RU2574449C2 - Method of removing arsenic (v) compounds from technological solutions - Google Patents

Method of removing arsenic (v) compounds from technological solutions Download PDF

Info

Publication number
RU2574449C2
RU2574449C2 RU2013150625/05A RU2013150625A RU2574449C2 RU 2574449 C2 RU2574449 C2 RU 2574449C2 RU 2013150625/05 A RU2013150625/05 A RU 2013150625/05A RU 2013150625 A RU2013150625 A RU 2013150625A RU 2574449 C2 RU2574449 C2 RU 2574449C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
arsenic
solution
compounds
reaction
elemental
Prior art date
Application number
RU2013150625/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013150625A (en
Inventor
Александр Михайлович Ченцов
Original Assignee
Александр Михайлович Ченцов
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Михайлович Ченцов filed Critical Александр Михайлович Ченцов
Priority to RU2013150625/05A priority Critical patent/RU2574449C2/en
Publication of RU2013150625A publication Critical patent/RU2013150625A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2574449C2 publication Critical patent/RU2574449C2/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention can be used in processing of arsenic-containing production and wastes, formed in the process of lewisite destruction by method of alkaline hydrolysis. To remove arsenic (V) compounds from solutions with content of As (V) from 10 g/l in the process of arsenic-containing raw material processing interaction with elementary fine-disperse arsenic is realised by reaction of con-proportioning at medium pH 9-10 and heating solution to 60°C. Elementary fine-disperse arsenic required for carrying out reaction of con-proportioning can be obtained by action of reducing agent on part of solutions to be purified from As (V) compounds.
EFFECT: invention makes it possible to reduce amount of wastes and labour consumption, to reduce amount of applied reducing agent by 2,5 times.
3 cl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области технологии химической промышленности и может быть использовано в качестве составной части технологии, применяемой для переработки мышьяксодержащей продукции и отходов, образованных при уничтожении люизита методом щелочного гидролиза.The invention relates to the field of technology of the chemical industry and can be used as an integral part of the technology used for processing arsenic-containing products and waste generated during the destruction of lewisite by alkaline hydrolysis.

Способ переработки соединений мышьяка (V) в товарную продукцию является ключевым элементом, определяющим целесообразность и рентабельность технологий переработки мышьяксодержащего сырья, содержащего смесь соединений мышьяка в степенях окисления (III) и (V). Подобным сырьем являются продукты, образовавшиеся в результате щелочного гидролиза люизита, такие как «реакционная масса люизитная», ТУ 2112-123-04872702-2002 (далее - РМ); «арсенит натрия гидролизный», ТУ 2622-159-04872702-2005 (далее - АНГ). Способы выделения соединений мышьяка (III) из такого сырья хорошо известны и описаны в ряде работ [1-3]; общими чертами способов является растворение или выщелачивание сырья, концентрирование раствора солей мышьяка и создание в нем рН, близкого к нейтральному, при этом соединения мышьяка (III) переходят в малорастворимый оксид мышьяка (III). Затраты на этот процесс незначительны и процесс не приводит к образованию отходов. Иначе обстоит дело с переработкой соединений мышьяка (V). При выделении оксида мышьяка (III) соединения мышьяка (V) практически полностью остаются в растворе, что, в конечном итоге, приводит к необходимости добавления отдельной стадии процесса, связанной с их выведением. В технологиях [1-3] предлагается использование реагентных восстановителей для перевода соединений As (V) в As (III) или в элементный мышьяк. Использование восстановителей приводит к загрязнению растворов побочными продуктами, что далее приводит к необходимости утилизации реакционных растворов в виде отходов производства. Кроме того, предлагаемые восстановители характеризуются высокой стоимостью. По этим причинам основные затраты технологического процесса гидрометаллургической переработки АНГ, РМ связаны с переработкой соединений мышьяка (V). A method of processing arsenic (V) compounds into commercial products is a key element that determines the feasibility and profitability of technologies for processing arsenic-containing raw materials containing a mixture of arsenic compounds in oxidation states (III) and (V). Such raw materials are products formed as a result of alkaline hydrolysis of lewisite, such as “lewisite reaction mass”, TU 2112-123-04872702-2002 (hereinafter - RM); "Hydrolytic sodium arsenite", TU 2622-159-04872702-2005 (hereinafter - ANG). Methods for isolating arsenic (III) compounds from such raw materials are well known and described in a number of works [1-3]; common features of the methods are the dissolution or leaching of raw materials, concentration of the solution of arsenic salts and the creation of a pH close to neutral in it, while the compounds of arsenic (III) are converted into poorly soluble oxide of arsenic (III). The costs of this process are negligible and the process does not lead to waste generation. The situation is different with the processing of arsenic (V) compounds. When arsenic (III) oxide is isolated, arsenic (V) compounds remain almost completely in solution, which ultimately leads to the need to add a separate process step associated with their elimination. In technologies [1-3], the use of reagent reducing agents for the conversion of As (V) compounds to As (III) or elemental arsenic is proposed. The use of reducing agents leads to the contamination of solutions with by-products, which further leads to the need for the disposal of reaction solutions in the form of production waste. In addition, the proposed reducing agents are characterized by high cost. For these reasons, the main costs of the technological process of hydrometallurgical processing of ANG, RM are associated with the processing of arsenic (V) compounds.

