化液，再向氧化液中以一定速率缓慢加入铁溶液，反应结束后冷却至室温，即得到成分单一的臭葱石晶种。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S1)中的含砷溶液中砷离子浓度为1～20g/L；氧化剂的加入量为砷离子物质的量的1.5～4倍。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S1)中的含砷原料为砷酸盐或亚砷酸盐。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S2)的具体工艺为：S2.1)先将中和剂加入含砷氧化液中调节pH为0.5～3.0，加热至80℃～95℃；S2.2)再将铁溶液以滴加速率为10～300mL/h持续滴入到氧化液中，反应时间为8
‑
12小时，反应结...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙云龙，杨厅，章红科，
申请(专利权)人：江西铜业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：