SE460117B - Foerfarande foer framstaellning av arseniksyrlighet - Google Patents

Description

460 117 '2 lösningsmedel bringas i kontakt med ett rednktionsmedel och vatten eller en vattenlösning.

Huvndändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande för utvinning av arsenik genom lösningsmedelsextrak- tion. Ett annat ändamål är att åstadkomma ett dylikt förfarande, vilket innehåller enkla steg. _Ytterligare ett ändamål är att åstad- komma ett dylikt förfarande, genom vilket arseniksyrlighet kan produceras ekonomiskt. Ett annat ändamål är att åstadkomma ett för- farande som kan genomföras utan noggrant upprätthållande av vat- tenbalansen.

Föreliggande uppfinning avser sålunda ett förfarande för fram- ställning av arseniksyrlighet, och detta förfarande kännetecknas av att ett organiskt lösningsmedel innehållande femvärd arsenik bring- as i kontakt med ett reduktionsmedel och med vatten eller en vatten- lösning för kristallisering av arseniksyrlighet direkt ur det or- ganiska lösningsmedlet.

Förfarandet enligt uppfinningen beskrives nedan i detalj.

Föreliggande uppfinning kan användas vid behandling av orga- niska lösningsmedel innehållande arsenik i femvärd form. Dylika, arsenikhaltiga organiska lösningsmedel erhålles genom extrakticn av arsenik från olika processprodukter, t.ex. flygstoft, fällningar bildade elektrolytiskt vid ett steg för avlägsnande av koppar och arsenik, eller avfallsvätskor från elektrolytiska processer.

Det organiska lösningsmedlet består av enbart extraktionsmed- let eller av en blandning av extraktionsmedlet och ett utspädnings- medel. TBP användes vanligen såsom extraktionsmedel.

Extraktionsmcdlet är emellertid icke begränsat till TBP. Vid förfarandet enligt uppfinningen kan man t.ex. använda sådana extrak- tionsmedel som TOP, DBBP och di-2-etylhexyl-2-etylhexylfosfonat.

Av dessa föredrages TOP och DBBP.

Såsom utspädningsmedel användes mineraloljor eller mineraloljor försatta med alkoholer (t.ex. tridecylalkohol) såsom modifierings- medel.

Såsom exempel på användbara reduktionsmedel kan man nämna sva- veldioxidgas, natriumsulfit och natrinmtiosulflt. Man använder företrädesvis svaveldioxidgas för att reduktionsmedlet och vatten- lösningen skall kunna återa_vändas efter utvinning ar arseniksyrlig- het. 3 460 117 Den mängd reduktionsmedel som användes varierar beroende på koncentrationen av femvärd arsenik och extraktionsmedel i det or- ganiska lösningsmedlet efter det att femvärd arsenik har extrahe- rats, på volymförhållandet mellan det organiska lösningsmedlet och vattenlösningen och på reaktionstemperatnren. Om S02-gas användes såsom reduktionsmedel, påverkas den erforderliga mängden också av svaveldioxidgasens partialtryck (bsoâ).

När t.ex. 250 ml av ett organiskt lösningsmedel bestående av outspätt TBP och innehållande 52 g femvärd arsenik per liter bring- as i kontakt med 80 ml av en vattenlösning innehållande 9,2 g tre- värd arsenik per liter och 295 g svavelsyra per liter, är den använ- da mängden svaveldioxidgas ca 82 g vid ett partialtryck av S02 lika med 2 kPa (manometertryck) och vid 25°C.

Av dessa 82 g svaveldioxidgas användes ca 7 g S02 för reduk- tion av femvärd arsenik till trevärd arsenik, ca Ä g S02 löses i vat- tenlösningen, och resten (dvs. ca 71 g S02) löses i det organiska lösningsmedlet.

När reduktíonsmedlet år S02, förblir S02 i den organiska fasen efter reaktionen. Svaveldioxiden i den organiska fasen kan emeller- tid lätt återvinnas genom evakuering eller genom höjning av tempe- raturen, etc., så att svaveldioxiden kan återanvändas.

En reaktor användes för att bringa det ovan beskrivna arsenik- haltiga organiska lösningsmedlet i kontakt med reduktionsmedlet.

Det är möjligt att använda vilken som helst reaktor av öppen eller sluten typ. Vid användning av ett gasformigt reduktionsmedel, så- som svaveldioxidgas, användes företrädesvis en reaktor av sluten typ för ökning av partialtrycket så att reduktionshastigheten ökas och för att möjliggöra återvinning av svaveldioxidgasen för förnyad användning.

Om det arseniknaltiga organiska lösningsmedlet (som omröres i reaktorn) bringas i kontakt med enbart reduktionsmedlet, är det svårt att erhålla tillräckligt med arseniksyrlighet, såsom framgår av de jämförande exemplen 1 och 2. Det är följaktligen viktigt att man tillsätter en liten mängd vatten eller vattenlösning när redaktions- medlet bringas i kontakt med det arsenikhaltiga organiska lösnings- medlet, så att bildningen av arseniksyrlighet accelererar kraftigt.

Vanligen finns det inga speciella gränser vad beträffar volymförhål- landet mellan lösningsmedel och.vatten, men det är lämpligt att det- 460 117 M ta förhållande är från 50:1 till 1:2, företrädesvis från 8:1 till 2:1 för att minska den mängd vätska som skall behandlas.

