RU2574449C2 - Method of removing arsenic (v) compounds from technological solutions - Google Patents
Method of removing arsenic (v) compounds from technological solutions Download PDFInfo
- 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
Links
- -1 arsenic (v) compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 21
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N Arsenious Acid Chemical compound O1[As]2O[As]1O2 GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 6
- FYOWZTWVYZOZSI-UHFFFAOYSA-N Thiourea dioxide Chemical compound NC(=N)S(O)=O FYOWZTWVYZOZSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 15
- GIKLTQKNOXNBNY-OWOJBTEDSA-N Lewisite Chemical compound Cl\C=C\[As](Cl)Cl GIKLTQKNOXNBNY-OWOJBTEDSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005904 alkaline hydrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 44
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 102220115768 rs886039839 Human genes 0.000 description 8
- 229910017253 AsO Inorganic materials 0.000 description 7
- 125000001317 arsoryl group Chemical group *[As](*)(*)=O 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M Sodium iodide Chemical compound [Na+].[I-] FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- IKWTVSLWAPBBKU-UHFFFAOYSA-N A1010_SIAL Chemical compound O=[As]O[As]=O IKWTVSLWAPBBKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 4
- 229910000413 arsenic oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229960002594 arsenic trioxide Drugs 0.000 description 4
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 4
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- OEYOHULQRFXULB-UHFFFAOYSA-N Arsenic trichloride Chemical compound Cl[As](Cl)Cl OEYOHULQRFXULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940093920 Gynecological Arsenic compounds Drugs 0.000 description 3
- PTLRDCMBXHILCL-UHFFFAOYSA-M Sodium arsenite Chemical compound [Na+].[O-][As]=O PTLRDCMBXHILCL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Vitamin C Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 3
- 150000001495 arsenic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 3
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 3
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 229940058949 for amoebiasis and other protozoal diseases Arsenic compounds Drugs 0.000 description 3
- 229940058907 for leishmaniasis and trypanosomiasis Arsenic compounds Drugs 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M Lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229940083599 Sodium Iodide Drugs 0.000 description 2
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L Sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 description 2
- VOTFXKJPNQELOG-UHFFFAOYSA-N arsenic acid Chemical compound O[As](=O)=O VOTFXKJPNQELOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940000488 arsenic acid Drugs 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 235000009518 sodium iodide Nutrition 0.000 description 2
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 2
- VKJKOXNPYVUXNC-UHFFFAOYSA-K trilithium;trioxido(oxo)-$l^{5}-arsane Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-][As]([O-])([O-])=O VKJKOXNPYVUXNC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- GCPRNIZDNTXQIX-NBPLQZBRSA-N 1-chloro-2-(2-chloroethylsulfanyl)ethane;dichloro-[(E)-3-chloroprop-2-enyl]arsane Chemical compound ClCCSCCCl.Cl\C=C\C[As](Cl)Cl GCPRNIZDNTXQIX-NBPLQZBRSA-N 0.000 description 1
- HWKQNAWCHQMZHK-UHFFFAOYSA-N Trolnitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OCCN(CCO[N+]([O-])=O)CCO[N+]([O-])=O HWKQNAWCHQMZHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000002152 aqueous-organic solution Substances 0.000 description 1
- 125000000223 arsonoyl group Chemical group [H][As](*)(*)=O 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005039 chemical industry Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 1
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N precursor Substances N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching Effects 0.000 description 1
- YOQDYZUWIQVZSF-UHFFFAOYSA-N sodium borohydride Substances [BH4-].[Na+] YOQDYZUWIQVZSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- ODGROJYWQXFQOZ-UHFFFAOYSA-N sodium;boron(1-) Chemical compound [B-].[Na+] ODGROJYWQXFQOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AWLUSOLTCFEHNE-UHFFFAOYSA-N sodium;urea Chemical compound [Na].NC(N)=O AWLUSOLTCFEHNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002588 toxic Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
Abstract
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:
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.
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:
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:
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
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
Общее количество
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:
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
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
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)
- 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.
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)
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)
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 |