EA023142B1 - Способ получения слаборастворимого соединения кальция с мышьяком - Google Patents
Способ получения слаборастворимого соединения кальция с мышьяком Download PDFInfo
- Publication number
- EA023142B1 EA023142B1 EA201391162A EA201391162A EA023142B1 EA 023142 B1 EA023142 B1 EA 023142B1 EA 201391162 A EA201391162 A EA 201391162A EA 201391162 A EA201391162 A EA 201391162A EA 023142 B1 EA023142 B1 EA 023142B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- arsenic
- solution
- calcium
- precipitated
- compound
- Prior art date
Links
- GSYZQGSEKUWOHL-UHFFFAOYSA-N arsenic calcium Chemical compound [Ca].[As] GSYZQGSEKUWOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 4
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 99
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 99
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- RMBBSOLAGVEUSI-UHFFFAOYSA-H Calcium arsenate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-][As]([O-])([O-])=O.[O-][As]([O-])([O-])=O RMBBSOLAGVEUSI-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 13
- 229940103357 calcium arsenate Drugs 0.000 claims abstract description 13
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 claims description 24
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 claims description 23
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 21
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 20
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 18
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 18
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 15
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 15
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims description 15
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 13
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 10
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000002681 magnesium compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 claims description 6
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 229940126214 compound 3 Drugs 0.000 claims 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 abstract description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 11
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 9
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 9
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 7
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 3
- AQLMHYSWFMLWBS-UHFFFAOYSA-N arsenite(1-) Chemical compound O[As](O)[O-] AQLMHYSWFMLWBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- BMWMWYBEJWFCJI-UHFFFAOYSA-K iron(3+);trioxido(oxo)-$l^{5}-arsane Chemical compound [Fe+3].[O-][As]([O-])([O-])=O BMWMWYBEJWFCJI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001495 arsenic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229940093920 gynecological arsenic compound Drugs 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K Arsenate3- Chemical class [O-][As]([O-])([O-])=O DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-N Arsenic acid Chemical compound O[As](O)(O)=O DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004343 Calcium peroxide Substances 0.000 description 1
- SPAGIJMPHSUYSE-UHFFFAOYSA-N Magnesium peroxide Chemical compound [Mg+2].[O-][O-] SPAGIJMPHSUYSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229940000488 arsenic acid Drugs 0.000 description 1
- HAYXDMNJJFVXCI-UHFFFAOYSA-N arsenic(5+) Chemical compound [As+5] HAYXDMNJJFVXCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- LHJQIRIGXXHNLA-UHFFFAOYSA-N calcium peroxide Chemical compound [Ca+2].[O-][O-] LHJQIRIGXXHNLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019402 calcium peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 229960004995 magnesium peroxide Drugs 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052569 sulfide mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- TUNFSRHWOTWDNC-UHFFFAOYSA-N tetradecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC(O)=O TUNFSRHWOTWDNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/46—Sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G28/00—Compounds of arsenic
- C01G28/02—Arsenates; Arsenites
- C01G28/023—Arsenates; Arsenites of ammonium, alkali or alkaline-earth metals or magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F5/00—Compounds of magnesium
- C01F5/14—Magnesium hydroxide
- C01F5/22—Magnesium hydroxide from magnesium compounds with alkali hydroxides or alkaline- earth oxides or hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G28/00—Compounds of arsenic
- C01G28/02—Arsenates; Arsenites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B30/00—Obtaining antimony, arsenic or bismuth
- C22B30/04—Obtaining arsenic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу осаждения арсената кальция с пятивалентным мышьяком из кислого раствора, в котором мышьяк, по меньшей мере, частично находится в трехвалентной форме. Кислый раствор нейтрализуют перед подачей на стадию окисления мышьяка и малорастворимое соединение кальция с мышьяком осаждают из раствора, в котором весь мышьяк является пятивалентным.
