RU2513846C1 - Method of processing hydrolysed sodium arsenite into commercial product - Google Patents

Method of processing hydrolysed sodium arsenite into commercial product Download PDF

Info

Publication number
RU2513846C1
RU2513846C1 RU2012156763/05A RU2012156763A RU2513846C1 RU 2513846 C1 RU2513846 C1 RU 2513846C1 RU 2012156763/05 A RU2012156763/05 A RU 2012156763/05A RU 2012156763 A RU2012156763 A RU 2012156763A RU 2513846 C1 RU2513846 C1 RU 2513846C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
arsenic
iii
working solution
solution
processing
Prior art date
Application number
RU2012156763/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Ченцов
Original Assignee
Александр Михайлович Ченцов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Михайлович Ченцов filed Critical Александр Михайлович Ченцов
Priority to RU2012156763/05A priority Critical patent/RU2513846C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2513846C1 publication Critical patent/RU2513846C1/en

Links

Landscapes

  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method of processing hydrolysed technical sodium arsenite into a commercial product involves cyclic repetition of consecutive steps. First, arsenic salts are leached from material with hydrochloric acid solution, which is added until achieving pH 9.5-10.5, to form a heterogeneous system. The heterogeneous system is then divided into a solid phase and a working solution. Further, the working solution is concentrated through evaporation to arsenic (III) content greater than 10 g/100 g water and the concentrated working solution is separated from the formed precipitate. Arsenic (III) oxide is precipitated by acidifying the working solution and the arsenic (III) oxide precipitate is filtered off. The filtrate is returned to the first step of the process. After repeating the cycle of said operations 3 to 10 times, arsenic (IV) compounds are then extracted from the working solution via reduction thereof to arsenic (III) compounds or to elementary arsenic.
EFFECT: invention reduces the amount of process wastes and improves safety when processing hydrolysed sodium arsenite.
2 cl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в технологической схеме химического производства, сырьем в котором является арсенит натрия гидролизный (технический), ТУ 2622-159-04872702-2005 (далее - АНГ). Данное сырье имеет вид гранул от светло-серого до темно-коричневого цвета и представляет собой смесь солей (преимущественно арсенита и хлорида натрия), а также небольшого количества нерастворимого в воде остатка. Согласно главе 5 отчета [1], ряд партий АНГ не соответствует техническим условиям, в частности, все исследованные партии АНГ содержали соль мышьяка (V) - арсенат натрия, в количестве от 2,4 масс.% до 14,5 масс.%, со средним значением в 9,27 масс.%. Процентная доля мышьяка (V) от общего содержания мышьяка составляла до 38 масс.%.The invention relates to the field of chemical technology and can be used in a chemical production flow chart, the feedstock of which is hydrolytic sodium arsenite (technical), TU 2622-159-04872702-2005 (hereinafter - ANG). This raw material has the form of granules from light gray to dark brown in color and is a mixture of salts (mainly arsenite and sodium chloride), as well as a small amount of water-insoluble residue. According to chapter 5 of the report [1], a number of ANG batches did not meet the technical conditions, in particular, all investigated ANG batches contained arsenic (V) salt - sodium arsenate, in an amount from 2.4 wt.% To 14.5 wt.%, with an average value of 9.27 wt.%. The percentage of arsenic (V) of the total arsenic content was up to 38 wt.%.

Задачей данного изобретения является разработка способа переработки АНГ в товарную продукцию, пригодного для переработки сырья с возможными отклонениями от ТУ и универсального для любого номера партии.The objective of the invention is to develop a method for processing ANG into commercial products suitable for processing raw materials with possible deviations from TU and universal for any batch number.

По характеру состава (смесь солей) и ограниченному масштабу задачи (в настоящее время запасы данного вида сырья составляют приблизительно 12500 т) оптимальной представляется гидрометаллургическая технология с избирательным растворением солей мышьяка на первом этапе и выделением из раствора оксида мышьяка (III) в качестве итогового продукта. Однако наличие в сырье соединений мышьяка (V) усложняет задачу.By the nature of the composition (salt mixture) and the limited scope of the problem (currently, the reserves of this type of raw material are approximately 12,500 tons), the hydrometallurgical technology with the selective dissolution of arsenic salts at the first stage and the isolation of arsenic (III) oxide from the solution as the final product seems optimal. However, the presence of arsenic (V) compounds in the feedstock complicates the task.

Рассмотрим известные технологии переработки мышьяксодержащего сырья, имеющие в своей основе гидрометаллургический подход. Известные технологии можно классифицировать на 3 группы, в зависимости от получаемого продукта:Consider the well-known technologies for processing arsenic-containing raw materials, based on the hydrometallurgical approach. Known technologies can be classified into 3 groups, depending on the product obtained:

1) Оксид мышьяка (III)1) Arsenic (III) oxide

Способ переработки реакционных масс, образующихся в процессе детоксикации люизита [патент: Демахин А.Г.и др., 2001 г. (далее - RU 2192297)].A method of processing the reaction masses formed during the detoxification of lewisite [patent: Demakhin A.G. et al., 2001 (hereinafter - RU 2192297)].

Способ переработки продуктов детоксикации люизита [патент: Демахин А.Г. и др., 2001 г. (далее - RU 2198707)]. A method of processing products of detoxification lewisite [patent: Demakhin A.G. et al., 2001 (hereinafter - RU 2198707)].

Способ переработки реакционных масс, образующихся в процессе детоксикации люизита [патент: Демахин А.Г. и др., 2008 г. (далее - RU2359725)], а также работа Елисеева А.Д. «Физико-химические основы процесса разделения арсенита натрия гидролизного на базовые компоненты», Саратов, 2008.A method of processing the reaction masses formed in the process of detoxification of lewisite [patent: A. Demakhin et al., 2008 (hereinafter - RU2359725)], as well as the work of Eliseev A.D. “Physico-chemical principles of the process of separation of hydrolytic sodium arsenite into basic components”, Saratov, 2008.

Способ переработки продуктов щелочного гидролиза люизита в товарную продукцию [патент: Демахин А.Г. и др., 2008 г.(далее - RU2389526)].A method of processing products of alkaline hydrolysis of lewisite into commercial products [patent: Demakhin A.G. et al., 2008 (hereinafter - RU2389526)].

2) Технический элементный мышьяк2) Technical elemental arsenic

Method of utilization of mixtures containing inorganic arsenic compounds ЯП/ [патент: Iwaniec Janusz и др., 2002 (далее - PL 357396)].Method of utilization of mixtures containing inorganic arsenic compounds PL / [patent: Iwaniec Janusz et al., 2002 (hereinafter - PL 357396)].

Способ выделения элементного мышьяка из реакционных масс, полученных при уничтожении люизита [патент: Баранов Ю.И. и др. 2002 г. (далее - РФ 2009276)].The method of separation of elemental arsenic from the reaction mass obtained by the destruction of lewisite [patent: Baranov Yu.I. et al. 2002 (hereinafter - the RF 2009276)].

Способ получения элементного мышьяка из водных и водно-органических растворов [патент: Шелученко В.В. и др., 2008 г. (далее - RU 2371391)].A method of obtaining elemental arsenic from aqueous and aqueous-organic solutions [patent: V.V. Sheluchenko et al., 2008 (hereinafter - RU 2371391)].

Способ переработки реакционных масс, образующихся при щелочном гидролизе люизита, в технические продукты [патент: Растегаев О.Ю. и др., 2009 г. (далее - RU 2396099)].A method of processing the reaction masses formed during the alkaline hydrolysis of lewisite into technical products [patent: Rastegaev O.Yu. et al., 2009 (hereinafter - RU 2396099)].

Способ получения элементного мышьяка [патент: Растегаев О.Ю. и др., 2008 г. (далее - RU 2409687)].A method of obtaining elemental arsenic [patent: Rastegaev O.Yu. et al., 2008 (hereinafter - RU 2409687)].

Способ получения элементного мышьяка и хлорида натрия из продуктов щелочного гидролиза люизита [патент: Демахин А.Г. и др., 2009 г.(далее - RU 2412734)].A method of obtaining elemental arsenic and sodium chloride from alkaline hydrolysis products of lewisite [patent: Demakhin A.G. et al., 2009 (hereinafter - RU 2412734)].

3) Другие продукты3) Other products

Способ переработки реакционных масс детоксикации люизита [патент: Петров В.Г. и др., 1995 г. (далее - РФ 2099116)].A method of processing the reaction masses of detoxification lewisite [patent: Petrov V.G. et al., 1995 (hereinafter - RF 2099116)].

Способ утилизации отравляющего вещества кожно-нарывного действия типа люизит [патент: Гормай В.В. и др., 1999 г. (далее - РФ 2172196)].A method of disposing of a poisonous substance of a skin-boiling effect of the lewisite type [patent: V. Gormay et al., 1999 (hereinafter - the Russian Federation 2172196)].

Рассмотрим преимущества и недостатки технологий, указанных в вышеперечисленных патентах.Consider the advantages and disadvantages of the technologies specified in the above patents.

