[发明专利]由高硫酸含量的酸性溶液获得具有高砷含量的臭葱石的方法

说明书

一个尚未解决的技术问题是，目前没有这样的方法：由大于30g/L的游离酸度或低于1.0的pH强酸性溶液生产含有稳定具有高砷含量(高于15％)的臭葱石的最终残留物。本发明通过提供一种方法了该问题的解决方案，该方法允许：三价砷和亚铁离子的氧化，同时中和待处理的酸溶液，在规定的pH下以确定的Fe:As摩尔比添加制备的砷和氧化的铁离子，上述所有这些均能高效地将砷沉淀为砷酸铁或臭葱石，从而获得长期稳定的最终残留物，其特征在于与现有技术所述方法相比，在较低的体积中具有较高的砷含量。

技术领域

本发明涉及一种产生高砷含量的臭葱石(水合砷酸铁)的方法，适用于工业处理污水或具有高砷含量的水溶液，其可以来自多种处理不同种类的采矿废物的方法，由此在溶液中得到作为主要杂质的砷，这需要一种分离和长期稳定的方法。除了产生高砷含量的臭葱石沉淀之外，本方法的结果还是贫砷的水溶液。

现有技术

智利专利申请201000202涉及一种减少砷和锑以环境稳定含有高含量砷和锑的液体污水和固体废物的的方法，其中该方法包括步骤：浸出铸造粉尘，将存在于浸出液中的As(III)氧化成As(V)，提供一部分富流以将Fe(III)与As(V)的摩尔比调整为约1到2，并提供富流作为来自Fe(III):As(V)调整步骤的液体，在两个搅拌反应器中沉淀，其中加入中和剂改变溶液的pH水平，然后进入固体/液体分离的中间步骤，其中获得了不含砷(As)且富含Cu的液体料流，通过电获得工艺得到了一种以臭葱石和石膏的形式稳定的固体。

智利专利申请201000202没有解决本发明的技术问题，它利用形成石膏(plaster)的中和剂，降低了最终固体中砷的含量。特别地，权利要求15指出中和步骤包括在第一反应器以1.0pH中和料浆和在第二反应器中以1.5pH中和料浆。1.5的pH代表料浆的广泛中和，导致其产生过量的石膏，这降低固体中砷的含量。

专利CN103553197B教导了一种使用冶金渣料去除砷的方法。特别地，它使含砷和锑的溶液与渣料和氧化剂接触，以促进渣料中砷和锑的吸附，条件是温度在40到100℃之间，停留时间在1到3小时之间。在可以使用的氧化剂中，该文件重点介绍了次氯酸盐、氯酸盐和二氧化氯。随后有在6到9的pH下的中和步骤，其中特别可以使用氧化镁或碳酸钠。

专利CN103553197B没有解决与本发明相同的技术问题，因为它不产生含有高浓度砷的含砷固体。更有趣的是，专利CN103553197B与本发明背道而驰，因为它不产生臭葱石或砷酸铁作为稳定砷的一种方式，而是吸附在包含亚铁矿物的渣料上。类似地，加入渣料作为其表面上吸附砷和锑的表面的事实表明所得固体的砷含量不高。特别是，通过本发明的技术获得的固体的砷含量高于15％，这也导致产生的固体量与专利CN103553197B产生的固体相比减少。尽管专利CN103553197B使用了氯化的氧化剂，但该文件并未教导以形成高砷含量的臭葱石为目的的As(III)和Fe(II)的氧化。此外，在使用基于钙的中和抗体进行中和的情况下，在酸性溶液存在下使用高pH范围产生了大量的石膏，这也偏离了生产高砷含量的臭葱石的目标。

文件Jom.1997Dec 1；49(12):52-5教导了通过在不同步骤沉淀砷来生产臭葱石。该文件指出可以通过如下方式获得臭葱石：在90℃的温度下使用过氧化氢作为氧化剂，将亚砷酸盐离子氧化为砷酸盐离子。随后，溶液经过不同步骤的处理，其中通过添加不同剂量的中和剂，在不同的pH下沉淀砷，从而产生臭葱石。该文件没有教导使包含臭葱石的沉淀中的砷含量最大化所必需的条件。所公开的方法提到用弱酸处理溶液，在pH 0.5开始沉淀并以pH 4.0下的中和结束。尽管此发明没有提及最终沉淀中的砷含量，但是为了将pH从1.5提高到4.0所必需的大量钙的氧化物或石灰使得由于石膏的形成，最终沉淀中的砷量可能较少。相比之下，本发明受益于使用同时允许有效氧化亚砷酸盐离子的氧化剂。这允许产生砷的沉淀，而最终残留物中该污染物元素的含量高于现有技术中报告的含量。