Рассмотрим подробнее известные способы выведения соединений мышьяка (V) из растворов в процессе переработки мышьяксодержащего сырьяLet us consider in more detail the known methods for removing arsenic (V) compounds from solutions during the processing of arsenic-containing raw materials.

В способе, описанном в [1], предлагается проводить восстановление соединений мышьяка (V) в мышьяк (III) соляной кислотой в сильнокислой среде при pH менее 1:In the method described in [1], it is proposed to carry out the reduction of arsenic (V) compounds into arsenic (III) with hydrochloric acid in a strongly acidic medium at a pH of less than 1:

Figure 00000001
Figure 00000001

Недостатком процесса является необходимость работы с высокотоксичным и летучим трихлоридом мышьяка (LD50=48 мг/кг), являющимся также прекурсором люизита согласно Конвенции о запрещении химического оружия [5]. Работа с таким веществом требует применения высочайших норм промышленной и экологической безопасности и многократно увеличивает стоимость технического процесса. Еще одним негативным моментом является неконтролируемое образование газообразного хлора.The disadvantage of this process is the need to work with highly toxic and volatile arsenic trichloride (LD 50 = 48 mg / kg), which is also a lewisite precursor under the Chemical Weapons Convention [5]. Working with such a substance requires the application of the highest standards of industrial and environmental safety and greatly increases the cost of the technical process. Another negative point is the uncontrolled formation of gaseous chlorine.

В способе, описанном в [3], применяется выделение соединений As (V) из раствора в форме малорастворимого арсената лития. Далее арсенат лития переводится в мышьяковую кислоту и восстанавливается в трихлорид мышьяка действием аскорбиновой кислоты либо гидразина в присутствии йодида натрия. Недостатками данной технологии являются многостадийность процесса; применение дорогих реагентов (по данным на октябрь 2013 года: хлорид лития - от 480 руб./кг, йодид натрия - 1550 руб./кг, аскорбиновая кислота - 150 руб./кг); дополнительное загрязнение получаемого продукта As2O3 примесями соединений лития, йода, продуктами окисления аскорбиновой кислоты; получение в технологии трихлорида мышьяка.In the method described in [3], the separation of As (V) compounds from solution in the form of sparingly soluble lithium arsenate is used. Further, lithium arsenate is converted into arsenic acid and reduced to arsenic trichloride by the action of ascorbic acid or hydrazine in the presence of sodium iodide. The disadvantages of this technology are multi-stage process; the use of expensive reagents (according to October 2013: lithium chloride - from 480 rubles / kg, sodium iodide - 1550 rubles / kg, ascorbic acid - 150 rubles / kg); additional pollution of the resulting product As 2 O 3 impurities of lithium compounds, iodine, oxidation products of ascorbic acid; production of arsenic trichloride in technology.

В патенте [4] описывается способ выделения элементного мышьяка из раствора соединений As (III), таких как арсенит натрия, продукты детоксикации люизита и ипритно-люизитных смесей посредством реакции с восстановителем - диоксидом тиомочевины. Развитие такого подхода на растворы соединений As (V) представлено в работе [6]. Соединения As (V) восстанавливаются до элементного мышьяка при действии диоксида тиомочевины (ДТМ) в растворе в щелочной среде при нагревании. Получаемый мышьяк очищается промывкой и вакуумной сушкой и является конечным продуктом технологического процесса.The patent [4] describes a method for isolating elemental arsenic from a solution of As (III) compounds, such as sodium arsenite, products of detoxification of lewisite and mustard-lewisite mixtures by reaction with a reducing agent, thiourea dioxide. The development of such an approach to solutions of As (V) compounds is presented in [6]. Compounds As (V) are reduced to elemental arsenic under the action of thiourea dioxide (DTM) in solution in an alkaline medium when heated. The resulting arsenic is cleaned by washing and vacuum drying and is the final product of the process.

Figure 00000002
Figure 00000002

Образующийся раствор, содержащий продукты разложения восстановителя, не находит дальнейшего применения и подлежит утилизации в качестве отхода производства.The resulting solution containing the decomposition products of the reducing agent does not find further use and must be disposed of as production waste.

Задачей данного изобретения является разработка способа выведения мышьяка из растворов, в которых он находится в форме соединений As (V) в значительных концентрациях (от 10 г/л), с меньшими экономическими затратами и с лучшими технологическими параметрами, чем у известных способов.The objective of the invention is to develop a method for removing arsenic from solutions in which it is in the form of compounds As (V) in significant concentrations (from 10 g / l), with lower economic costs and with better technological parameters than the known methods.

