结晶性优良的铁砷化合物制造方法技术

本发明专利技术涉及一种铁砷化合物的制造方法，其中，往含砷离子与2 价铁离子、砷浓度为15g/L以上的水溶液中添加氧化剂，边搅拌该溶 液边进行铁砷化合物的析出反应，在溶液的pH为0～1.2的范围使析 出结束。反应前的溶液的砷浓度为25g/L以上时，可在溶液的pH为- (负)0.45～1.2的范围使上述反应结束。反应前的溶液pH优选大于 0～小于等于2.0的范围。作为2价铁离子源，例如，可以使用硫酸盐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及处理含砷溶液制得结晶性优良的铁砷化合物的方法。
技术介绍
在非铁冶炼中产生各种冶炼中间物，或存在作为各种形态的冶炼 原料而得到的物质。这些冶炼中间物及冶炼原料中含有价值的金属， 但在另一方面含有砷等环境不友好的元素。作为砷的处理方法，有人 提出将溶液中的砷与亚砷酸、铁、钓等加以组合，固定在砷化合物中 的方法。为使该砷化合物生成沉淀、将其分离去除，必须进行过滤， 该砷化合物的状态在很大程度上控制了过滤性。当砷化合物为凝胶状 时，过滤性变得极差，工业处理困难。即，生成的砷化合物的状态成 为控制砷处理生产性的重要因素。沉淀除去的砷化合物可以保管或废弃，但抑制从该砷化合物再次 溶出砷的现象(溶出)也是重要的。作为砷溶出量少的砷化合物己知有臭葱石(FeAsO, '2112())的形态。因此，通过形成适于过滤的臭葱石， 可迅速改善砷的处理。但是，产业界产生的含砷溶液中，有价值金属 与其他元素多元共存，从该溶液形成臭葱石的技术还未确立。 专利文献l:特开昭54 - 160590号公报本专利技术人通过种种研究，开发出新的砷固定方法，在特愿2006 -126896号等中提出。当釆用这些技术时，可从含砷溶液合成砷的溶出 少的臭葱石型化合物。但是，希望这些技术在谋求工业实用化方面更 加改善。例如，作为用于供给臭葱石生成反应的含砷溶液，要求准备 砷的浓度非常高的溶液，对其必须进行含砷溶液前处理。但是，实际 上杂质难以降至极限。特别是即使用NaOH溶液仅浸出砷，然后进行 Ca0置换，除去Na，在固液分离操作中伴随有附着在固化物上的NaOH。因此，采用通过大量洗涤水进行除去的方法。洗涤水的大量消耗从资 源保护及经济性的观点看是不希望的。另一方面，不用碱，仅釆用酸 实施溶液处理时，脱砷反应控制困难，结果是不能稳定生成结晶性优 良的臭葱石沉淀物。在该现状中，强烈希望确立即使在含砷溶液中存在若干杂质元素， 通过对该溶液进行处理，可合成结晶性优良的臭葱石化合物，即由于 水分等造成的膨润少的紧密型化合物，即过滤性优良的铁砷化合物的 合成方法。本专利技术提供此技术。上述目的通过铁砷化合物制造方法来达到，即，往含砷离子与2 价铁离子的水溶液中添加氧化剂，边搅拌溶液边使铁砷化合物进行沉 淀析出反应，在溶液的pH为0~1.2范围，使结晶析出结束。此时， 析出反应开始前的溶液(反应前溶液)的砷浓度优选为15g/L (升) 以上。另外，当反应前溶液的砷浓度为25g/L以上时，可在溶液的pH 为-(负)0. 45 ~ 1. 2范围使上述反应结束。优选使反应前溶液的pH(反应前pH)为大于0~等于或小于2.0的范围。作为2价铁离子源， 例如，可以使用石克酸盐。反应前溶液中也可以以合计1 ~ 150g/L的浓 度含有钠、钾、铜、锌、锰、镁的l种以上。还有，由于溶液在高温 状态下测定pH未必容易，故高温溶液(例如，超过60C)的pH,可 采用取自该溶液的样品溶液温度降至60X:以下后测定的pH值。另外，在本专利技术中，提供一种铁砷化合物的制造方法，即，往含 砷离子与2价铁离子的水溶液中添加氧化剂使铁砷化合物沉淀析出 时，对pH进行控制，使沉淀反应开始前的溶液(反应前溶液)的pH(反应前pH)为大于0的状态，添加氧化剂，边搅拌溶液边进行沉淀 反应，使沉淀反应结束后处于搅拌状态下的溶液的最终pH(反应后pH ) 达到1.2以下。