Технологии переработки мышьяксодержащего сырья в технический оксид мышьяка (III)Technologies for processing arsenic-containing raw materials into technical arsenic (III) oxide

Все вышеперечисленные технологии, связанные с получением технического оксида мышьяка (III), относятся к переработке другого вида сырья - жидких реакционных масс от уничтожения люизита, соответствующих ТУ 2112-123-04872702-2002 (далее - жидкие реакционные массы). Помимо различного агрегатного состояния, существенное различие между этим сырьем и АНТ заключается в высоком содержании в АНГ соединений пятивалентного мышьяка.All of the above technologies associated with the production of technical arsenic (III) oxide relate to the processing of another type of raw material - liquid reaction masses from the destruction of lewisite, corresponding to TU 2112-123-04872702-2002 (hereinafter - liquid reaction masses). In addition to the different state of aggregation, a significant difference between this raw material and ANT is the high content of pentavalent arsenic compounds in ANG.

В технологиях, описанных в патентах RU 2192297, RU 2198707, описывается получение оксида мышьяка (III) концентрированием и подкислением жидких реакционных масс, но не рассматривается проблема вывода соединений мышьяка (V) из рабочего процесса, поэтому можно сделать вывод, что до 38% мышьяка, содержащегося в сырье, окажется в отходах производства в случае применения данных технологий для переработки АНГ.The technologies described in patents RU 2192297, RU 2198707 describe the production of arsenic (III) oxide by concentration and acidification of liquid reaction masses, but the problem of removing arsenic (V) compounds from the working process is not considered, therefore, we can conclude that up to 38% of arsenic contained in raw materials will be in production waste if these technologies are used for processing ANG.

Технология RU 2359725 предлагает получение оксида мышьяка (III) аналогичным способом, что и в двух предыдущих патентах, но содержит способ восстановления соединений мышьяка (V) в мышьяк (III). Способ включает широкое применение хлорида мышьяка (III), образующегося при закислении раствора жидких реакционных масс соляной кислотой до pH менее 1.The technology RU 2359725 proposes the production of arsenic (III) oxide in a similar manner as in the two previous patents, but it contains a method for recovering arsenic (V) compounds into arsenic (III). The method includes the widespread use of arsenic (III) chloride, which is formed during the acidification of a solution of liquid reaction masses with hydrochloric acid to a pH of less than 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Хлорид мышьяка (III) является летучим (tкип=130°C), высокотоксичным соединением (LD50=48 мг/кг), а также входит в Список 2 прекурсоров химического оружия, установленный Конвенцией о запрещении химического оружия [2]. Работа с таким веществом требует применения высочайших норм промышленной и экологической безопасности и многократно увеличивает стоимость подобного технического процесса.Arsenic (III) chloride is a volatile (t boil = 130 ° C), highly toxic compound (LD 50 = 48 mg / kg), and is also included in the List of 2 chemical weapons precursors established by the Chemical Weapons Convention [2]. Working with such a substance requires the application of the highest standards of industrial and environmental safety and greatly increases the cost of such a technical process.

Кроме того, жидкие реакционные массы, используемые в технологии в качестве сырья, содержат продукты щелочного гидролиза люизита по реакциямIn addition, the liquid reaction masses used in the technology as raw materials contain alkaline hydrolysis products of lewisite by reactions

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Соответственно, обработка сырья соляной кислотой по рассматриваемой технологии производится до этапа отделения нерастворимых органических примесей от раствора солей мышьяка, сильное подкисление реакционных масс может приводить к протеканию обратного процесса:Accordingly, the processing of raw materials with hydrochloric acid according to the technology under consideration is carried out until the stage of separation of insoluble organic impurities from the solution of arsenic salts, strong acidification of the reaction masses can lead to the reverse process:

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Реакция (6) является классической реакцией получения люизита [3], в качестве катализатора - кислоты Льюиса выступает избыточный хлорид мышьяка. Таким образом, описываемый в RU2359725 процесс является обратным к щелочному гидролизу, применявшемуся для уничтожения запасов люизита, и может приводить к повторному образованию химического оружия.Reaction (6) is a classical reaction to produce lewisite [3]; excess arsenic chloride acts as a catalyst - Lewis acid. Thus, the process described in RU2359725 is the opposite of alkaline hydrolysis, used to destroy lewisite reserves, and can lead to the re-formation of chemical weapons.

В технологии RU 2389526 рассматривается восстановление соединений мышьяка (V) в мышьяк (III) при помощи многостадийной обработки, включающей выделение мышьяка (V) в виде осадка арсената лития, перевод арсената лития в мышьяковую кислоту с помощью соляной кислоты, восстановление мышьяковой кислоты в хлорид мышьяка (III) с помощью комбинированного восстановителя - йодида натрия и аскорбиновой кислоты либо гидразина.In technology RU 2389526, the reduction of arsenic (V) compounds to arsenic (III) is considered using a multi-stage treatment, including the isolation of arsenic (V) as a precipitate of lithium arsenate, the conversion of lithium arsenate to arsenic acid using hydrochloric acid, and the reduction of arsenic acid to arsenic chloride (III) using a combined reducing agent - sodium iodide and ascorbic acid or hydrazine.

Недостатки данной технологии:The disadvantages of this technology:

- многостадийность процесса,- multi-stage process

-применение достаточно дорогих реактивов (по данным на декабрь 2012 года: хлорид лития - от 650 руб./кг, йодид натрия - 1200 руб./кг, аскорбиновая кислота - 530 руб./кг) в техпроцессе;-the use of rather expensive reagents (according to December 2012: lithium chloride - from 650 rubles / kg, sodium iodide - 1200 rubles / kg, ascorbic acid - 530 rubles / kg) in the manufacturing process;

- дополнительное загрязнение получаемого продукта - As2O3 примесями соединений лития, йода, продуктами окисления аскорбиновой кислоты;- additional pollution of the resulting product - As 2 O 3 impurities of lithium compounds, iodine, oxidation products of ascorbic acid;

- аналогично патенту RU 2359725, в технологии RU 2389526 широко используется высокотоксичный и летучий хлорид мышьяка (III), входящий в Список 2 прекурсоров химического оружия, установленный Конвенцией о запрещении химического оружия.- similarly to patent RU 2359725, the technology RU 2389526 widely uses highly toxic and volatile arsenic (III) chloride, which is included in the List of 2 chemical weapons precursors established by the Chemical Weapons Convention.

Технологии переработки мышьяксодержащего сырья в технический элементный мышьякTechnologies for processing arsenic-containing raw materials into technical elemental arsenic

Технология, описанная в PL 357396, описывает выделение элементного мышьяка из водного раствора и включает окисление As(III) в As(V) перекисью водорода, осаждение мышьяка в виде малорастворимого арсената кальция, получение элементного мышьяка действием на арсенат кальция фосфористой кислоты при нагревании до 80-150°C в большом избытке (400% от количества арсената кальция) фосфорной кислоты. Недостатками способа являются большое число стадий процесса, применение взрывоопасного окислителя при нагревании, использование токсичного соединения - фосфористой кислоты - в роли восстановителя, образование большого количества загрязненных мышьяком отходов в процессе, возможность образования ядовитого и взрывоопасного фосфина при нагревании фосфористой кислоты по реакции диспропорционирования:The technology described in PL 357396 describes the separation of elemental arsenic from an aqueous solution and includes the oxidation of As (III) to As (V) with hydrogen peroxide, the deposition of arsenic in the form of poorly soluble calcium arsenate, and the production of elemental arsenic by calcium phosphorous acid arsenate when heated to 80 -150 ° C in a large excess (400% of the amount of calcium arsenate) phosphoric acid. The disadvantages of the method are the large number of process steps, the use of an explosive oxidizing agent when heated, the use of a toxic compound - phosphorous acid - as a reducing agent, the formation of a large amount of arsenic contaminated waste in the process, the possibility of the formation of toxic and explosive phosphine when heating phosphorous acid by the disproportionation reaction:

Figure 00000007
Figure 00000007

Технология, описанная в РФ 2009276, легла в основу создания промышленной установки электролиза, запущенной в эксплуатацию на объекте уничтожения химического оружия в п.Горный Саратовской области в 2009 г. После двух лет эксплуатации было принято решение о закрытии производства ввиду низкого выхода по мышьяку и образования 3-4-кратного количества мышьяксодержащих отходов в процессе электролиза.The technology described in RF 2009276 formed the basis for the creation of an industrial electrolysis unit put into operation at the chemical weapons destruction facility in Gorny, Saratov Region in 2009. After two years of operation, it was decided to close the production due to low arsenic yield and formation 3-4 times the amount of arsenic-containing waste during electrolysis.

Близкие по содержанию патенты RU 2371391 и RU 2409687 описывают способ выделения элементного мышьяка из растворов посредством реакции с восстановителем - диоксидом тиомочевины в щелочной среде.Patents RU 2371391 and RU 2409687, which are close in content, describe a method for isolating elemental arsenic from solutions by reaction with a reducing agent, thiourea dioxide, in an alkaline medium.