Description
(57) Изобретение относится к способу осаждения арсената кальция с пятивалентным мышьяком из кислого раствора, в котором мышьяк, по меньшей мере, частично находится в трехвалентной форме. Кислый раствор нейтрализуют перед подачей на стадию окисления мышьяка и малорастворимое соединение кальция с мышьяком осаждают из раствора, в котором весь мышьяк является пятивалентным.
023142 Β1
Область техники
Изобретение относится к способу осаждения арсената кальция с пятивалентным мышьяком из кислого раствора, в котором мышьяк по меньшей мере частично находится в трехвалентной форме. Кислый раствор нейтрализуют перед подачей на стадию окисления мышьяка, и малорастворимое соединение кальция с мышьяком осаждают из раствора, в котором весь мышьяк является пятивалентным.
Уровень техники
Мышьяк встречается в природе в различных видах. Сульфидные минералы также часто содержат мышьяк в дополнение к ценным металлам и, следовательно, в связи с извлечением ценных металлов также часто образуются содержащие мышьяк рудничные воды и другие промышленные сточные воды. Мышьяк также является важнейшей примесью, которую следует удалять при извлечении цветных металлов. Использование мышьяка не возрастает относительно его извлечения, так что большую часть мышьяка необходимо хранить в виде отходов. Так как мышьяк и его соединения являются токсичными, они должны быть переведены, насколько это возможно, в малорастворимую форму перед удалением из процесса. Наиболее малорастворимыми соединениями мышьяка при нейтральном значении рН являются, например, арсенаты цинка, меди и свинца, однако связывание мышьяка с этими ценными металлами серьезно не рассматривалось вследствие содержания ценного металла, который остается в отходах. В настоящее время широко используемым способом осаждения мышьяка является осаждение мышьяка железом в виде арсената железа, который является довольно малорастворимым. В частности, кристаллическая форма арсената железа, скородит ΡοΑ5ϋ.·ι·2Η20. менее растворима, чем другая форма - аморфный арсенат железа. Другим довольно стабильным соединением, в виде которого осаждают мышьяк, является арсенат кальция.
Как правило, мышьяк обычно находится в растворах и твердых веществах в виде соединений как в трехвалентной, так и в пятивалентной форме. Мышьяк в трехвалентной форме в 60 раз более токсичен, чем в пятивалентной. К тому же было обнаружено, что отходы, осажденные с мышьяком в трехвалентной форме, например, в виде арсенита кальция, не так стабильны, как соответствующее соединение арсената кальция с пятивалентным мышьяком, а также их не всегда принимают на хранение. Тем не менее, например, вплоть до 30% рудничных вод могут быть в форме арсенита, при этом трехвалентный мышьяк должен быть окислен перед осаждением в пятивалентный.
Удаление мышьяка из сточных и рудничных вод описано, например, в публикациях патентов США 5114592 и 5378366. В публикации патента США 5114592 описано осаждение мышьяка в виде арсената кальция и магния путем добавления по меньшей мере одного соединения кальция и по меньшей мере одного соединения магния к содержащему мышьяк сточному раствору в интервале значений рН от 2 до 12, а предпочтительно в интервале от 9 до 11. Количество мышьяка в растворе составляет десятки миллиграмм на литр. Перед осаждением трехвалентный мышьяк окисляют в пятивалентный подходящим окислителем, таким как пероксид кальция СаО2, пероксид магния Мд02 или пероксид водорода Н2О2, при кислом или щелочном интервале значений рН. После осаждения арсенатов кальция и магния и отделения жидкости от твердых веществ оставшийся мышьяк может быть дополнительно отделен от водного раствора с помощью адсорбции на активированном угле или удален с помощью ионного обмена.
Для способа, описанного в публикации патента США 5378366, существенно, что обрабатываемая вода, содержащая мышьяк, является в основном грунтовой водой или сточной водой, в которой количество мышьяка составляет порядка 2 мг/л (2000 частей на миллион). Температуру водного раствора повышают сначала до значения в интервале 35-100°С. Затем мышьяк в растворе окисляют до пятивалентного, используя сильный окислитель. После этого в раствор добавляют соединение кальция для осаждения мышьяка в виде арсената кальция. Осаждение арсената кальция происходит в очень щелочной среде в интервале значений рН примерно от 11 до 13.