作为将上述反应后的pH控制在1.2以下的方法，例如， 釆用硫酸盐作为2价铁离子源，把反应前的pH调整到大于0~等于或 小于2. 0、优选0. 5~2. 0的范围的方法是有效的。优选使上述反应前 溶液中的砷浓度为20g/L以上。反应前溶液中也可以以合计1 ~ 150g/L 的浓度含有作为杂质的例如钠、钾、铜、锌、锰、镁的1种以上。按照本专利技术，从含杂质的含砷溶液合成结晶性高的铁砷化合物是 可能的。该铁砷化合物的过滤性良好，工业生产完全可能。砷的沉淀率也可确保60%以上，通过pH (氢离子指数)的最佳化等简单操作也 可得到80%以上，或95°/。以上的高沉淀率。另外，该铁砷化合物可以充 分抑制砷的溶出。因此，本专利技术在产业界产生的含砷溶液的处理中可 以灵活应用。附图的简单说明附图说明图1是用于制造本专利技术的铁砷化合物的代表性的流程图。图2是实施例1得到的铁砷化合物的X线衍射图。图3是实施例2得到的铁砷化合物的X线衍射图。图4是实施例3得到的铁砷化合物的X线衍射图。图5是比较例1得到的铁砷化合物的X线衍射图。图6是比较例2得到的铁砷化合物的X线衍射图。图7是比较例3得到的铁砷化合物的X线衍射图。图8是实施例1得到的铁砷化合物的SEM照片。图9是实施例2得到的铁砷化合物的SEM照片。图IO是实施例3得到的铁砷化合物的SEM照片。图11是比较例1得到的铁砷化合物的SEM照片。图12是比较例2得到的铁砷化合物的SEM照片。图13是比较例3得到的铁砷化合物的SEM照片。最佳实施方案在本专利技术中，从产业界产生的含砷溶液即多少含有杂质元素的含 砷溶液合成过滤性良好的铁砷化合物(例如，臭葱石型结晶物质)。 有杂质时，特别是被处理液的砷浓度低时，砷沉淀物易变成非晶质(无 定型)凝胶状沉淀物。非晶质沉淀物的过滤性非常差。另外，由于残 渣的体积非常大，难以处理。另外，砷的固定(抑制溶出)也困难。各种探讨的结果表明，即使存在杂质，如在pH低的状态，也可生成结晶质臭葱石。生成非晶质沉淀物或生成结晶质臭葱石型沉淀物的临界pH己知是1.2。最终，在pH 1. 2以下的状态下如充分搅拌溶液， 则在反应途中生成的非晶质， 一旦再溶解后也可作为结晶质再析出， 结果是可分离回收结晶性良好的(即非晶质的配合量非常少，过滤容 易的)铁砷化合物。该非晶质再溶解后作为结晶质再析出的过程，下 面称作"转化过程"。但是，当溶液的pH过低时，砷的沉淀率急剧降低，根据场合，砷 几乎不发生沉淀。按照本专利技术人的详细研究，升温至反应开始时的温 度，使马上开始析出反应的溶液(本说明书中称其为(反应前溶液)) 的pH大于O,例如当使其为0. 5以上时，如下所述，伴随着反应的进 行，即使pH降低，使可使砷的沉淀率为60%以上。工业上，希望80% 以上的沉淀率，使溶液的pH稍微上升，沉淀率可得到急速改善，故砷 沉淀率容易达到80%以上或95%以上的高值。如反应前溶液的砷浓度为 25g/L左右，或进一步高至30g/L左右，则沉淀率也易得到改善。 因此，本专利技术中反应时的pH是重要的参数。 用于得到本专利技术铁砷化合物的代表性流程示于图1。下面，更详细地说明本专利技术的制造方法。作为处理对象的含砷溶液(被处理溶液)，可以使用非铁冶炼等 中产生的各种溶液。关于砷的含量，与下述铁盐进行混合，根据需要 希望结束pH调整的阶段的"反应前溶液"是可使砷浓度在15g/L以上、 优选20g/L以上的溶液。砷浓度高，在进行处理时，由于可增大一次 可处理的砷处理量，提高生产效率。另外，根据砷浓度，如釆用过滤 或连续处理的方法、以及控制其他药剂的添加量，则可更有效地进行 处理。还有，关于砷离子，希望溶液中为5价砷离子。即，在反应中 最好存在5价砷离子，但如何使其存在可适当选择利用氧化还原反应 等。该含砷溶液(被处理液)中，混合作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田哲雄，田口良一，
申请(专利权)人：同和金属矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：