Рассмотрим подробнее процессы, происходящие в водно-щелочном растворе диоксида тиомочевины в присутствии ионов A s O 3 3

Figure 00000008
и A s O 4 3
Figure 00000009
:Let us consider in more detail the processes occurring in an aqueous-alkaline solution of thiourea dioxide in the presence of ions A s O 3 3 -
Figure 00000008
and A s O four 3 -
Figure 00000009
:

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Избыток диоксида тиомочевины разлагается в растворе с образованием карбамида, сероводорода, элементной серы, сульфитов и других сернистых соединений [4]. Получающийся в результате суммарной реакции раствор, содержащий сульфит натрия, мочевину и остаточные количества мышьяка (на уровне 2-50 мг/л, что в 40-1000 раз превышает действующее ПДК по мышьяку в природной воде), не находит практического применения и требует дополнительных ресурсов для утилизации. Наиболее дешевый вариант утилизации такого раствора - естественное или принудительное выпаривание и захоронение образующейся смеси карбамида и неорганических солей на полигоне отходов (ориентировочно, 3й класс опасности).Excess thiourea dioxide decomposes in solution with the formation of urea, hydrogen sulfide, elemental sulfur, sulfites and other sulfur compounds [4]. The resulting solution, containing sodium sulfite, urea and residual amounts of arsenic (at a level of 2-50 mg / l, which is 40-1000 times higher than the current MPC for arsenic in natural water), does not find practical application and requires additional resources for disposal. The cheapest option for the disposal of such a solution is natural or forced evaporation and burial of the resulting mixture of urea and inorganic salts at the waste landfill (tentatively, hazard class 3).

Можно рассчитать некоторые технологические параметры применения подобного способа для переработки АНГ в элементный мышьяк:It is possible to calculate some technological parameters of the application of a similar method for processing ANG into elemental arsenic:

-усредненный состав АНГ составляет 46,0% NaCl, 9,30% Na3AsO4, 44,1% Na3AsO3;the average composition of ANG is 46.0% NaCl, 9.30% Na 3 AsO 4 , 44.1% Na 3 AsO 3 ;

- количество диоксида тиомочевины (ДТМ), необходимое для перевода соединений мышьяка в элементный мышьяк, можно оценить, пользуясь примерами, приведенными в патентах: для RU 2409687 ДТМ применяется в весовом соотношении 2,16 г ДТМ/1 г As3+ и 20 г ДТМ/1 г As5+; для RU 2371391 применяется большее соотношение 4,8 г ДТМ/1 г As3+;- the amount of thiourea dioxide (DTM) needed to convert arsenic compounds to elemental arsenic can be estimated using the examples given in the patents: for RU 2409687 DTM is used in a weight ratio of 2.16 g DTM / 1 g As 3+ and 20 g DTM / 1 g As 5+ ; for RU 2371391, a larger ratio of 4.8 g DTM / 1 g As 3+ is used ;

-1 кг АНГ содержит в среднем 172,3 г As3+ и 33,5 г As5+ (расчет произведен по формуле m A s n + = m А Н Г × ω с о л и M ( A s ) M ( с о л и )

Figure 00000012
, где m A s n +
Figure 00000013
- масса мышьяка в степени окисления n+, mАНГ - масса АНГ, 1000 г, ωсоли - массовая доля данного вида соли в сырье, M(As) - молярная масса мышьяка, 75 г/моль, М(соли) - молярная масса данного вида соли, 192 г/моль для Na3AsO4 и 208 г/моль для Na3AsO4;-1 kg of ANG contains an average of 172.3 g of As 3+ and 33.5 g of As 5+ (calculated by the formula m A s n + = m BUT N G × ω from about l and M ( A s ) M ( from about l and )
Figure 00000012
where m A s n +
Figure 00000013
is the mass of arsenic in the oxidation state n +, m ANG is the mass of ANG, 1000 g, ω salt is the mass fraction of this type of salt in the feed, M (As) is the molar mass of arsenic, 75 g / mol, M (salt) is the molar mass of this salt, 192 g / mol for Na 3 AsO 4 and 208 g / mol for Na 3 AsO 4 ;

- количество ДТМ, необходимое для переработки 1 кг АНГ по способу RU 2409687, получается равным 172,3*2,16+33,53*20=1042,8 г;- the amount of DTM required for processing 1 kg of ANG according to the method of RU 2409687 is obtained equal to 172.3 * 2.16 + 33.53 * 20 = 1042.8 g;

- количество технологических отходов на 1 кг АНГ: из реакционной системы (соединение мышьяка-ДТМ) в качестве полезного продукта выводится только элементный мышьяк. Следовательно, приблизительное количество сухих отходов (в случае 100% выхода по мышьяку) будет равно сумме масс сырья и восстановителя за вычетом массы мышьяка в сырье: mОТХ=mАНГ+mДТМ-mAs=1000+1042,8-(172,3+33,5)=1837,0 г отходов, т.е. - 180% от количества исходного сырья, что сильно ограничивает возможность использования этих способов.- the amount of technological waste per 1 kg of ANG: only elemental arsenic is removed from the reaction system (arsenic-DTM compound) as a useful product. Consequently, the approximate amount of dry waste (in the case of 100% yield of arsenic) will be equal to the sum of the masses of raw materials and reducing agent minus the mass of arsenic in raw materials: m OTX = m ANG + m DTM -m As = 1000 + 1042.8- (172, 3 + 33.5) = 1837.0 g of waste, i.e. - 180% of the amount of feedstock, which greatly limits the possibility of using these methods.

В патенте RU 2396099 рассматривается еще один способ переработки жидких реакционных масс, образующихся при щелочном гидролизе люизита. Технология включает в себя: концентрирование реакционных масс и осаждение из них оксида мышьяка (III) подкислением, а также различные варианты для обработки хвостов - очистка образующегося при концентрировании хлорида натрия от мышьяка действием ДТМ, возможность обработки концентрата серосодержащими восстановителями для перевода соединений мышьяка (V) в (III).Patent RU 2396099 discloses yet another method for processing liquid reaction masses formed during alkaline hydrolysis of lewisite. The technology includes: concentration of the reaction masses and deposition of arsenic (III) oxide from them by acidification, as well as various options for treating tailings - purification of arsenic produced during concentration of sodium chloride by DTM, the possibility of treating the concentrate with sulfur-containing reducing agents to convert arsenic (V) compounds in (III).

Тем не менее, способ имеет массу недостатков: ни один из путей очистки не доведен до логического завершения. Так, известно, что обработка ДТМ мышьяксодержащих растворов не может привести к полному выводу мышьяка из раствора. Лучшие экспериментальные результаты, полученные на декабрь 2012 г., дают значение 2 мг/л остаточной концентрации As в растворе. Кроме неполной очистки, очищаемый хлорид натрия загрязняется большим количеством продуктов распада ДТМ - сульфитом натрия и карбамидом. Для другого хвоста - фильтрата после осаждения оксида мышьяка (III) также не представлено четкого механизма обработки, хотя он должен содержать значительное количество мышьяка - растворимость оксида мышьяка (III) в воде при н.у. составляет около 2%.However, the method has a lot of disadvantages: none of the cleaning paths has been brought to its logical conclusion. So, it is known that the DTM treatment of arsenic-containing solutions cannot lead to the complete removal of arsenic from the solution. The best experimental results obtained in December 2012 give a value of 2 mg / L of residual As concentration in solution. In addition to incomplete purification, the purified sodium chloride is contaminated with a large number of DTM decomposition products - sodium sulfite and urea. For another tail, the filtrate, after deposition of arsenic (III) oxide, no clear processing mechanism is also presented, although it should contain a significant amount of arsenic — the solubility of arsenic (III) oxide in water at n.a. is about 2%.

В способе RU 2412734 описывается получение элементного мышьяка из растворов, содержащих хлорид натрия действием восстановителя - боргидрида натрия, и последующая очистка соляного раствора на железосодержащих сорбентах. Способ достаточно дорог, так как применяемый восстановитель в ценах на декабрь 2012 г. стоит около 16000 руб./кг.The method RU 2412734 describes the preparation of elemental arsenic from solutions containing sodium chloride by the action of a reducing agent, sodium borohydride, and the subsequent purification of the brine on iron-containing sorbents. The method is quite expensive, since the reducing agent used in prices for December 2012 costs about 16,000 rubles / kg.

Технологии переработки мышьяксодержащего сырья в другие продуктыTechnologies for processing arsenic-containing raw materials into other products

Технология в патенте РФ2099116 описывает подкисление серной кислотой до pH 2,5 раствора сырья и последующее добавление сульфида натрия с образованием малорастворимого сульфида мышьяка AS2S3.The technology in patent RF2099116 describes acidification with sulfuric acid to a pH of 2.5 of a solution of raw materials and the subsequent addition of sodium sulfide with the formation of sparingly soluble arsenic sulfide AS 2 S 3 .