Задача изобретения
Изобретение относится к способу удаления мышьяка из кислого водного раствора, образующегося в связи с металлургическими процессами, где мышьяк, по меньшей мере, частично находится в растворе в трехвалентной форме и его концентрация во много раз выше, чем концентрации, описанные в уровне техники.
Сущность изобретения
Изобретение относится к способу получения соединения кальция с пятивалентным мышьяком из кислого исходного раствора, содержащего трехвалентный мышьяк, при котором раствор нейтрализуют соединением магния перед подачей раствора на стадию окисления, на которой мышьяк окисляют до пятивалентной формы с помощью сильного окислителя, после чего мышьяк осаждают из раствора с помощью соединения кальция в виде малорастворимого соединения кальция с мышьяком.
По одному предпочтительному воплощению изобретения соединение магния, используемое для нейтрализации исходного раствора, представляет собой гидроксид магния Мд(0Н)2.
По предпочтительному воплощению изобретения соединение кальция, используемое для осаждения мышьяка, представляет собой гидроксид кальция Са(ОН)2 или оксид кальция СаО.
По предпочтительному воплощению изобретения осажденное соединение кальция с мышьяком представляет собой одну или более чем одну из различных форм арсената кальция.
- 1 023142
По предпочтительному воплощению изобретения сильный окислитель представляет собой по меньшей мере одно из следующих веществ: кислород и/или диоксид серы, озон или пероксид водорода.
По одному воплощению изобретения из раствора наряду с осажденным соединением кальция с мышьяком также удаляют гипс.
По предпочтительному воплощению изобретения после осаждения и отделения соединения кальция с мышьяком находящийся в растворе магний осаждают с помощью соединения кальция в виде гидроксида магния Мд(ОН)2.
По одному воплощению изобретения первую часть осажденного гидроксида магния подают обратно на нейтрализацию (1) кислого исходного раствора, содержащего трехвалентный мышьяк.
По одному воплощению изобретения вторую часть осажденного гидроксида магния подают на стадию (2) окисления, на которой трехвалентный мышьяк окисляют до пятивалентного.
По одному воплощению изобретения находящийся в растворе гипс осаждают из раствора после стадии окисления мышьяка с образованием осадка чистого гипса.
Краткое описание чертежей
На чертеже показана блок-схема одного воплощения способа по изобретению.
Подробное описание изобретения
Задачей способа по изобретению является удаление мышьяка из кислого водного раствора, образующегося в связи с производством металла. Такой водный раствор может также образовываться в связи с очисткой газа в скруббере, и он может быть, например, загрязненным раствором серной кислоты, таким как отработанная кислота. Обрабатываемый водный раствор может содержать десятки грамм мышьяка на литр, и мышьяк следует удалять до величины, позволяющей рециркулировать раствор обратно на выщелачивание, промывку газа в скруббере или другую технологическую стадию. Когда водный раствор используют для выщелачивания металлов из минералов, содержащих эти металлы, то обычно водный раствор содержит кислоту, и рН может быть примерно от 0 до 1. Мышьяк в растворе находится, по меньшей мере, частично в трехвалентной форме (Αδ3+), так что он должен быть окислен до пятивалентного (Αδ5+) перед осаждением.
Способ по изобретению здесь описан с помощью диаграммы 1. Кислый исходный раствор должен быть нейтрализован на стадии 1 нейтрализации до значения рН, при котором отсутствует свободная кислота в растворе, направляемом на стадию 2 окисления трехвалентного мышьяка. В принципе, в качестве нейтрализующего агента для кислоты может быть использован любой нейтрализующий агент, такой как СаСО3, Са(ОН)2, СаО, М§О, ΝαΟΗ или КОН.