Требуемый результат достигается следующим образом: для восстановления соединений As (V) применяются два различных восстановителя: первый - один из известных восстановителей, реагирующих в щелочной среде с соединениями мышьяка (V) с образованием элементного мышьяка, например ДТМ; второй - сам мелкодисперсный элементный мышьяк, образующийся при использовании первого восстановителя. Рассчитаем количество восстановителя, используемого в технологии с применением нового подхода: для упрощения расчетов - допустим, что очищаемый раствор подается периодически объемами с равным содержанием соединений As (V) в n моль. Для общности расчетов опишем реакцию соединений As (V) с произвольным одноэлектронным восстановителем, который обозначим как RH в восстановленной форме и R в окисленной форме. Первая партия раствора на очистку обрабатывается восстановителем RH:The desired result is achieved as follows: two different reducing agents are used to restore As (V) compounds: the first is one of the known reducing agents that react in an alkaline environment with arsenic (V) compounds to form elemental arsenic, for example, DTM; the second is the finely dispersed elemental arsenic, which is formed when using the first reducing agent. We calculate the amount of reducing agent used in the technology using a new approach: to simplify the calculations, suppose that the solution to be purified is supplied periodically with volumes with an equal content of As (V) compounds in n mol. For generality of calculations, we describe the reaction of As (V) compounds with an arbitrary one-electron reducing agent, which we denote as RH in reduced form and R in oxidized form. The first batch of cleaning solution is treated with RH reducing agent:

Figure 00000003
Figure 00000003

в реакции расходуется 5n моль восстановителя, образуется n моль элементного мышьяка. Вторая партия очищаемого раствора обрабатывается элементным мышьяком с проведением реакции конпропорционирования:5n moles of reducing agent are consumed in the reaction, n moles of elemental arsenic are formed. The second batch of the solution to be purified is treated with elemental arsenic with a reaction of proportionality:

Figure 00000004
Figure 00000004

Получаемые соединения As (III), не загрязненные продуктами окисления RH, возвращаются в блок выделения соединений As (III).The resulting As (III) compounds, not contaminated with RH oxidation products, are returned to the As (III) compound recovery unit.

Из уравнения реакции (4) видно, что для восстановления n моль As (V) до As (III) используется 2 3 n

Figure 00000005
моль ранее полученного элементного мышьяка, оставшаяся 1 3 n
Figure 00000006
моль элементного мышьяка используется далее для восстановления еще 0,5n моль As (V). Суммарное количество As (V), переходящее в As (III), приходящееся на одну обработку восстановителем RH, равняется n+n+0,5n=2,5n, тогда как по уравнению реакции (3) видно, что если исключить использование конпропорционирования в технологии и пользоваться только этой реакцией, одна порция восстановителя приводит к выделению мышьяка только из n моль соединений As (V). В итоге, применение нового способа вместо типичного одноэтапного восстановления, рассматривавшегося ранее, позволяет расходовать в 2,5 раза меньшее количество восстановителя RH. Фактически, в новой схеме процесса восстановитель RH используется для восстановления As (V) 2е->As (III) вместо As (V) 5е->As0. Важным следствием является то, что если в обрабатываемом растворе содержится, помимо As (V), также и остаточное количество As (III), то эффективность нового способа в сравнении со старым увеличивается еще больше, так как при одноэтапном подходе дополнительное количество RH расходуется на восстановление As (III)->As0. Разницу в количестве восстановителя и количестве образующихся отходов можно проиллюстрировать на следующем примере:From reaction equation (4) it is seen that for the reduction of n moles of As (V) to As (III), 2 3 n
Figure 00000005
mole of previously obtained elemental arsenic remaining one 3 n
Figure 00000006
a mole of elemental arsenic is further used to recover another 0.5n mol of As (V). The total amount of As (V) passing into As (III) per one treatment with a reducing agent RH is n + n + 0.5n = 2.5n, while it can be seen from reaction equation (3) that if the use of disproportionation in technology and use only this reaction, one portion of the reducing agent leads to the release of arsenic from only n moles of As (V) compounds. As a result, the use of a new method instead of the typical one-step recovery, considered earlier, allows you to spend 2.5 times less amount of RH reducing agent. In fact, in the new process scheme, RH is used to reduce As (V) 2-> As (III) instead of As (V) 5-> As 0 . An important consequence is that if, in addition to As (V), the residual amount of As (III) is also contained in the treated solution, the efficiency of the new method in comparison with the old one increases even more, since in a single-stage approach, additional RH is spent on recovery As (III) -> As 0 . The difference in the amount of reducing agent and the amount of waste generated can be illustrated by the following example:

Для обработки раствора на входе в блок очистки от соединений мышьяка (V) состава: H3AsO4 1,412 кг, As2O3 0,117 кг, H2O 6,816 кг, NaCl 1,886 кг, используется ДТМ - 2,878 кг, NaOH - 2,15 кг, после промывки и выделения мышьяка остается 6,837 кг отхода, содержащего: Na2SO3 3,354 кг, (NH2)2CO 1,597 кг, NaCl 1,886 кг.To process the solution at the inlet to the purification unit of arsenic (V) compounds of the composition: H 3 AsO 4 1.412 kg, As 2 O 3 0.117 kg, H 2 O 6.816 kg, NaCl 1.886 kg, DTM - 2.878 kg, NaOH - 2, are used. 15 kg, after washing and isolating arsenic, 6.837 kg of waste remains, containing: Na 2 SO 3 3,354 kg, (NH 2 ) 2 CO 1,597 kg, NaCl 1,886 kg.