Недостатками технологии являются:The disadvantages of the technology are:

- создание сильнокислой среды в системе, содержащей продукты разложения люизита, может приводить к образованию хлорида мышьяка (III) и люизита, аналогично ситуации, описанной в обсуждении патента RU 2359725;- the creation of a strongly acidic environment in a system containing decomposition products of lewisite can lead to the formation of arsenic (III) chloride and lewisite, similar to the situation described in the discussion of patent RU 2359725;

- выделение неконтролируемых количеств сероводорода в атмосферу;- the release of uncontrolled quantities of hydrogen sulfide into the atmosphere;

- образующийся сульфид мышьяка имеет крайне малый размер кристаллов, что приводит к большим сложностям при его фильтровании.- arsenic sulfide formed has an extremely small crystal size, which leads to great difficulties in filtering it.

Технология в патенте РФ2172196 включает добавление к раствору сырья водного раствора перекиси водорода в количестве, обеспечивающем окисление арсенит-иона A s O 3 3

Figure 00000014
в арсенат A s O 4 3
Figure 00000015
, упаривание реакционной массы до содержания арсенат-иона в 120 г/кг, охлаждение раствора при pH>13 до начала выкристаллизовывания арсената натрия и отделение последнего фильтрованием.The technology in patent RF2172196 includes adding to the solution of raw materials an aqueous solution of hydrogen peroxide in an amount that ensures the oxidation of arsenite ion A s O 3 3 -
Figure 00000014
to arsenate A s O four 3 -
Figure 00000015
evaporating the reaction mass to an arsenate ion content of 120 g / kg, cooling the solution at pH> 13 until crystallization of sodium arsenate begins and separating it by filtration.

Вместе с тем данный способ имеет существенные недостатки: взрывоопасность при работе с перекисью водорода при нагревании, получение мышьяксодержащих сточных вод после стадии фильтрования, ограниченность применения арсената натрия в народном хозяйстве, отсутствие технических решений по удалению загрязненного хлорида натрия и других примесей.However, this method has significant drawbacks: the explosion hazard when working with hydrogen peroxide when heated, the production of arsenic-containing wastewater after the filtering stage, the limited use of sodium arsenate in the national economy, the lack of technical solutions for the removal of contaminated sodium chloride and other impurities.

Маркетинговые исследования показывают, что из мышьяксодержащих соединений наиболее широко используемым продуктом в народном хозяйстве является оксид мышьяка (III), а также в последнее время имеется устойчивый рост производства и потребления полупроводниковых соединений на основе арсенида галлия, сырьем для которого является высокочистый мышьяк [5].Marketing research shows that of the arsenic-containing compounds, the most widely used product in the national economy is arsenic (III) oxide, and there has recently been a steady increase in the production and consumption of semiconductor compounds based on gallium arsenide, the raw material for which is high-purity arsenic [5].

После рассмотрения известных гидрометаллургических технологий переработки мышьяксодержащего сырья можно сформулировать следующие требования к технологии переработки АНГ:After consideration of the known hydrometallurgical technologies for processing arsenic-containing raw materials, the following requirements for the processing technology of ANG can be formulated:

- возможность переработки в товарную продукцию соединений мышьяка (III) и (V), имеющихся в сырье;- the possibility of processing into marketable products compounds of arsenic (III) and (V) available in raw materials;

- минимизация количества технологических отходов;- minimization of the amount of technological waste;

- отсутствие в технологическом процессе опасных веществ, таких как хлорид мышьяка, арсин и другие летучие гидриды неметаллов, гидразин;- the absence in the process of hazardous substances such as arsenic chloride, arsine and other volatile non-metal hydrides, hydrazine;

- минимальная стоимость реагентов, применяемых в технологии.- the minimum cost of the reagents used in the technology.

Для выполнения данных требований найдены новые технические решения:To fulfill these requirements, new technical solutions were found:

- применение выщелачивания вместо растворения АНГ;- the use of leaching instead of dissolving ANG;

- применение замкнутого цикла «выщелачивание - подготовка раствора -осаждение оксида мышьяка (III) - возврат фильтрата» исключительно для получения оксида мышьяка (III);- the use of a closed cycle "leaching - solution preparation - precipitation of arsenic (III) oxide - return of the filtrate" exclusively to obtain arsenic (III) oxide;

- использование модуля по обработке растворов, непригодных для дальнейшего использования при получении оксида мышьяка (III).- the use of a module for processing solutions unsuitable for further use in the production of arsenic (III) oxide.

Поставленная задача решается двухэтапным способом:The problem is solved in a two-stage way:

1) Первоначально проводится помол сырья до размера гранул не более 3 мм. Подготовленное сырье подается в мерник-дозатор сыпучих веществ. Из мерника навеска сырья подается в емкостной аппарат с перемешивающим устройством, где проводится выщелачивание солей мышьяка. Для выщелачивания применятся система вода - соляная кислота, либо система фильтрат - соляная кислота - вода. Первая система применяется в случае, если в данный момент нет пригодного к использованию фильтрата. Масса воды или фильтрата берется в 1,4-1,6 раз больше массы сырья. Соляная кислота добавляется до достижения pH системы в 9,5-10,5, что требуется для перевода мышьяксодержащих солей в сырье в дигидроарсенат и дигидроарсенит натрия, обладающие наибольшей растворимостью среди натриевых солей мышьяковой и мышьяковистой кислот [6]. Необходимое количество соляной кислоты зависит от содержания общей щелочи в партии сырья и неизменно в пределах одной партии. Выщелачивание проводится 1-2 часа агитационным методом, емкостной аппарат должен быть оборудован устройством для выгрузки суспензии. Далее суспензия, состоящая из раствора солей и твердой фазы, включающей хлорид натрия (основной компонент), загрязненный солями мышьяка, нерастворимые органические соединения и бентонит, подается на фильтр грубой очистки, где проводится фильтрование и промывка осадка. Осадок промывается на фильтре водой для вымывания хорошо растворимых солей мышьяка. Способ и количество промывок зависят от технологической конструкции фильтра, как правило, достаточно двух промывок, суммарный объем которых равен объему фильтрата. Промытый осадок хлорида натрия после очистки по известному способу (растворение, фильтрование на тонком фильтре, сорбционная очистка) соответствует стандартам, действующим на технический хлорид натрия, и пригоден для приготовления растворов для глушения нефтяных и газовых скважин и других целей. Промывные воды объединяют с фильтратом и подают на операцию фильтрования на фильтре тонкой очистки. Для этой операции хорошо подходит фильтр-пресс или другой фильтр с большой фильтрующей поверхностью. В этой операции от раствора отделяется мелкодисперсный осадок бентонита и нерастворимых органических веществ. Данный осадок отправляется на обезвреживание путем термической обработки. Фильтрат содержит смесь растворенных солей: хлорид натрия (близко к насыщенному), дигидроарсенит натрия, дигидроарсенат натрия. Далее раствор отправляется на операцию упаривания. Упаривание проводится в выпарном аппарате с целью получения концентрированного раствора солей мышьяка (III) (до содержания мышьяка (III) выше 10 г/100 г воды). Образующийся при упаривании осадок хлорида натрия отделяется на фильтре, промывается и объединяется с хлоридом натрия, полученным ранее. Стадию упаривания фильтрата можно пропускать в случае, когда содержание мышьяка (III) в сырье очень высоко. Выпарной аппарат должен быть оборудован устройством для выгрузки суспензии. После отделения осадка хлорида натрия проводится высаждение оксида мышьяка (III) из упаренного раствора путем добавления соляной кислоты до величины рН 6-7. Суспензия, содержащая оксид мышьяка, фильтруется, оксид мышьяка промывается небольшим количеством воды, которая объединяется с фильтратом. Осадок, содержащий от 80 масс.% и более оксида мышьяка (III), а также воду и примесь хлорида натрия, высушивается на фильтре и отправляется на получение технического оксида мышьяка (III) методом сублимационной очистки по известным технологиям. Фильтрат, получаемый после отделения оксида мышьяка (III), отправляется в начало процесса для проведения выщелачивания солей мышьяка из новой партии сырья. Данный фильтрат является насыщенным по хлориду натрия и оксиду мышьяка (III), что обеспечивает его постоянный состав за исключением содержания солей мышьяка (V), которые не выводятся в заметном количестве из раствора при вышеописанных операциях.1) Initially, grinding of raw materials to a granule size of not more than 3 mm is carried out. Prepared raw materials are supplied to the measuring device dispenser of bulk solids. A sample of raw material is fed from a measuring device to a tank apparatus with a mixing device, where arsenic salts are leached. For leaching, a water-hydrochloric acid system or a filtrate-hydrochloric acid-water system are used. The first system is used if there is currently no suitable filtrate. The mass of water or filtrate is taken in 1.4-1.6 times the mass of raw materials. Hydrochloric acid is added until the pH of the system reaches 9.5-10.5, which is required for the conversion of arsenic-containing salts in the feed to sodium dihydroarsenate and dihydroarsenite, which have the highest solubility among the sodium salts of arsenic and arsenic acids [6]. The required amount of hydrochloric acid depends on the total alkali content in the batch of raw materials and invariably within the same batch. Leaching is carried out for 1-2 hours by the propagation method, the capacitive apparatus must be equipped with a device for discharging the suspension. Next, the suspension, consisting of a solution of salts and a solid phase, including sodium chloride (the main component), contaminated with arsenic salts, insoluble organic compounds and bentonite, is fed to a coarse filter, where the precipitate is filtered and washed. The precipitate is washed on the filter with water to wash out the well-soluble salts of arsenic. The method and number of washes depends on the technological design of the filter; as a rule, two washes are sufficient, the total volume of which is equal to the volume of the filtrate. The washed precipitate of sodium chloride after purification by a known method (dissolution, filtering on a thin filter, sorption purification) meets the standards applicable to technical sodium chloride, and is suitable for preparing solutions for killing oil and gas wells and other purposes. Wash water is combined with the filtrate and fed to the filtering operation on a fine filter. A filter press or other filter with a large filter surface is well suited for this operation. In this operation, a fine precipitate of bentonite and insoluble organic substances is separated from the solution. This precipitate is sent for neutralization by heat treatment. The filtrate contains a mixture of dissolved salts: sodium chloride (close to saturated), sodium dihydroarsenite, sodium dihydroarsenate. Next, the solution is sent to the evaporation operation. Evaporation is carried out in an evaporation apparatus in order to obtain a concentrated solution of arsenic (III) salts (to an arsenic (III) content above 10 g / 100 g of water). The precipitate of sodium chloride formed during evaporation is separated on the filter, washed and combined with sodium chloride obtained earlier. The stage of evaporation of the filtrate can be skipped in the case when the content of arsenic (III) in the feed is very high. The evaporator must be equipped with a device for unloading the suspension. After separation of the precipitate of sodium chloride, arsenic (III) oxide is precipitated from the evaporated solution by adding hydrochloric acid to a pH of 6-7. The suspension containing arsenic oxide is filtered, the arsenic oxide is washed with a small amount of water, which is combined with the filtrate. The precipitate containing from 80 wt.% Or more of arsenic (III) oxide, as well as water and an admixture of sodium chloride, is dried on a filter and sent to obtain technical arsenic (III) oxide by freeze-drying using known technologies. The filtrate obtained after separation of arsenic (III) oxide is sent to the beginning of the process to leach arsenic salts from a new batch of raw materials. This filtrate is saturated in sodium chloride and arsenic (III) oxide, which ensures its constant composition with the exception of the content of arsenic salts (V), which are not removed in a significant amount from the solution during the above operations.