Однако при разработке способа по изобретению было обнаружено, что если нейтрализацию осуществляют с помощью указанных соединений кальция, то некоторое количество мышьяка может взаимодействовать с кальцием уже на этой стадии, образуя арсенит кальция, который является нежелательным соединением. В то же время нейтрализующие агенты на основе кальция образуют осадок гипса с серной кислотой, находящейся в растворе. В этом случае конечный продукт представляет собой твердый отход, содержащий трехвалентный и пятивалентный мышьяк, а также гипс. К тому же трудно контролировать осаждение так, чтобы получить желаемое количество трехвалентного или пятивалентного мышьяка в осадке. С другой стороны, если, например, в качестве нейтрализующего агента используют гидроксид натрия или калия (КОН, №ЮН). то можно избежать трудностей при осаждении, но в результате рециркуляции растворов происходит избыточное накопление натрия и калия в процессе, что требует отдельного потока электролита, сливаемого для регулирования свойств раствора для их удаления, что в свою очередь увеличивает общую стоимость способа.
Когда нейтрализацию кислоты в растворе осуществляют в соответствии с изобретением, используя соединение магния, например гидроксид магния Мд(ОН)2, осаждения трехвалентного или пятивалентного мышьяка на стадии нейтрализации еще не происходит. Образующийся сульфат магния в этих условиях не осаждается и остается в растворе.
Н25О, + Мд(ОН)2 - Мд5О4 + 2Н2О (1)
Нейтрализованный раствор направляют на стадию 2 окисления, где окисление трехвалентного мышьяка до пятивалентного осуществляют с помощью известных окислителей, например, используя кислород и диоксид серы, озон или пероксид водорода. Интервал значений рН при окислении не такой точный, когда используют указанные сильные окислители. Трехвалентный мышьяк окисляют до пятивалентного в соответствии с приведенным ниже уравнением:
ЗАзО/ + О3(г) + ЗН2О = ЗН2АзО4‘ (2)
Образующееся соединение пятивалентного мышьяка (кислота) является более сильной кислотой, чем кислота трехвалентного мышьяка, поэтому рН раствора уменьшается в процессе окисления, и раствор нейтрализуют, используя, например, осадок гипса и гидроксида магния, который рециркулируют с последующей стадии:
ЗАзО2' + Оэ(г) + 1,5 Мд(ОН)2 » ЗНАзОд2’ + 1,5Мд2+ (3)
Гипс в осадке Са8О4-2Н2О не мешает нейтрализации при окислении, так как он не растворяется в
- 2 023142 этих условиях. На этой стадии образуется суспензия в растворе, содержащем пятивалентный мышьяк, и осадок, который в основном представляет собой гипс. Перед осаждением мышьяка в виде соединения кальция с мышьяком осадок гипса может быть отделен от раствора, содержащего мышьяк (V), с помощью разделения жидкости и твердых веществ (подробно не показано на диаграмме). Осадок гипса, например, может быть перемещен на другой склад отходов, и на следующей стадии может быть осажден чистый осадок арсената кальция. Так как металлы в растворе находятся в форме гидроксидов, то при необходимости оставшийся мышьяк и другие металлы сначала могут быть отмыты от осажденного осадка гипса при использовании содержащего кислоту раствора. Когда исходный раствор является раствором, произведенным или образованным в связи с получением металлов, то другими металлами являются, например, железо, медь, никель и цинк. Согласно другой альтернативе, которая представлена на фиг. 1, можно исключить разделение жидкости и твердых веществ и осаждать арсенат кальция вместе с осадком гипса, при этом они оказываются на том же самом складе отходов.