Для нового способа: общее количество H 3 A s O 4 = m M ( H 3 A s O 4 ) = 1412 142 = 10  моль

Figure 00000007
.For the new method: total H 3 A s O four = m M ( H 3 A s O four ) = 1412 142 = 10 mole
Figure 00000007
.

Общее количество A s 2 O 3 = 117 198 = 0,591  моль

Figure 00000008
.Total amount A s 2 O 3 = 117 198 = 0.591 mole
Figure 00000008
.

Обрабатываемый раствор разделяется на две части, первая часть обрабатывается ДТМ, вторая - образующимся элементным мышьяком. Учтем протекание восстановления соединения мышьяка (III):The processed solution is divided into two parts, the first part is processed by DTM, the second - by the formed elemental arsenic. We take into account the course of recovery of arsenic (III) compounds:

Figure 00000009
Figure 00000009

Обозначим за v1(H3AsO4), v2(H3AsO4), v1(As2O3), v2(As2O3) соответственно количества мышьяковой кислоты в 1-й и 2-й частях раствора, количества оксида мышьяка (III) в 1-й и 2-й частях раствора. В таком случае необходимо найти пропорцию, в которой разделен исходный раствор с условием, что общее количество мышьяка в 1-й его части относится к количеству H3AsO4 во 2-й части, как 2 к 3 (для того, чтобы обеспечить стехиометрическое соотношение элементного мышьяка и мышьяка (V) для реакции (4)). Такому условию удовлетворяют значения v1(H3AsO4)=3,74 моль, v2(H3AsO4)=6,26 моль, v1(As2O3)=0,209 моль, v2(As2O3)=0,350 моль. Количество ДТМ находится как 5 2 × v 1 ( H 3 A s O 4 ) + 3 2 × 2 v 1 ( A s 2 O 3 ) = 10

Figure 00000010
моль (1,08 кг, что в 2,66 раз меньше, чем при полном восстановлении входного раствора до элементного мышьяка), аналогично находятся количества Na2SO3 и (NH2)2CO - по 10 моль каждого, что соответствует 1,26 кг Na2SO3 и 0,60 кг (NH2)2CO. Поскольку объемы 1-й и 2-й частей раствора относятся также как v 1 ( H 3 A s O 4 ) v 2 ( A s O 4 ) = 3,74 6,26 = 0,597
Figure 00000011
, то можно определить массу хлорида натрия в 1-й части раствора: m 1 ( N a C l ) m 2 ( N a C l ) = 0,597
Figure 00000012
; m1(NaCl)+m2(NaCl)=1,886 кг, откуда можно найти, что масса хлорида натрия в 1-й части раствора равна 0,705 кг.Denote by v 1 (H 3 AsO 4 ), v 2 (H 3 AsO 4 ), v 1 (As 2 O 3 ), v 2 (As 2 O 3 ), respectively, the amounts of arsenic acid in the 1st and 2nd parts solution, the amount of oxide of arsenic (III) in the 1st and 2nd parts of the solution. In this case, it is necessary to find the proportion in which the initial solution is divided with the condition that the total amount of arsenic in its 1st part refers to the amount of H 3 AsO 4 in the 2nd part as 2 to 3 (in order to provide a stoichiometric ratio elemental arsenic and arsenic (V) for reaction (4)). This condition is satisfied by the values of v 1 (H 3 AsO 4 ) = 3.74 mol, v 2 (H 3 AsO 4 ) = 6.26 mol, v 1 (As 2 O 3 ) = 0.209 mol, v 2 (As 2 O 3 ) = 0.350 mol. The amount of DTM is found as 5 2 × v one ( H 3 A s O four ) + 3 2 × 2 v one ( A s 2 O 3 ) = 10
Figure 00000010
mol (1.08 kg, which is 2.66 times less than when the input solution was completely reduced to elemental arsenic), the quantities of Na 2 SO 3 and (NH 2 ) 2 CO are similarly found - 10 mol of each, which corresponds to 1, 26 kg Na 2 SO 3 and 0.60 kg (NH 2 ) 2 CO. Since the volumes of the 1st and 2nd parts of the solution are also related as v one ( H 3 A s O four ) v 2 ( A s O four ) = 3.74 6.26 = 0.597
Figure 00000011
, then you can determine the mass of sodium chloride in the 1st part of the solution: m one ( N a C l ) m 2 ( N a C l ) = 0.597
Figure 00000012
; m 1 (NaCl) + m 2 (NaCl) = 1.886 kg, whence it can be found that the mass of sodium chloride in the 1st part of the solution is 0.705 kg.

Общая масса отходов при переработке данного раствора равна сумме масс m1(NaCl) (так как 2-я часть раствора переходит на обработку в блок выделения оксида мышьяка, где хлорид натрия выделяется в виде товарной продукции), сульфита натрия, карбамида и равняется 2,565 кг, что в 2,66 раз меньше, чем при одностадийной обработке восстановителем. Еще одно преимущество нового способа заключается в том, что элементный мышьяк для реакции конпропорционирования можно использовать в виде влажной суспензии, что исключает трудоемкие стадии сушки и термозакалки [7].The total mass of waste in the processing of this solution is equal to the sum of the masses m 1 (NaCl) (since the second part of the solution is transferred to the processing unit for the separation of arsenic oxide, where sodium chloride is released in the form of commercial products), sodium sulfite, urea and is equal to 2.565 kg , which is 2.66 times less than with a single-stage treatment with a reducing agent. Another advantage of the new method is that elemental arsenic for the reaction of proportionalization can be used in the form of a wet suspension, which eliminates the time-consuming stages of drying and heat quenching [7].

