一种硫化砷渣处理并联产单质砷的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109881015A(43)申请公布日2019.06.14(21)申请号201910320272.2(22)申请日2019.04.19(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人丘克强丁杰(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所(普通合伙)43114代理人盛武生魏娟(51)Int.Cl.C22B7/00(2006.01)C22B5/04(2006.01)C22B30/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种硫化砷渣处理并联产单质砷的方法(57)摘要本发明属于有害固废处理领域，具体公开了一种硫化砷渣处理并联产单质砷的方法，将硫化砷渣、硅的混合物在保护气氛、不低于550的温度下反应，将反应产物经负压蒸馏，制得所述的单质砷；所述硅的粒度小于或等于300目；反应时间不低于90min。本发明研究意外发现，通过硫化砷渣、硅单质在所述的温度条件下进行置换反应，配合对硅粒径、反应时间以及后续的负压蒸馏，可以出人意料地显著提升单质砷的收率和纯度，同时制得的二硫化硅可以作为生产硫化氢气体的原料，硫化氢气体可复作为硫化剂处理工业“污酸”废水。CN109881015ACN109881015A权利要求书1/1页1.一种硫化砷渣处理并联产单质砷的方法，其特征在于，将硫化砷渣、硅的混合物在保护气氛、不低于550的温度下反应，将反应产物经负压蒸馏，制得所述的单质砷；所述硅的粒度小于或等于300目；反应时间不低于90min。2.如权利要求1所述的硫化砷渣处理并联产单质砷的方法，其特征在于，所述的硫化砷渣在混合前预先经负压蒸馏提纯处理。3.如权利要求2所述的硫化砷渣处理并联产单质砷的方法，其特征在于，负压蒸馏提纯处理过程的温度为400-600℃，压强为10-400Pa。4.如权利要求3所述的硫化砷渣处理并联产单质砷的方法，其特征在于，负压蒸馏提纯处理时间不低于1h。5.如权利要求1～4任一项所述的硫化砷渣处理并联产单质砷的方法，其特征在于，所述的硅不低于将硫化砷渣中的硫化砷完全反应的理论摩尔量。6.如权利要求5所述的硫化砷渣处理并联产单质砷的方法，其特征在于，所述的硅为将硫化砷渣中的硫化砷完全反应的理论摩尔量的1～2倍。7.如权利要求1所述的硫化砷渣处理并联产单质砷的方法，其特征在于，反应温度为550-600℃。8.如权利要求1所述的硫化砷渣处理并联产单质砷的方法，其特征在于，反应时间为90-120min。9.如权利要求1所述的硫化砷渣处理并联产单质砷的方法，其特征在于，负压蒸馏过程的压强为15-25Pa；温度为500-600℃。10.如权利要求9所述的硫化砷渣处理并联产单质砷的方法，其特征在于，负压蒸馏时间不低于60min；优选为60-90min。2CN109881015A说明书1/4页一种硫化砷渣处理并联产单质砷的方法技术领域[0001]本发明涉及砷化物处理利用领域，具体涉及一种利用硫化砷与硅的反应从硫化砷渣中回收单质砷的方法。背景技术[0002]砷是国民经济发展中不可或缺的资源，在农业、电子、医药、冶金、化工等领域有着特殊的用途。常被应用到杀虫剂、除草剂和、木材防腐剂、脱色剂、有色金属合金、陶瓷等，尤其在半导体材料中的应用越来越多。砷广泛存在于各种矿石之中，常与铅、铜、锌、锡、钨、锑、金等金属矿物伴生，在这些矿石的加工冶炼过程当中，相当一部分的砷进入到稀酸废水中。当前，这种稀酸废水的处理大多采用硫化法，从而产生大量的硫化砷渣。由于这些硫化砷渣处理处置难度较大，许多冶炼厂都采取直接堆放、稳定化填埋等方式处置。而硫化砷含有剧毒，这样的处置方式存在对土壤环境和人类身体健康产生严重危害的隐患。因此，从硫化砷渣中回收砷资源不仅是环境保护、人类健康的需要，也是资源充分利用，国民经济持续发展的需要。[0003]目前针对硫化砷渣，主要的处理工艺有火法和湿法两大类。火法中硫化砷渣经过氧化焙烧，其中的硫化砷转化成三氧化二砷直接挥发进入烟气，然后冷凝实现三氧化二砷的回收。此法的缺点是产品质量差，伴生的二氧化硫烟气含砷高，难以处理，二次污染严重。湿法主要采取酸浸、碱浸或盐浸进行处理，先把砷从渣中分离出来，然后再进一步回收砷产品或进行无害化处理。但湿法处理普遍生产流程复杂、处理成本较高。[0004]专利CN106756113A公布了一种硫化砷渣还原固硫焙烧直接生产金属砷的方法，以硫化砷渣为原料，加入氧化铜和还原剂，混合后在高温下还原固硫焙烧，焙烧产物经真空分离得到单质砷。该法过程虽然简单，但所使用的氧化铜价格较贵，获得单位质量单质砷产品消耗氧化铜质量较大，且得到的单质砷纯度不高，回收率较低。除此之外，该法使用原料是未经处理的硫化砷