Суммируя, первый этап технологии включает в себя циклическое повторение последовательных стадий:Summing up, the first stage of the technology involves the cyclic repetition of successive stages:

- выщелачивание солей мышьяка из сырья с образованием гетерогенной системы;- leaching of arsenic salts from raw materials with the formation of a heterogeneous system;

- разделение гетерогенной системы на твердую фазу и рабочий раствор;- separation of the heterogeneous system into a solid phase and a working solution;

- концентрирование рабочего раствора и отделение концентрированного раствора от образующегося осадка;- concentration of the working solution and separation of the concentrated solution from the precipitate formed;

- осаждение оксида мышьяка (III) путем подкисления рабочего раствора и отделение осадка оксида мышьяка (III) фильтрованием;- deposition of arsenic oxide (III) by acidification of the working solution and separation of the precipitate of arsenic oxide (III) by filtration;

- возвращение фильтрата на первую стадию процесса.- return of the filtrate to the first stage of the process.

2) Второй этап технологии применяется в случае наличия в партии сырья соединений мышьяка (V). Он заключается в том, что после повтора цикла операций первого этапа от 3 до 10 раз проводится операция выведения соединений мышьяка (V) из рабочего раствора путем восстановления их до соединений мышьяка (III) либо до элементного мышьяка.2) The second stage of the technology is applied if arsenic (V) compounds are present in the batch of raw materials. It consists in the fact that after repeating the cycle of operations of the first stage from 3 to 10 times, an operation is performed to remove arsenic (V) compounds from the working solution by restoring them to arsenic (III) compounds or to elemental arsenic.

Первый этап технологии переработки АНГ отвечает задаче по переводу солей мышьяка (III), содержащихся в сырье, в оксид мышьяка (III), однако в сырье также присутствуют соли мышьяка (V), концентрация которых в рабочем растворе при каждом последующем цикле увеличивается. Это приводит к возможности загрязнения осадков хлорида натрия значительным количеством солей мышьяка (V), что отрицательно может сказаться на всей технологии. По этой причине следует проводить периодический вывод соединений мышьяка (V) из рабочего цикла. Частота проведения вывода соединений мышьяка (V) из рабочего цикла зависит от содержания арсената натрия в исходном сырье, оптимальным значением является от 1 операции на каждые 3 цикла первого этапа процесса до 1 операции на каждые 10 циклов. Выведение мышьяка (V) из раствора следует осуществлять при содержании As(V) в растворе на уровне 10 г/100 г воды. Концентрация As(V) в растворе с каждым новым циклом возрастает линейно (потери соединений As(V), попадающие в состав осадки незначительны при концентрациях As(V) меньше 10 г/100 г воды), поэтому число циклов первого этапа, после которых следует проводить вывод As(V) из раствора, можно оценить решением эмпирического уравнения ω × N a 3 A s O 4 n 40

Figure 00000016
, где ω N a 3 A s O 4
Figure 00000017
- массовая доля арсената натрия в партии АНГ, n - искомое число циклов.The first stage of the ANG processing technology meets the task of converting arsenic (III) salts contained in the feed to arsenic (III) oxide, however, arsenic (V) salts are also present in the feed, the concentration of which in the working solution increases with each subsequent cycle. This leads to the possibility of contamination of precipitates of sodium chloride by a significant amount of arsenic (V) salts, which can negatively affect the entire technology. For this reason, a periodic withdrawal of arsenic (V) compounds from the working cycle should be carried out. The frequency of the withdrawal of arsenic (V) compounds from the working cycle depends on the content of sodium arsenate in the feedstock, the optimal value is from 1 operation for every 3 cycles of the first stage of the process to 1 operation for every 10 cycles. The removal of arsenic (V) from the solution should be carried out with the content of As (V) in the solution at the level of 10 g / 100 g of water. The concentration of As (V) in the solution increases linearly with each new cycle (losses of As (V) compounds falling into the precipitate are insignificant at As (V) concentrations less than 10 g / 100 g of water); therefore, the number of cycles of the first stage, after which to draw As (V) out of solution, can be estimated by solving the empirical equation ω × N a 3 A s O four n 40
Figure 00000016
where ω N a 3 A s O four
Figure 00000017
- mass fraction of sodium arsenate in the batch of ANG, n is the desired number of cycles.

Для вывода из рабочего раствора соединений мышьяка (V) может использоваться восстановление до мышьяка (III), либо восстановление до элементного мышьяка. Так как операции восстановления мышьяка (V) приводят к загрязнению раствора продуктами распада восстановителя, то использовать получающийся раствор в цикле первого этапа нельзя, вместо этого из раствора удаляются остаточные количества мышьяка и раствор отправляется на утилизацию. Для перевода соединений мышьяка (V) в мышьяк (III) может использоваться любой из известных восстановителей средней силы, например сульфит натрия. Реакция проводится в слабокислой среде, после чего рН среды повышается до 6-7, проводится отделение оксида мышьяка (III), а фильтрат отправляется на утилизацию.To remove arsenic (V) compounds from the working solution, recovery to arsenic (III) or recovery to elemental arsenic can be used. Since arsenic (V) reduction operations lead to contamination of the solution with the decomposition products of the reducing agent, it is impossible to use the resulting solution in the cycle of the first stage, instead, residual amounts of arsenic are removed from the solution and the solution is sent for disposal. To convert arsenic (V) compounds to arsenic (III), any of the known medium strength reducing agents, for example sodium sulfite, can be used. The reaction is carried out in a slightly acidic medium, after which the pH of the medium rises to 6-7, arsenic (III) oxide is separated, and the filtrate is sent for disposal.