Оценка общего количества отходов при переработке АНГEstimation of the total amount of waste in the processing of ANG

В способе, использующем одностадийное восстановление растворов, очищаемых от As(V) с помощью ДТМ, общее количество отходов рассчитывается как mотх=mс(w1+wотх(V)),In a method using a one-step recovery of solutions purified from As (V) using DTM, the total amount of waste is calculated as m out = m s (w 1 + w out (V) ),

где w1 - процентная доля в сырье бентонита и полимерных органических веществ,where w 1 is the percentage of raw bentonite and polymeric organic substances,

mс - масса сырья, на которую приходится один завершенный цикл переработки сырья;m with - the mass of raw materials, which accounts for one completed cycle of processing of raw materials;

wотх(V) - масса отходов, образующихся при обработке растворов мышьяка (V) при помощи ДТМ. Если же для выведения соединений мышьяка (V) использовать новый способ, суммарное количество образующихся отходов можно оценить следующим образом:w otkh (V) - the mass of waste generated during the processing of solutions of arsenic (V) using DTM. If, however, to use the new method for the removal of arsenic (V) compounds, the total amount of waste generated can be estimated as follows:

w′отх(V)=wотх(V)/2,66 - изменившееся количество образующихся отходов в блоке выведения соединений мышьяка (V);w otx (V) = w otx (V) / 2.66 - the changed amount of waste generated in the unit for the removal of arsenic compounds (V);

mотх=mс(w1+w′отх(V)).m exx = m s (w 1 + w ′ exx (V) ).

Для сырья с содержанием As(V) в 4,3 масс.%For raw materials with an As (V) content of 4.3 wt.%

mотх=mс(w1+wотх(V))=50*(0,04+6,837/50*2,66)=4,57 кг, что составляет 9,1 масс.%.m out = m s (w 1 + w out (V) ) = 50 * (0.04 + 6.837 / 50 * 2.66) = 4.57 kg, which is 9.1 wt.%.

Для сырья с содержанием As(V) в 14,5 масс.% mотх=mс(w1+wотх(V))=15*(0,04+6,837/15*2,66)=3,17 кг, что составляет 21,1 масс.%.For raw materials with an As (V) content of 14.5 wt.% M ref = m s (w 1 + w ref (V) ) = 15 * (0.04 + 6.837 / 15 * 2.66) = 3.17 kg, which is 21.1 wt.%.

Технологический процесс осуществляется следующим образом:The technological process is as follows:

- первая партия очищаемого раствора, содержащего соединения As (V) подается на обработку диоксидом тиомочевины в реакторе Р1 при нагревании до 60-70°C и перемешивании в течение 1-1,5 ч; образующаяся суспензия подается на фильтр, мелкодисперсный элементный мышьяк промывается водой на фильтре; фильтрат объединяется с промывными водами и отправляется на утилизацию;- the first batch of the purified solution containing As (V) compounds is fed to the treatment of thiourea dioxide in the reactor P1 by heating to 60-70 ° C and stirring for 1-1.5 hours; the resulting suspension is fed to the filter, finely divided elemental arsenic is washed with water on the filter; the filtrate is combined with wash water and sent for disposal;

- вторая партия очищаемого раствора подается в реактор Р2, где смешивается с порцией элементного мышьяка, полученного ранее. Реакция проводится при температуре 30-50°C в течение 30 минут, при этом в реактор Р2 также подается раствор щелочи для поддержания pH на уровне 9-10. После завершения реакции pH раствора доводится до 7-8 добавлением соляной кислоты, образующийся осадок оксида мышьяка после фильтрования и промывки является конечным продуктом; фильтрат и промывные воды объединяются, полученный раствор используется для выщелачивания или растворения новой порции мышьяксодержащего сырья.- the second batch of the purified solution is fed into the reactor P2, where it is mixed with a portion of elemental arsenic obtained earlier. The reaction is carried out at a temperature of 30-50 ° C for 30 minutes, while an alkali solution is also fed into the reactor P2 to maintain the pH at a level of 9-10. After completion of the reaction, the pH of the solution is adjusted to 7-8 by the addition of hydrochloric acid, the resulting precipitate of arsenic oxide after filtration and washing is the final product; the filtrate and washings are combined, the resulting solution is used to leach or dissolve a new portion of arsenic-containing raw materials.