После стадии окисления мышьяка в раствор вводят соединение кальция, например гидроксид кальция Са(ОН)2, то есть гашеную известь, или оксид кальция СаО, то есть негашеную известь, для осаждения мышьяка из раствора на стадии 3 осаждения. Для осаждения рН раствора устанавливают в интервале от 6 до 9, другими словами в интервале, при котором находящийся в растворе магний еще не начинает осаждаться в виде гидроксида, а соединение кальция с мышьяком осаждается. Осаждение происходит при той же самой температуре, как и остальная обработка раствора, то есть обычно в интервале 25-75°С. Мышьяк осаждается из раствора в различных формах арсената кальция, и если гипс не отделяют на более ранней стадии, он присутствует в осадке. Суспензию подвергают разделению 4 на твердые вещества и жидкость, и осажденные твердые вещества отделяют от раствора.
Соединение кальция и мышьяка осаждают гидроксидом кальция, как указано в уравнении:
Н3А5О4 + 2Са(ОН)г = Са2АаО4ОН + ЗН2О (4)
Точная форма осажденного соединения зависит от значения рН на стадии осаждения, и несколько соединений могут присутствовать в осадке, но они являются различными формами арсената кальция. Так как осаждение следует проводить при значении рН ниже 9, чтобы избежать соосаждения магния, образующееся соединение кальция с мышьяком более стабильно, чем соединения, образующиеся при более высоком значении рН.
Так как после удаления мышьяка раствор все еще содержит растворенный сульфат магния, полученный при нейтрализации, то магний осаждают из раствора на стадии 5 осаждения Мд с помощью соединения кальция (гидроксид или оксид кальция) в виде гидроксида магния при значении рН в интервале от 9 до 11, предпочтительно при значении в интервале от 9 до 10.
Мд5О4 + Са<0Н)2-> Мд(ОН)2 + Са8О4 (5)
Так как при осаждении магния рН возрастает до значения более 9, то другие металлы, возможно содержащиеся в растворе, также осаждаются. Только щелочные металлы, такие как натрий или калий, не осаждаются, так что при использовании нейтрализующих агентов на основе щелочных металлов концентрация щелочных металлов в растворе возрастает из-за рециркуляции, и удаление их из процесса требует отдельной стадии обработки, как указано выше.
Образующуюся суспензию подвергают разделению 6 на твердые вещества и жидкость, при котором осадок гидроксида магния отделяют от раствора. Первую часть осадка подают обратно на стадию 1 нейтрализации водного раствора, содержащего мышьяк, а вторую часть - на стадию 2 окисления мышьяка. На этих стадиях гидроксид магния действует как нейтрализующий агент. Гипс, осажденный вместе с гидроксидом магния, не растворяется в водном растворе в условиях нейтрализации, так что это не вызывает осаждения трехвалентного мышьяка. Как указано выше, пятивалентный мышьяк, образующийся при окислении, представляет собой по больший части мышьяковую кислоту, образование которой вызывает понижение значения рН раствора, после чего на этой стадии гидроксид магния также действует как нейтрализующий агент.
После разделения на жидкость и твердые вещества очищенный водный раствор, из которого удалены мышьяк и магний, может быть рециркулирован без отдельных стадий очистки и удаления обратно в процесс, из которого раствор, содержащий мышьяк, направляют на окисление и осаждение мышьяка.
Так как нейтрализацию кислого исходного раствора осуществляют, используя соединение магния, то осаждение пятивалентного мышьяка в виде соединения кальция с мышьяком можно контролировать, даже если химическое вещество, используемое в способе при осаждении соединения кальция с мышьяком, образовано на основе кальция. Альтернативно, в способе может быть осуществлено получение отдельных осадков гипса и соединений кальция и мышьяка, например, с учетом более низких затрат на отходы. Способ является экономичным, так как в нем используют только соединение кальция в качестве осаждающего химического вещества.
Claims (10)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ получения соединения кальция с пятивалентным мышьяком из кислого исходного раствора, содержащего трехвалентный мышьяк, при котором раствор нейтрализуют (1) соединением магния- 3 023142 перед подачей на стадию (2) окисления, на которой мышьяк окисляют до пятивалентной формы сильным окислителем, после чего мышьяк осаждают (3) из раствора при значении рН в интервале от 6 до 9 с помощью соединения кальция в виде слаборастворимого соединения кальция с мышьяком.