Другим вариантом процедуры второго этапа является вывод мышьяка (V) из раствора с помощью диоксида тиомочевины. В этом случае раствор, содержащий значительное количество солей мышьяка (V), подается в емкостной аппарат с перемешивающим устройством, разогревается до 60-80°C, подщелачивается до pH 10-10,5 путем добавления расчетного количества твердого гидроксида натрия (около 4 г на 1 г мышьяка(V) в растворе. Далее к раствору порционно добавляют восстановитель - диоксид тиомочевины в количестве, соответствующем стехиометрическому соотношению плюс избыток в 20% (4,32 г диоксида тиомочевины на 1 г мышьяка (V) в растворе). Образующийся в реакции элементный мышьяк отфильтровывается, высушивается в инертной атмосфере и отправляется на операцию сублимационной очистки либо на окислительный обжиг с получением оксида мышьяка (III) по известным технологиям. В этом случае процесс выведения из оборота соединений мышьяка (V) приводит к загрязнению получающегося раствора примесями сульфита натрия и карбамида, поэтому после проведений таких операций и отделения осадка элементного мышьяка следует отправлять фильтрат на утилизацию. Для утилизации фильтрат выпаривается и сухая смесь солей, содержащая хлорид натрия, сульфит натрия и карбамид, а также соединения мышьяка на уровне 40 мг/кг отхода отправляется на захоронение на полигоне отходов. Количество образующихся отходов можно оценить на следующих примерах:Another variant of the second stage procedure is the removal of arsenic (V) from the solution using thiourea dioxide. In this case, a solution containing a significant amount of arsenic salts (V) is fed into a capacitive apparatus with a mixing device, heated to 60-80 ° C, made alkaline to pH 10-10.5 by adding the calculated amount of solid sodium hydroxide (about 4 g per 1 g of arsenic (V) in solution.Then thiourea dioxide is added portionwise to the solution in an amount corresponding to a stoichiometric ratio plus an excess of 20% (4.32 g of thiourea dioxide per 1 g of arsenic (V) in solution). elemental arsenic otfi It is washed, dried in an inert atmosphere and sent to a freeze-drying operation or to an oxidative firing to produce arsenic (III) oxide using known technologies.In this case, the process of removing arsenic (V) compounds from circulation leads to contamination of the resulting solution with impurities of sodium sulfite and urea, therefore, after carrying out such operations and separating the precipitate of elemental arsenic, the filtrate should be sent for disposal. For disposal, the filtrate is evaporated and a dry salt mixture containing sodium chloride, sodium sulfite and urea, as well as arsenic compounds at the level of 40 mg / kg of waste, is sent for disposal at the waste landfill. The amount of waste generated can be estimated by the following examples:

Пример 1.Example 1

Содержание As(V) в сырье 14,5 масс.%, содержание бентонита и нерастворимых органических веществ - 4 масс.%, разовая загрузка сырья 5 кг. 3-й цикл первого этапа с последующим выводом соединений мышьяка (V) при помощи диоксида тиомочевины:The content of As (V) in the feedstock is 14.5 wt.%, The content of bentonite and insoluble organic substances is 4 wt.%, A single charge of feedstock is 5 kg. 3rd cycle of the first stage with the subsequent withdrawal of arsenic (V) compounds using thiourea dioxide:

Входentrance ВыходExit 1. Выщелачивание сырья, 3-й цикл1. Leaching of raw materials, 3rd cycle 1.1 Сырье - АНГ, 5 кг1.1 Raw materials - ANG, 5 kg 1.4 Суспензия - 15,045 кг1.4 Suspension - 15.045 kg Na3AsO4 0,725 кгNa 3 AsO 4 0.725 kg NaH2AsO4 1,681 кгNaH 2 AsO 4 1,681 kg Na3AsO3 0,75 кгNa 3 AsO 3 0.75 kg NaH2AsO3 0,817 кгNaH 2 AsO 3 0.817 kg бентонит 0,05 кгbentonite 0.05 kg бентонит 0,05 кгbentonite 0.05 kg Нерастворимые полимеры (НВВ) 0,15 кгInsoluble Polymers (HBB) 0.15 kg НВВ 0,15 кгHBB 0.15 kg NaOH 0,325 кгNaOH 0.325 kg NaCl 5,15 кгNaCl 5.15 kg NaCl 3 кгNaCl 3 kg H2O 7,197 кгH 2 O 7.197 kg 1.2 Фильтрат после 2х циклов1.2 The filtrate after 2 cycles переработки сырья в оксид мышьяка - 8 кгprocessing raw materials into arsenic oxide - 8 kg H2O 5,58 кгH 2 O 5.58 kg As2O3 0,16 кгAs 2 O 3 0.16 kg H3AsO4 0,96KrH 3 AsO 4 0.96Kr NaCl 1,3 кгNaCl 1.3 kg 1.3 Соляная кислота 35% - 2,045 кг1.3 Hydrochloric acid 35% - 2.045 kg H2O 1,515 кгH 2 O 1.515 kg HCl 0,53 кгHCl 0.53 kg Итого: 15,045 кгTotal: 15.045 kg Итого: 15,045 кгTotal: 15.045 kg Входentrance ВыходExit 2. Фильтрование суспензии, промывка осадка2. Filtering the suspension, washing the precipitate 1.4 Суспензия - 15,045 кг1.4 Suspension - 15.045 kg 2.1 Осадок:2.1 Sediment: NaH2AsО4 1,681 кгNaH 2 AsО 4 1,681 kg NaH2AsO4 0,017KrNaH 2 AsO 4 0.017Kr NaH2AsO3 0,817 кгNaH 2 AsO 3 0.817 kg NaH2AsO3 0,008 кгNaH 2 AsO 3 0.008 kg бентонит - 0,05 кгbentonite - 0.05 kg бентонит 0,025 кгbentonite 0.025 kg НВВ 0,15 кгHBB 0.15 kg НВВ 0,075 кгHBB 0.075 kg NaCl 5,15KrNaCl 5.15Kr NaCl 2,170 кгNaCl 2.170 kg H2O 7,197 кгH 2 O 7.197 kg H2O 0,542 кгH 2 O 0.542 kg 1.5 Промывная вода - 6,64 кг1.5 Flushing water - 6.64 kg 2.2 Фильтрат2.2 Filtrate NaH2AsO4 1,664 кгNaH 2 AsO 4 1,664 kg NaH2AsO3 0,808 кгNaH 2 AsO 3 0.808 kg бентонит 0,025 кгbentonite 0.025 kg НВВ 0,075 кгHBB 0.075 kg NaCl 2,98 кгNaCl 2.98 kg H2O 13,294 кгH 2 O 13.294 kg Итого:21,685 кгTotal: 21.685 kg Итого:21,685 кгTotal: 21.685 kg Входentrance ВыходExit 3. Фильтрование НВВ3. HBV filtering 2.2 Фильтрат2.2 Filtrate 3.1 Осадок3.1 Sediment NaH2AsO4 1,664 кгNaH 2 AsO 4 1,664 kg НВВ 0,075 кгHBB 0.075 kg NaH2AsO3 0,808 кгNaH 2 AsO 3 0.808 kg бентонит 0,025 кгbentonite 0.025 kg бентонит 0,025 кгbentonite 0.025 kg НВВ 0,075 кгHBB 0.075 kg 3.2 Фильтрат3.2 Filtrate NaCl 2,98 кгNaCl 2.98 kg NaH2AsO4 1,664 кгNaH 2 AsO 4 1,664 kg Н2О 13,294 кгH 2 O 13.294 kg NaH2AsO3 0,808 кгNaH 2 AsO 3 0.808 kg NaCl 2,98 кгNaCl 2.98 kg H2O 13,294 кгH 2 O 13.294 kg Итого: 18,846 кгTotal: 18.846 kg Итого: 18,846 кгTotal: 18.846 kg Входentrance ВыходExit 4. Упаривание4. Evaporation 3.2 Фильтрат3.2 Filtrate 4.1 Пар4.1 Steam NaH2AsO4 1,664 кгNaH 2 AsO 4 1,664 kg H2O 9,2 кгH 2 O 9.2 kg NaH2AsO3 0,808 кгNaH 2 AsO 3 0.808 kg NaCl 2,98 кгNaCl 2.98 kg 4.2 Суспензия4.2 Suspension H2O 13,294 кгH 2 O 13.294 kg NaH2AsO4 1,664 кгNaH 2 AsO 4 1,664 kg NaH2AsO3 0,808 кгNaH 2 AsO 3 0.808 kg NaCl 2,98 кгNaCl 2.98 kg H2O 4,095 кгH 2 O 4.095 kg Итого: 18,746 кгTotal: 18.746 kg Итого: 18,746 кгTotal: 18.746 kg Входentrance ВыходExit 5. Фильтрование, промывка 0,489 кг Н205. Filtration, washing 0.489 kg H20 4.2 Суспензия4.2 Suspension 5.2 Фильтрат5.2 Filtrate NaH2AsO4 1,664 кгNaH 2 AsO 4 1,664 kg NaH2AsO4 1,648 кгNaH 2 AsO 4 1,648 kg NaH2AsO3 0,808 кгNaH 2 AsO 3 0.808 kg NaH2AsO3 0,80 кгNaH 2 AsO 3 0.80 kg NaCl 2,98 кгNaCl 2.98 kg NaCl 1,024 кгNaCl 1,024 kg H2O 4,095 кгH 2 O 4.095 kg H2O 4,095 кгH 2 O 4.095 kg