Пример 1.Example 1

10 г Na2HAsO4 марки хч внесли в круглодонную колбу, растворили в 100 мл воды. К раствору добавили 40 мл буферного раствора с pH=6,3 и 7,14 г влажного элементного мелкодисперсного мышьяка с содержанием воды в 65%, полученного заранее восстановлением арсенита натрия боргидридом натрия в растворе при нагревании до 50°C. Круглодонную колбу нагрели до 60°C при перемешивании. Осадок в растворе быстро светлеет за счет растворения элементного мышьяка и образования малорастворимого оксида мышьяка в слабокислой среде. Через 15 минут общий объем раствора довели до 200 мл дистиллированной водой, отобрали пробу и определили в ней содержание As5+ методом обратного йодометрического титрования. По результату титрования определили остаточное содержание As5+ в растворе, оно составило 0,0037 моль, что подтверждает восстановление основного количества As (V) до As (III).10 g of grade 2 Na 2 HAsO 4 grade xc were introduced into a round bottom flask, dissolved in 100 ml of water. To the solution was added 40 ml of a buffer solution with pH = 6.3 and 7.14 g of wet elemental finely dispersed arsenic with a water content of 65%, obtained in advance by reducing sodium arsenite with sodium borohydride in solution when heated to 50 ° C. The round bottom flask was heated to 60 ° C with stirring. The precipitate in the solution quickly brightens due to the dissolution of elemental arsenic and the formation of sparingly soluble arsenic oxide in a slightly acidic medium. After 15 minutes, the total volume of the solution was brought to 200 ml with distilled water, a sample was taken and the content of As 5+ was determined in it by the method of reverse iodometric titration. According to the titration result, the residual As 5+ content in the solution was determined; it amounted to 0.0037 mol, which confirms the restoration of the main amount of As (V) to As (III).

Пример 2.Example 2

Использовали мышьяксодержащий раствор общей массой 1100 г с содержанием H3AsO4 151,8 г, As2O3 12,6 г, NaCl 202,8 г для проверки полного цикла операций способа. Раствор разделили на 2 части, в соотношении 3,74 6,26

Figure 00000013
, произведя расчет, аналогичный рассмотренному выше. В первую часть раствора массой 411,4 г добавили 116 г ДТМ, 85,7 г сухого NaOH, добавили 1 л дистиллированной воды, нагрели до 60°C и оставили перемешиваться на 30 мин. Образовавшийся осадок элементного мышьяка отфильтровали на фильтре Шотта, промыли двумя порциями по 100 мл воды, во влажном виде сняли с фильтра и внесли в химический стакан на 2 л. Туда же залили вторую часть обрабатываемого раствора массой 688,6 г, смесь нагрели до 60°C, и при перемешивании добавляли раствор NaOH для поддержания pH на уровне 9-10. После завершения реакции и полного растворения осадка к раствору добавили соляную кислоту до pH 7. Выпал белый кристаллический осадок оксида мышьяка, который отфильтровали и высушили. Полученная масса технического продукта - 125 г, содержание основного вещества - 94%.We used an arsenic-containing solution with a total mass of 1100 g with a content of H 3 AsO 4 151.8 g, As 2 O 3 12.6 g, NaCl 202.8 g to verify the complete cycle of operations of the method. The solution was divided into 2 parts, in the ratio 3.74 6.26
Figure 00000013
by making a calculation similar to that considered above. 116 g of DTM, 85.7 g of dry NaOH were added to the first part of the solution, weighing 411.4 g, 1 l of distilled water was added, heated to 60 ° C and allowed to mix for 30 minutes. The precipitate of elemental arsenic was filtered on a Schott filter, washed with two portions of 100 ml of water, removed from the filter in the wet state and placed into a 2 L beaker. The second part of the treated solution weighing 688.6 g was poured there, the mixture was heated to 60 ° C, and a NaOH solution was added with stirring to maintain the pH at 9-10. After completion of the reaction and complete dissolution of the precipitate, hydrochloric acid was added to the solution to pH 7. A white crystalline precipitate of arsenic oxide precipitated, which was filtered and dried. The resulting mass of technical product is 125 g, the content of the main substance is 94%.

Источники информацииInformation sources

[1] Патент на изобретение РФ №2359725, МПК A62D 3/36, A62D 3/37, A62D 101/40. Способ переработки реакционных масс, образующихся в процессе детоксикации люизита / Демахин А.Г., Олискевич В.В., Рамазанов К.Р., Мишин В.Н., Швейкин В.А. - заявлено 13.02.2008, заявка №2008104843/15. Бюл. №18, 27.06.2009.[1] Patent for the invention of the Russian Federation No. 2359725, IPC A62D 3/36, A62D 3/37, A62D 101/40. A method of processing the reaction masses formed during the detoxification of lewisite / Demakhin A.G., Oliskevich V.V., Ramazanov K.R., Mishin V.N., Shveikin V.A. - announced on February 13, 2008, application No. 2008104843/15. Bull. No. 18, 06/27/2009.

[2] Патент на изобретение РФ №2359915, МПК C01G 28/00, A62D 3/00, C02F 11/08. Способ восстановления соединений мышьяка (V), содержащихся в продуктах щелочной детоксикации люизита, в соединения мышьяка (III) / Демахин А.Г., Олискевич В.В., Елисеев Д.А., Мишин В.Н., Швейкин В.А. - заявлено 13.02.2008, заявка №2008104842/15. Бюл. №18, 27.06.2009.[2] Patent for the invention of the Russian Federation No. 2359915, IPC C01G 28/00, A62D 3/00, C02F 11/08. A method of recovering arsenic (V) compounds contained in alkaline detoxification products of lewisite into arsenic (III) compounds / Demakhin A.G., Oliskevich V.V., Eliseev D.A., Mishin V.N., Shveikin V.A. . - declared on February 13, 2008, application No. 2008104842/15. Bull. No. 18, 06/27/2009.