- 2. Способ по п.1, в котором соединение магния, используемое для нейтрализации, представляет собой гидроксид магния Мд(ОН)2.
- 3. Способ по п.1 или 2, в котором соединение кальция, используемое для осаждения мышьяка, представляет собой гидроксид кальция Са(ОН)2 или оксид кальция СаО.
- 4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором осажденное соединение кальция с мышьяком представляет собой одну или более чем одну из различных форм арсената кальция.
- 5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором сильный окислитель представляет собой по меньшей мере одно из следующих веществ: кислород и/или диоксид серы, озон или пероксид водорода.
- 6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором из раствора вместе с осажденным соединением кальция с мышьяком также удаляют гипс.
- 7. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно включающий отделение (4) осажденного соединения кальция с мышьяком и последующее осаждение (5) находящегося в растворе магния с помощью соединения кальция в виде гидроксида магния М§(ОН)2.
- 8. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором первую часть осажденного гидроксида магния подают обратно на нейтрализацию (1) кислого исходного раствора, содержащего трехвалентный мышьяк.
- 9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором вторую часть осажденного гидроксида магния подают на стадию (2) окисления, на которой трехвалентный мышьяк окисляют до пятивалентного.
- 10. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором находящийся в растворе гипс осаждают из раствора после стадии (2) окисления мышьяка с образованием чистого осадка гипса.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20110085A FI122512B (fi) | 2011-03-09 | 2011-03-09 | Menetelmä niukkaliukoisen kalsiumarseeniyhdisteen valmistamiseksi |
| PCT/FI2012/050222 WO2012120197A1 (en) | 2011-03-09 | 2012-03-07 | Method for producing a poorly soluble calcium-arsenic compound |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201391162A1 EA201391162A1 (ru) | 2014-04-30 |
| EA023142B1 true EA023142B1 (ru) | 2016-04-29 |
Family
ID=43806386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201391162A EA023142B1 (ru) | 2011-03-09 | 2012-03-07 | Способ получения слаборастворимого соединения кальция с мышьяком |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20130341283A1 (ru) |
| EP (1) | EP2683655A1 (ru) |
| JP (1) | JP5717883B2 (ru) |
| KR (1) | KR101618938B1 (ru) |
| CN (1) | CN103415472B (ru) |
| AU (1) | AU2012224501B2 (ru) |
| BR (1) | BR112013022749A2 (ru) |
| CA (1) | CA2826182C (ru) |
| CL (1) | CL2013002553A1 (ru) |
| EA (1) | EA023142B1 (ru) |
| FI (1) | FI122512B (ru) |
| MX (1) | MX2013010182A (ru) |
| PE (1) | PE20140368A1 (ru) |
| WO (1) | WO2012120197A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201306196B (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107151027A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-09-12 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种砷酸钙和/或亚砷酸钙的酸解方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10077487B2 (en) | 2013-05-29 | 2018-09-18 | Barrick Gold Corporation | Method for arsenic oxidation and removal from process and waste solutions |
| CN104451198A (zh) * | 2013-09-16 | 2015-03-25 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种含砷钴镍渣中砷强化氧化浸出的方法 |