5.1 Промывные воды5.1 Wash water 5.3 Осадок5.3 Precipitation H2O 0,489 кгH 2 O 0.489 kg NaCl 1,956 кгNaCl 1,956 kg NaH2AsO4 0,016KrNaH 2 AsO 4 0.016Kr NaH2AsO3 0,008 кгNaH 2 AsO 3 0.008 kg H2O 0,489 кгH 2 O 0.489 kg Итого: 10,036 кгTotal: 10.036 kg Итого: 10,036 кгTotal: 10.036 kg Входentrance ВыходExit 6. Осаждение As2O3 6. Precipitation of As 2 O 3 6.1 Соляная кислота, 35%6.1 Hydrochloric acid, 35% 6.2 Суспензия6.2 Suspension HCl 0,564 кгHCl 0.564 kg H3AsO4 1,427 кгH 3 AsO 4 1,427 kg H2O 1,614 кгH 2 O 1,614 kg As2O3 0,535 кгAs 2 O 3 0.535 kg H2O 5,855 кгH 2 O 5.855 kg 5.2 Фильтрат5.2 Filtrate NaCl 1,928 кгNaCl 1,928 kg NaH2AsO4 1,648 кгNaH 2 AsO 4 1,648 kg NaH2AsO3 0,80 кгNaH 2 AsO 3 0.80 kg NaCl 1,024 кгNaCl 1,024 kg H2O 4,095 кгH 2 O 4.095 kg Итого: 9,745 кгTotal: 9.745 kg Итого: 9,745 кгTotal: 9.745 kg Входentrance ВыходExit 7. Фильтрование, промывка оксида мышьяка (III)7. Filtration, washing of arsenic (III) oxide 6.2 Суспензия6.2 Suspension 7.2 Осадок7.2 Sediment H3AsO4 1,427 кгH 3 AsO 4 1,427 kg H3AsO4 0,014 кгH 3 AsO 4 0.014 kg As2O3 0,535 кгAs 2 O 3 0.535 kg As2O3 0,418 кгAs 2 O 3 0.418 kg H2O 5,855 кгH 2 O 5.855 kg H2O 0,04 кгH 2 O 0.04 kg NaCl 1,928 кгNaCl 1,928 kg NaCl 0,042 кгNaCl 0.042 kg 7.1 Вода-1,0 кг7.1 Water - 1.0 kg 7.3 Фильтрат7.3 Leachate H3AsO4 1,412 кгH 3 AsO 4 1.412 kg As2O3 0,117 кгAs 2 O 3 0.117 kg H2O 6,816 кгH 2 O 6.816 kg NaCl 1,886 кгNaCl 1,886 kg Итого: 10,745 кгTotal: 10.745 kg Итого: 10,745 кгTotal: 10.745 kg Входentrance ВыходExit 8. Обработка фильтрата ДТМ8. DTM filtrate treatment 8.1 Сухой NaOH-2,15 кг8.1 Dry NaOH-2.15 kg 8.3 Суспензия8.3 Suspension As 0,834 кгAs 0.834 kg 8.2 Сухой ДТМ-2,878 кг8.2 Dry DTM-2.878 kg Na2SO3 3,354 кгNa 2 SO 3 3,354 kg (NH2)2CO 1,597 кг(NH 2 ) 2 CO 1,597 kg 7.3 Фильтрат7.3 Leachate NaCl 1,886 кгNaCl 1,886 kg H3AsO4 1,412 кгH 3 AsO 4 1.412 kg H2O 7,588 кгH 2 O 7.588 kg As2O3 0,117 кгAs 2 O 3 0.117 kg H2O 6,816 кгH 2 O 6.816 kg

NaCl 1,886 кгNaCl 1,886 kg Итого: 15,259 кгTotal: 15,259 kg Итого: 15,259 кгTotal: 15,259 kg Входentrance ВыходExit 9. Фильтрование и промывка As9. Filtering and rinsing As 8.3 Суспензия8.3 Suspension 9.2 Фильтрат9.2 Filtrate As 0,834 кгAs 0.834 kg As 0,833 кгAs 0.833 kg Na2SO3 3,354 кгNa 2 SO 3 3,354 kg H2O 1,0 кгH 2 O 1.0 kg (NH2)2CO 1,597 кг(NH 2 ) 2 CO 1,597 kg NaCl 1,886 кгNaCl 1,886 kg 9.3 Осадок9.3 Sediment H2O 7,588 кгH 2 O 7.588 kg Na2SO3 3,354 кгNa 2 SO 3 3,354 kg (NH2)2CO 1,597 кг(NH 2 ) 2 CO 1,597 kg 9.1 Промывная вода - 1,0 кг9.1 Wash water - 1.0 kg NaCl 1,886 кгNaCl 1,886 kg H2O 7,588 кгH 2 O 7.588 kg Итого: 16,259 кгTotal: 16,259 kg Итого: 16,259 кгTotal: 16,259 kg Входentrance ВыходExit 10. Выпаривание фильтрата10. Evaporation of the filtrate 9.2 Фильтрат9.2 Filtrate 10.1 Осадок-6,837 кг10.1 Draft - 6.837 kg Na2SO3 3,354 кгNa 2 SO 3 3,354 kg Na2SO3 3,354 кгNa 2 SO 3 3,354 kg (NH2)2CO 1,597 кг(NH 2 ) 2 CO 1,597 kg (NH2)2CO 1,597 кг(NH 2 ) 2 CO 1,597 kg NaCl 1,886 кгNaCl 1,886 kg NaCl 1,886 кгNaCl 1,886 kg H2O 7,588 кгH 2 O 7.588 kg 10.2 Вода- 7,588 кг10.2 Water - 7.588 kg Итого: 14,425 кгTotal: 14.425 kg Итого: 14,425 кгTotal: 14.425 kg

Суммарное количество отходов - 15*4%+6,837=7,437 кг на 15 кг переработанного сырья, что составляет 49,6% от массы сырья.The total amount of waste is 15 * 4% + 6.837 = 7.437 kg per 15 kg of processed raw materials, which is 49.6% of the mass of raw materials.

Пример 2.Example 2

Для сырья с меньшим содержанием As(V) обработка восстановителем требуется реже, суспензия п.1.4 соответствует 10-му циклу первого этапа переработки сырья с содержанием As(V) в 4,3 масс.%. В таком случае, если суммарное содержание бентонита и НВВ равно 4 масс.% и в качестве восстановителя применяется ДТМ, то суммарное количество отходов на 50 кг переработанного сырья будет равно 50*4%+6,837=8,837 кг, что составляет 17,7% от массы сырья.For raw materials with a lower content of As (V), reduction with the reducing agent is required less often, the suspension of paragraph 1.4 corresponds to the 10th cycle of the first stage of processing of raw materials with an As (V) content of 4.3 wt.%. In this case, if the total content of bentonite and HBB is 4 wt.% And DTM is used as a reducing agent, then the total amount of waste per 50 kg of processed raw materials will be 50 * 4% + 6.837 = 8.837 kg, which is 17.7% of mass of raw materials.

Примеры показывают, что данный способ двухэтапной переработки сырья пригоден для переработки в товарную продукцию соединений мышьяка (III) и (V), содержащихся в АНГ, и позволяет существенно уменьшить отходообразование - со 180% для восстановителя по технологии RU 2409687 до 17,7% - 49,6% и снизить расход восстановителя в 5 и более раз в зависимости от состава исходного сырья. Также видно, что на первом этапе процесса в качестве реагента применяется исключительно соляная кислота, что обеспечивает низкую себестоимость переработки.The examples show that this method of two-stage processing of raw materials is suitable for processing arsenic compounds (III) and (V) contained in ANG into commercial products and can significantly reduce waste generation - from 180% for a reducing agent according to RU technology 2409687 to 17.7% - 49.6% and reduce the consumption of reducing agent by 5 or more times depending on the composition of the feedstock. It is also seen that at the first stage of the process, hydrochloric acid is used exclusively as a reagent, which ensures low processing costs.

ЛитератураLiterature

[1] Отчет о выполнении составной части работ для государственных нужд по теме «Научно-техническое сопровождение эксплуатационных работ на объекте по уничтожению химического оружия в пос.Горный Саратовской области», наименование составной части «Эксплуатация производства, вспомогательных зданий и сооружений и обеспечение работ, связанных с переработкой реакционных масс и промышленных отходов, образующихся в результате уничтожения химического оружия на объекте», Саратов, 2009 г.[1] Report on the implementation of an integral part of work for state needs on the topic “Scientific and technical support of operational work at a chemical weapons destruction facility in the village of Gorny, Saratov Region”, name of the component “Operation of production, auxiliary buildings and structures, and provision of work, associated with the processing of reaction masses and industrial wastes resulting from the destruction of chemical weapons at the facility ”, Saratov, 2009

[2] URL: http://www.opcw.org/ru/konvencija-o-khimicheskom-oruzhii/prilozhenie-po-khimikatam/v-spiski-khimikatov/ от 05.12.2012 г.[2] URL: http://www.opcw.org/en/konvencija-o-khimicheskom-oruzhii/prilozhenie-po-khimikatam/v-spiski-khimikatov/ dated 12/05/2012

[3] Александров В.Н., Емельянов В.И. Отравляющие вещества / под ред. Г.А. Сокольского. - 2-е изд. - М.: Воениздат, 1990. - 272 с.[3] Alexandrov V.N., Emelyanov V.I. Poisoning substances / ed. G.A. Sokolsky. - 2nd ed. - M .: Military Publishing House, 1990 .-- 272 p.