[3] Патент на изобретение РФ №2389526, МПК A62D 3/36, A62D 3/37, A62D 101/02. Способ переработки продуктов щелочного гидролиза люизита в товарную продукцию / Демахин А.Г., Никифоров А.Ю., Олискевич В.В., Мишин В.Н., Швейкин В.А. - заявлено 10.12.2008, заявка №2008148750/15. Бюл. №14, 20.05.2010.[3] Patent for the invention of the Russian Federation No. 2389526, IPC A62D 3/36, A62D 3/37, A62D 101/02. A method of processing products of alkaline hydrolysis of lewisite into commercial products / Demakhin A.G., Nikiforov A.Yu., Oliskevich V.V., Mishin V.N., Shveikin V.A. - announced on December 10, 2008, application No. 2008148750/15. Bull. No14, 05/20/2010.

[4] Патент на изобретение РФ №2371391, МПК A62D 3/30, C01G 28/00. Способ получения элементного мышьяка из водных и водно-органических растворов мышьяксодержащих соединений / Шелученко В.В., Уткин А.Ю., Корольков М.В., Павличенко В.Ф., Макарочкина С.М. - заявлено 15.05.2008, заявка №2008119099/15. Бюл. №30, 27.10.2009.[4] RF patent No. 2371391, IPC A62D 3/30, C01G 28/00. A method of producing elemental arsenic from aqueous and aqueous-organic solutions of arsenic compounds / Sheluchenko V.V., Utkin A.Yu., Korolkov M.V., Pavlichenko V.F., Makarochkina S.M. - announced on 05/15/2008, application No. 2008119099/15. Bull. No. 30, 10.27.2009.

[5] URL: http://www.opcw.org/ru/konvencija-o-khimicheskom-oruzhii/prilozhenie-po-khimikatam/v-spiski-khimikatov/ от 08.11.2013 г.[5] URL: http://www.opcw.org/en/konvencija-o-khimicheskom-oruzhii/prilozhenie-po-khimikatam/v-spiski-khimikatov/ of 08/08/2013

[6] Растегаев О.Ю., Малишевский А.О., Толоконникова Т.П., Ченцов A.M., Чупис В.Н. Методы определения мышьяка в технических продуктах и отходах для целей экологического контроля на объектах УХО // 3-я Всероссийская конференция с международным участием «Химическое разоружение-2009. «CHEMDET-2009»: сб. научн. трудов. - Ижевск: ИПМ УрО РАН, 2009. - С.214-218.[6] Rastegaev O.Yu., Malishevsky A.O., Tolokonnikova TP, Chentsov A.M., Chupis V.N. Methods for the determination of arsenic in technical products and wastes for environmental control purposes at CWD facilities // 3rd All-Russian Conference with International Participation “Chemical Disarmament-2009. "CHEMDET-2009": Sat scientific labor. - Izhevsk: IPM Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2009. - P.214-218.

[7] Федоров В.А., Потолоков Н.А., Николашин С.В. и др. Физикохимия и технология получения высокочистого мышьяка и его соединений из продуктов детоксикации люизита // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2010, т.54, №4, с.56-67.[7] Fedorov V.A., Potolokov N.A., Nikolashin S.V. and other Physicochemistry and technology for the production of high-purity arsenic and its compounds from the products of detoxification lewisite // Ros. Chem. g. (J. Ros. Chem. Society named after D.I. Mendeleev), 2010, vol. 54, No. 4, pp. 56-67.

Claims (3)