| US11639302B2 (en) | 2016-11-10 | 2023-05-02 | Mexichem Fluor S.A. De C.V. | Process for reducing the concentration of arsenic in an aqueous solution comprising a fluoroacid |
| CN107010751A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-08-04 | 北京中科康仑环境科技研究院有限公司 | 一种高浓度含砷酸性废水的综合处理方法 |
| CN110282649A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-09-27 | 昆明冶金研究院 | 一种含砷石膏的处理方法 |
| CN111348775B (zh) * | 2020-03-13 | 2022-08-26 | 南京农业大学 | 一种强化混凝去除废水中As(III)的方法 |
| CN112939077B (zh) * | 2021-01-27 | 2023-04-07 | 北京水木方科技有限公司 | 一种冶炼污酸资源化处理的方法 |
| CN114836636A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-08-02 | 江西理工大学 | 一种从含砷碱液中分离砷和回收碱的方法 |
| CN115124128A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-30 | 江西理工大学 | 一种强化钙盐沉砷效果和提高砷钙渣稳定性的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5114592A (en) * | 1989-03-31 | 1992-05-19 | Walhalla-Kalk, Entwichlungs- Und Vertriebsgesellschaft Mbh | Procedure for separating arsenic from waste material |
| US5378366A (en) * | 1993-04-22 | 1995-01-03 | Elf Atochem North America, Inc. | Hot lime precipitation of arsenic from wastewater or groundwater |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS523501B2 (ru) * | 1972-06-15 | 1977-01-28 | ||
| US4188291A (en) * | 1978-04-06 | 1980-02-12 | Anderson Donald R | Treatment of industrial waste water |
| JPS6022990A (ja) * | 1983-07-19 | 1985-02-05 | Asahi Glass Co Ltd | 鉱山排水の処理方法 |
| JPS6168191A (ja) * | 1984-09-11 | 1986-04-08 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | ヒ素及び有機物を含む廃水の処理方法 |
| US4891067A (en) * | 1988-05-13 | 1990-01-02 | Kennecott Utah Copper Corporation | Processes for the treatment of smelter flue dust |
| US4948516A (en) * | 1989-08-21 | 1990-08-14 | Monsanto Company | Method of disposing of wastes containing heavy metal compounds |
| US5182023A (en) * | 1991-10-17 | 1993-01-26 | Texas Romec, Inc. | Process for removing arsenic from water |
| US5820966A (en) * | 1997-12-09 | 1998-10-13 | Inco Limited | Removal of arsenic from iron arsenic and sulfur dioxide containing solutions |
| JP2000296400A (ja) * | 1999-04-12 | 2000-10-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ひ素含有汚泥の処理方法 |
| US6802980B1 (en) * | 2001-06-20 | 2004-10-12 | Sandia Corporation | Arsenic removal in conjunction with lime softening |
| US7247242B1 (en) * | 2001-10-10 | 2007-07-24 | Sandia Corporation | Arsenic removal from water |
| JP2006116468A (ja) * | 2004-10-22 | 2006-05-11 | Muroran Institute Of Technology | 鉱山廃水の処理方法 |
| EA017527B1 (ru) * | 2006-04-06 | 2013-01-30 | Коммонвелт Сайентифик Энд Индастриал Рисерч Организейшн | Очистка грунтовых вод |
| CN100537798C (zh) | 2006-12-14 | 2009-09-09 | 中南大学 | 一种从含三氧化二砷烟尘中脱砷的方法 |
| CN101817554A (zh) * | 2010-04-02 | 2010-09-01 | 云南锡业集团（控股）有限责任公司 | 一种氧压转化合成砷酸钙的方法 |
-
2011
- 2011-03-09 FI FI20110085A patent/FI122512B/fi not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-03-07 MX MX2013010182A patent/MX2013010182A/es active IP Right Grant
- 2012-03-07 WO PCT/FI2012/050222 patent/WO2012120197A1/en active Application Filing
- 2012-03-07 AU AU2012224501A patent/AU2012224501B2/en not_active Ceased
- 2012-03-07 BR BR112013022749A patent/BR112013022749A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2012-03-07 KR KR1020137026496A patent/KR101618938B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2012-03-07 PE PE2013002006A patent/PE20140368A1/es not_active Application Discontinuation