[4] Буданов В.В., Макаров СВ. Химия серосодержащих восстановителей: (Ронгалит, дитионит, диоксид тиомочевины). М.: Химия 1994. - 139 с.[4] Budanov VV, Makarov SV. Chemistry of sulfur-containing reducing agents: (Rongalit, dithionite, thiourea dioxide). M.: Chemistry 1994 .-- 139 p.

[5] Маркетинговые исследования рынков потребления мышьяксодержащих товарных продуктов. Итоговый отчет по НИР. Шифр «Продукция - М». ГНИИХИТЭОС.М., 2005.[5] Marketing research of markets for the consumption of arsenic-containing commercial products. Final report on research. Code "Products - M". GNIIHITEOS.M., 2005.

[6] Каминский Ю.Д., Копылов Н.И. Мышьяк. Новосибирск: Сибирское университетское изд-во, 2004, 368 с.[6] Kaminsky Yu.D., Kopylov N.I. Arsenic. Novosibirsk: Siberian University Publishing House, 2004, 368 p.

Claims (2)

1. Способ переработки технического арсенита натрия гидролизного в товарную продукцию, включающий циклическое повторение последовательных стадий:
- выщелачивание солей мышьяка из сырья с помощью раствора соляной кислоты, добавляемой до рН 9,5-10,5, с образованием гетерогенной системы;
- разделение гетерогенной системы на твердую фазу и рабочий раствор;
- концентрирование рабочего раствора путем упаривания до содержания мышьяка (III) выше 10 г/100 г воды и отделение концентрированного рабочего раствора от образующегося осадка;
- осаждение оксида мышьяка (III) путем подкисления рабочего раствора и отделение осадка оксида мышьяка (III) фильтрованием;
- возвращение фильтрата на первую стадию процесса.
1. A method of processing technical hydrolytic sodium arsenite into commercial products, including the cyclic repetition of successive stages:
- leaching of arsenic salts from raw materials using a solution of hydrochloric acid, added to a pH of 9.5-10.5, with the formation of a heterogeneous system;
- separation of the heterogeneous system into a solid phase and a working solution;
- concentration of the working solution by evaporation to an arsenic (III) content above 10 g / 100 g of water and separation of the concentrated working solution from the precipitate formed;
- deposition of arsenic oxide (III) by acidification of the working solution and separation of the precipitate of arsenic oxide (III) by filtration;
- return of the filtrate to the first stage of the process.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после повтора цикла указанных операций от 3 до 10 раз проводится операция выведения соединений мышьяка (V) из рабочего раствора путем восстановления их до соединений мышьяка (III) либо до элементного мышьяка. 2. The method according to claim 1, characterized in that after repeating the cycle of these operations from 3 to 10 times, an operation is performed to remove arsenic (V) compounds from the working solution by restoring them to arsenic (III) compounds or to elemental arsenic.
RU2012156763/05A 2012-12-25 2012-12-25 Method of processing hydrolysed sodium arsenite into commercial product RU2513846C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012156763/05A RU2513846C1 (en) 2012-12-25 2012-12-25 Method of processing hydrolysed sodium arsenite into commercial product

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012156763/05A RU2513846C1 (en) 2012-12-25 2012-12-25 Method of processing hydrolysed sodium arsenite into commercial product

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2513846C1 true RU2513846C1 (en) 2014-04-20

Family

ID=50481109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012156763/05A RU2513846C1 (en) 2012-12-25 2012-12-25 Method of processing hydrolysed sodium arsenite into commercial product

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2513846C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2622136C1 (en) * 2016-10-13 2017-06-13 Анатолий Григорьевич Демахин Method of processing of sodium hydrolysine arsenite
CN113896238A (en) * 2021-09-24 2022-01-07 威科赛乐微电子股份有限公司 Method for separating and recovering gallium arsenide in mortar

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0596559A1 (en) * 1992-11-05 1994-05-11 Metallgesellschaft Ag Method for the elimination of arsenic-containing warfare agents
RU2192297C1 (en) * 2001-10-25 2002-11-10 Демахин Анатолий Григорьевич Method of reprocessing reactive masses produced during lewisite detoxifying process
PL357396A1 (en) * 2002-11-27 2004-05-31 Jednostka Ratownictwa Chemicznego Spółka z o.o. Method of utilization of mixtures containing inorganic arsenic compounds /iii/
RU2359725C1 (en) * 2008-02-13 2009-06-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Экохим" Method for reprocessing of reaction masses resulting in lewisite detoxication process
RU2371391C1 (en) * 2008-05-15 2009-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии (ФГУП "ГосНИИОХТ") Method of obtaining elementary arsenic from aqueous and aqueous-organic solutions of arsenic-containing compounds
RU2389526C1 (en) * 2008-12-10 2010-05-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Экохим" Method of processing products of alkaline hydrolysis of lewisite to commercial product
RU2412734C2 (en) * 2009-03-13 2011-02-27 Анатолий Григорьевич Демахин Method of obtaining elementary arsenic and sodium chloride from products of alkaline hydrolysis of lewisite

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0596559A1 (en) * 1992-11-05 1994-05-11 Metallgesellschaft Ag Method for the elimination of arsenic-containing warfare agents
RU2192297C1 (en) * 2001-10-25 2002-11-10 Демахин Анатолий Григорьевич Method of reprocessing reactive masses produced during lewisite detoxifying process
PL357396A1 (en) * 2002-11-27 2004-05-31 Jednostka Ratownictwa Chemicznego Spółka z o.o. Method of utilization of mixtures containing inorganic arsenic compounds /iii/
RU2359725C1 (en) * 2008-02-13 2009-06-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Экохим" Method for reprocessing of reaction masses resulting in lewisite detoxication process
RU2371391C1 (en) * 2008-05-15 2009-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии (ФГУП "ГосНИИОХТ") Method of obtaining elementary arsenic from aqueous and aqueous-organic solutions of arsenic-containing compounds
RU2389526C1 (en) * 2008-12-10 2010-05-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Экохим" Method of processing products of alkaline hydrolysis of lewisite to commercial product
RU2412734C2 (en) * 2009-03-13 2011-02-27 Анатолий Григорьевич Демахин Method of obtaining elementary arsenic and sodium chloride from products of alkaline hydrolysis of lewisite

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2622136C1 (en) * 2016-10-13 2017-06-13 Анатолий Григорьевич Демахин Method of processing of sodium hydrolysine arsenite
CN113896238A (en) * 2021-09-24 2022-01-07 威科赛乐微电子股份有限公司 Method for separating and recovering gallium arsenide in mortar

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2766116C2 (en) Production of phosphate compounds of materials containing phosphorus and at least one metal selected from iron and aluminum
KR102172325B1 (en) Method for recovering ash from waste incineration
IL129195A (en) Method of preparing lithium salts
AU2016247073B2 (en) Method for purification of spent sulfuric acid from titanium dioxide rutile industry
CN101804330A (en) Heavy metal ion adsorbent and preparation and application method thereof
US20160130144A1 (en) Method and Process of Treatment of Selenium Containing Material and Selenium Recovery
RU2513846C1 (en) Method of processing hydrolysed sodium arsenite into commercial product
CN103663779A (en) Method for safely and efficiently treating arsenic waste water generated from arsenic hydride production
US4124459A (en) Process for removing mercury from brine sludges
JP3257774B2 (en) Method for treating organic electrolyte containing lithium hexafluorophosphate
RU2389526C1 (en) Method of processing products of alkaline hydrolysis of lewisite to commercial product
RU2334023C1 (en) Method of regenerative purification of copper-ammonia etching solutions
CN109081486B (en) Method for treating tungsten smelting wastewater
RU2622136C1 (en) Method of processing of sodium hydrolysine arsenite
WO2019222813A1 (en) Method for extracting soluble si from an amorphous sio2 bearing material
RU2359725C1 (en) Method for reprocessing of reaction masses resulting in lewisite detoxication process
FI80251B (en) FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV TUNGMETALLHALTIGT AVFALL FRAON RENING AV RAOFOSFORSYROR.
RU2412734C2 (en) Method of obtaining elementary arsenic and sodium chloride from products of alkaline hydrolysis of lewisite
RU2396099C1 (en) Method for conversion of reaction masses produced in alkaline hydrolysis of lewisite into technical products
Demakhin et al. OPTIMIZATION OF ECOLOGICAL AND ECONOMICAL TASKS at PROCESSING RAW MATERIALS OBTAINED FROM LEWISITE REACTION MASSES INTO COMMERCIAL ARSENIC OXIDE
RU2756475C1 (en) Method for obtaining arsenic acid from hydrolyzed sodium arsenite
RU2409687C2 (en) Procedure for production of elementary arsenic
RU2155638C1 (en) Method of processing spent vanadium catalysts from sulfuric acid production
RU94155U1 (en) TECHNOLOGICAL LINE FOR PROCESSING REACTIVE LEWISITE MASSES
PL184418B1 (en) Method of removing arsenic compounds and recovering elementary arsenic form solid or liquid material containing arsenic compounds, in particular from production wastes and effluents

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141226