濕法處理砷堿渣制備膠體五氧化二銻的研究.pdf

1、砷堿渣是火法煉銻加堿除砷過程產(chǎn)生的固體廢物，砷堿渣的綜合利用不但能消除廢渣對環(huán)境的危害，而且可回收其中的有價金屬砷和銻，因而具有顯著社會效益和經(jīng)濟效益。本研究提出以砷堿渣為原料濕法制備膠體五氧化二銻的新工藝。主要包括水浸、酸浸、銻液的水解和氧化制膠。 水浸較好地實現(xiàn)了砷堿渣中的砷銻分離，砷進入溶液而銻仍然留在渣中。單因素實驗和正交實驗結(jié)果一致表明，在液固比為6:1，溫度40℃，浸出時間40分鐘的條件下，水浸后，砷的浸出率達到99

2、％，銻的殘留率為96％左右。 對于高銻殘留渣，鹽酸和硫酸的混合酸作為浸出劑優(yōu)于鹽酸，不但提高了銻的浸出率，而且降低了浸出溫度和浸出液固比。在鹽酸與硫酸體積比為5:0，溫度為45℃，液固比為8:1，浸出時間為60mm的條件下，銻的浸出率達到95％以上。動力學(xué)研究表明鹽酸浸出Sb<'3+>符合化學(xué)反應(yīng)模型；混酸浸出導(dǎo)致水浸渣表面鈍化膜被破壞，促進單質(zhì)銻和溶液中的Sb<'3+>發(fā)生反應(yīng)，從而使銻的浸出率得到提高。 對酸浸液進行

3、水解，在水解倍數(shù)為2，時間60min，室溫等條件下，總銻、Sb<'3+>和Sb<'5+>的水解率分別為70.5％,62.5％,86.7％，并且除去了浸出液中的大部分雜質(zhì)。 以水解產(chǎn)物氧化銻混合物為原料，雙氧水為氧化劑，磷酸為穩(wěn)定劑制備膠體五氧化二銻。考察了氧化銻混合物陳化時間，反應(yīng)過程中磷酸用量、原料濃度、反應(yīng)溫度對膠體形成過程和膠粒粒徑的影響，并運用熱力學(xué)、動力學(xué)和雙電層理論對實驗過程的現(xiàn)象及結(jié)果進行了分析。結(jié)果表明：氧化銻混

4、合物不進行陳化對膠體五氧化二銻的形成最有利；磷酸與銻的摩爾比分別為0.8～1.0和1.0～1.3時，10％和15％的膠體五氧化二銻膠粒粒徑較小，當(dāng)摩爾比為1.0時，粒徑分別為(36±5.6)nm和(164±32)nm。氧化銻混合物濃度從10％增加到20％時，反應(yīng)達到平衡的時間從90min下降到30min左右，形成小粒徑膠粒所需磷酸與銻摩爾比的最佳范圍也隨之上升；在穩(wěn)定劑磷酸存在的條件下，溫度不再是對膠體粒子粒徑的主要影響因素，在60～9