1. Способ выведения соединений мышьяка (V) из растворов с содержанием As (V) от 10 г/л при переработке мышьяксодержащего сырья, включающий взаимодействие с элементным мелкодисперсным мышьяком по реакции конпропорционирования при pH среды от 9 до 10 и нагревании раствора до 60°C.1. The method of removing compounds of arsenic (V) from solutions with an As (V) content of 10 g / l during processing of arsenic-containing raw materials, comprising reacting with elemental finely dispersed arsenic by a proportional reaction at a pH of 9 to 10 and heating the solution to 60 ° C . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что необходимый для проведения реакции конпропорционирования элементный мелкодисперсный мышьяк производится действием восстановителя на часть растворов, подлежащих очистке от соединений As (V).2. The method according to p. 1, characterized in that the elemental finely dispersed arsenic required for the reaction of the proportionalization is produced by the action of a reducing agent on part of the solutions to be purified from As (V) compounds. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве восстановителя применяется диоксид тиомочевины и общая схема процесса имеет следующий вид:
- порция очищаемого раствора, содержащего соединения As (V), обрабатывается диоксидом тиомочевины;
- образующийся мелкодисперсный элементный мышьяк промывается водой на фильтре;
- фильтрат объединяется с промывными водами и отправляется на утилизацию;
- новая порция очищаемого раствора подается в реактор, где смешивается с рассчитанным количеством элементного мышьяка, полученного ранее, после чего при нагревании до 60°C и при поддержании pH раствора на уровне 9-10 проводится реакция конпропорционирования;
- после завершения реакции через 30 мин pH раствора доводится до 7-8 добавлением соляной кислоты, образующаяся суспензия подается на фильтр, где проводится промывка и отделение осадка оксида мышьяка (III), являющегося конечным продуктом;
- фильтрат и промывные воды, образующиеся при фильтровании оксида мышьяка (III), объединяются, полученный раствор используется для выщелачивания или растворения мышьяксодержащего сырья.
3. The method according to p. 2, characterized in that thiourea dioxide is used as a reducing agent and the general process scheme has the following form:
- a portion of the purified solution containing As (V) compounds is treated with thiourea dioxide;
- the resulting fine elemental arsenic is washed with water on the filter;
- the filtrate is combined with wash water and sent for disposal;
- a new portion of the solution to be purified is fed into the reactor, where it is mixed with the calculated amount of elemental arsenic obtained earlier, after which, when heated to 60 ° C and while maintaining the pH of the solution at the level of 9-10, the reaction of proportionality is carried out;
- after completion of the reaction, after 30 minutes the pH of the solution is adjusted to 7-8 by the addition of hydrochloric acid, the resulting suspension is fed to the filter, where the arsenic (III) oxide precipitate, which is the final product, is washed and separated;
- the filtrate and washings formed during the filtration of arsenic (III) oxide are combined, the resulting solution is used to leach or dissolve arsenic-containing raw materials.
RU2013150625/05A 2013-11-13 Method of removing arsenic (v) compounds from technological solutions RU2574449C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013150625/05A RU2574449C2 (en) 2013-11-13 Method of removing arsenic (v) compounds from technological solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013150625/05A RU2574449C2 (en) 2013-11-13 Method of removing arsenic (v) compounds from technological solutions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013150625A RU2013150625A (en) 2015-05-20
RU2574449C2 true RU2574449C2 (en) 2016-02-10

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101125682A (en) * 2007-09-07 2008-02-20 中南大学 Method for preparing arsenic trioxide by using arsenic-containing waste water
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
RU2396099C1 (en) * 2009-02-05 2010-08-10 Федеральное государственное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт промышленной экологии" Method for conversion of reaction masses produced in alkaline hydrolysis of lewisite into technical products
CN103204543A (en) * 2012-12-17 2013-07-17 浙江荣耀化工有限公司 Synthetic method for preparing arsenic trioxide through using arsenic-containing wastewater

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101125682A (en) * 2007-09-07 2008-02-20 中南大学 Method for preparing arsenic trioxide by using arsenic-containing waste water
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
RU2396099C1 (en) * 2009-02-05 2010-08-10 Федеральное государственное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт промышленной экологии" Method for conversion of reaction masses produced in alkaline hydrolysis of lewisite into technical products
CN103204543A (en) * 2012-12-17 2013-07-17 浙江荣耀化工有限公司 Synthetic method for preparing arsenic trioxide through using arsenic-containing wastewater

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106517301B (en) A kind of method that basic copper chloride is reclaimed in the contained waste liquid from sulfuric acid system
AU2015339815A1 (en) Method for removing iron in the manufacture of phosphoric acid
US20240101440A1 (en) Recovery Of Commercial Substances From Apatite Mineral
JPH0214803A (en) Removal of heavy metal ion from phosphoric acid
RU2574449C2 (en) Method of removing arsenic (v) compounds from technological solutions
JP5200588B2 (en) Method for producing high purity silver
AU2020200816A1 (en) Process for leaching rare earth elements
RU2513846C1 (en) Method of processing hydrolysed sodium arsenite into commercial product
RU2622136C1 (en) Method of processing of sodium hydrolysine arsenite
CN109795997A (en) A kind of improved method preparing high-purity phosphoric acid iron using the slag of phosphatization containing zinc
CN101648705A (en) Preparation method of phosphorous acid
BE1011619A3 (en) PROCESS FOR TREATING contaminated FERRUGINOUS SLIB.
RU2396099C1 (en) Method for conversion of reaction masses produced in alkaline hydrolysis of lewisite into technical products
JP2011195935A (en) Method for separating and recovering platinum group element
RU2359725C1 (en) Method for reprocessing of reaction masses resulting in lewisite detoxication process
RU2264984C1 (en) Method of production of potassium chloride
RU2310605C1 (en) Method of production of the ammonium fluoroberyllate
RU2258672C1 (en) Method of preparing basic zinc carbonate from aqueous solutions of chlorine-containing zinc wastes
IL265198A (en) Recovery of oxalic acid from industrial ferrous oxalate
US5437849A (en) Method of processing vanadium-containing residues
JP6579317B2 (en) Desalination method of incineration ash
Dittrich et al. Phosphorus recovery from sewage sludge ash by a wet-chemical process
RU2412734C2 (en) Method of obtaining elementary arsenic and sodium chloride from products of alkaline hydrolysis of lewisite
Demakhin et al. OPTIMIZATION OF ECOLOGICAL AND ECONOMICAL TASKS at PROCESSING RAW MATERIALS OBTAINED FROM LEWISITE REACTION MASSES INTO COMMERCIAL ARSENIC OXIDE
RU2702250C1 (en) Method for iodine-iodide processing of gold-containing material