- 2012-03-07 EP EP12711423.9A patent/EP2683655A1/en not_active Withdrawn
- 2012-03-07 JP JP2013554924A patent/JP5717883B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2012-03-07 CA CA2826182A patent/CA2826182C/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-03-07 US US14/003,187 patent/US20130341283A1/en not_active Abandoned
- 2012-03-07 CN CN201280011956.0A patent/CN103415472B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2012-03-07 EA EA201391162A patent/EA023142B1/ru not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-08-16 ZA ZA2013/06196A patent/ZA201306196B/en unknown
- 2013-09-05 CL CL2013002553A patent/CL2013002553A1/es unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5114592A (en) * | 1989-03-31 | 1992-05-19 | Walhalla-Kalk, Entwichlungs- Und Vertriebsgesellschaft Mbh | Procedure for separating arsenic from waste material |
| US5378366A (en) * | 1993-04-22 | 1995-01-03 | Elf Atochem North America, Inc. | Hot lime precipitation of arsenic from wastewater or groundwater |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107151027A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-09-12 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种砷酸钙和/或亚砷酸钙的酸解方法 |
| CN107151027B (zh) * | 2017-06-12 | 2018-12-14 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种砷酸钙和/或亚砷酸钙的酸解方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2683655A1 (en) | 2014-01-15 |
| KR101618938B1 (ko) | 2016-05-09 |
| FI122512B (fi) | 2012-02-29 |
| CA2826182A1 (en) | 2012-09-13 |
| US20130341283A1 (en) | 2013-12-26 |
| KR20130129467A (ko) | 2013-11-28 |
| EA201391162A1 (ru) | 2014-04-30 |
| CN103415472B (zh) | 2016-08-17 |
| MX2013010182A (es) | 2013-09-26 |
| JP5717883B2 (ja) | 2015-05-13 |
| BR112013022749A2 (pt) | 2019-09-24 |
| CN103415472A (zh) | 2013-11-27 |
| AU2012224501B2 (en) | 2015-04-30 |
| WO2012120197A1 (en) | 2012-09-13 |
| ZA201306196B (en) | 2014-04-30 |
| CL2013002553A1 (es) | 2014-06-06 |
| CA2826182C (en) | 2015-01-27 |
| AU2012224501A1 (en) | 2013-08-15 |
| FI20110085A0 (fi) | 2011-03-09 |
| PE20140368A1 (es) | 2014-03-21 |
| JP2014516303A (ja) | 2014-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA023142B1 (ru) | Способ получения слаборастворимого соединения кальция с мышьяком | |
| KR101330464B1 (ko) | 용액으로부터의 비소 및 귀금속의 회수 방법 | |
| JP7372691B2 (ja) | ヒ素含有量が多いスコロダイトを硫酸含有量が多い酸性溶液から得る方法 | |
| US9555362B2 (en) | Method for separating arsenic and heavy metals in an acidic washing solution | |
| JP4614093B2 (ja) | 砒素含有排水の処理方法 | |
| JP4670004B2 (ja) | セレン含有水の処理方法 | |
| JP2006116468A (ja) | 鉱山廃水の処理方法 | |
| CN106396164A (zh) | 一种工业酸性废水处理工艺 | |
| US11008240B2 (en) | Process for reduction of sulfide from water and wastewater | |
| WO2012143394A1 (en) | Method for recovery of thallium from an aqueous solution | |
| JP2010264331A (ja) | 砒素の分離方法 | |
| JP5187199B2 (ja) | フッ素含有排水からのフッ素分離方法 | |
| RU2390500C1 (ru) | Способ очистки водных растворов от мышьяка и сопутствующих тяжелых металлов | |
| JP4862191B2 (ja) | セレン含有水の処理方法 | |
| JP2019181329A (ja) | フッ素除去方法 | |
| JP4537118B2 (ja) | 希薄砒素含有廃液の処理方法 | |
| Копылов | TECHNOLOGIES FOR WASTEWATER TREATMENT FROM ARSENIC | |
| JP5911270B2 (ja) | 砒素含有水の処理方法 | |
| FI20175473A1 (en) | Process for treating a solution comprising metal sulfates | |
| Kamal et al. | Removal of Nickel through Biological Sulphide Precipitation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KZ RU |