Reaktionen kan genomföras inom temperaturintervallet'O-20000.

En högre temperatur förkortar reaktionstiden. tid att genomföra reaktionen vid rumstemperatur för att hålla ener- gikostnaderna låga.

Det är icke lätt att bestämma reaktionstiden eftersom denna beror på sådana faktorer som typen och mängden av reduktionsmedel, partialtrycket vid användning av ett gasformigt reduktionsmedel och volymförhållandet mellan vatten och organiskt lösningsmedel.

När t.ex. reaktionen genomföres under tillsättning av vatten och med användning av svaveldioxidgas såsom reduktionsmedel, är reaktionen avslutad inom ca 3 timmar vid atmosfärstryck och inom 1-2 timmar vid förhöjt tryck, såsom framgår av exemplen 1-5.

Fackmannen inser lätt att förfarandet enligt uppfinningen har många fördelar. Förfarandet enligt uppfinningen är t.ex. snabbare och enklare än de förut kända förfarandena, och vattenbalansen kan lätt upprätthållas utan användning av en stor mängd vatten. Vidare kan energiförbrukningen minskas kraftigt.

Uppfinningen illustreras genom följande, exempel. icke begränsande Exempel 1. En vattenlösning innehållande 6H,ü g As (V) per liter och 260 g H2SOu per liter bragtes i kontakt med ett organiskt lösningsmedel bestående av 100% TBP för extraktion av As (V). Här- vid erhölls ett organiskt lösningsmedel innehållande 52,1 g As (V) per liter. 240 ml av det ovan beskrivna arsenikhaltiga organiska lösnings- 7,U9 s AS liter infördes i ett rcaktionskärl av sluten typ (ett cylindriskt glaskärl, vars öppning tillslöts medelst en gummipropp). medlet och 80 ml av en reducerande lösning innehållande per liter och 300 g HÛSOQ per och reak- tionen fick äga rum under 3 timmar vid en temperatur av 2500 och vid ett partialtryck av S02 av 1 kPa (manometertryck).

Efter avslutad reaktion separerades det fasta ämnet Svaveldioxidgas infördes under omrörning, och vätske- Reaktionsprodukten identifierades dessutom med hjälp av röntgendiffraktion. faserna från varandra och analyserades separat.

Z Man er- höll 9,91 g 99,5%-ag aiarseniktrioxia (Ašzoš). övriga resuitat vi- sas i nedanstående tabell.

Exempel P. En vattenlösning innehållande Ä6 3 As (V) per li- _________ ÉCP Och 510 mg HHSO per liter bragtes i kontakt med ett organiskt .IT Man föredrager emller- « ä! .5 460117 lösningsmedel bestående av 60%.TBP, 5% tridecylalkohol och 35% fo- togen, varvid man erhöll ett organiskt lösningsmedel innehållande 13,2 g As (V) per liter.

H00 ml av det ovan beskrivna arsenikhaltiga organiska lösnings- medlet infördes tillsammans med 50 ml vatten i samma reaktionskärl av sluten typ som beskrives i exempel 1. Svaveldioxidgas infördes under omrörning, och reaktionen genomfördes under 2 timmar vid en temperatur av 35°C och vid ett partialtryck av S02 av 1 kPa (manome- tertryck). Härvid erhölls 5,77 g diarseniktrioxid. De erhållna resultaten är sammanställda i nedanstående tabell.

Exempel 3. UOO ml av samma arsenikhaltiga organiska lösning.- medel som användes i exempel 2 infördes tillsammans med 50 ml vat- ten i en autoklav med volymen 2 liter. Svaveldioxidgas infördes under omrörning, och reaktionen genomfördes under 1 timme vid en tem- peratur av 95OC och vid ett partialtryck av S02 av 100 kPa (manome- tertryck). En analys av reaktionsprodukten visade att fl,53 g di- arseniktrioxid hade bildats. De erhållna resultaten är sammanställ- da i nedanstående tabell.

Jämförande exempel 1 (ingen tillsättning av vatten). 2140 ml av samma arsenikhaltiga organiska lösningsmedel som i exempel 1 infördes i samma reaktionskärl av sluten typ. Svaveldi- oxidgas infördes i reaktionskärlet, och reaktionen genomfördes un- der 5 timmar vid en temperatur av 2506 och vid ett partialtryck av S02 av 1 kPa (manometertryck).

Från den organiska fasen avdrevs Ä ml vattenlösning, och 0,65 g kristaller av diarseniktrioxid erhölls. Resultaten visas i nedan- stående tabell.

Jämförande exempel 2 (ingen tillsättning av vatten).

H00 ml av samma arsenikhaltiga organiska lösningsmedel som i exempel 2 infördes i samma autoklav som i exempel 3. Svaveldioxid- gas infördes under omrörning, och reaktionen genomfördes under 1 tim- me vid en temperatur av 95oC och vid ett partialtryck av S02 av 100 kPa (manometertryck). Efter avslutad reaktion uttogs innehållet i autoklaven, och man separerade det fasta ämnet från vätskan. Här- vid utvanns 0,55 g diarseniktrioxid. Resultaten är sammanställda i nedanstående tabell. »|~» .pwxuæuvamuøsnzflë mdfim pwxuæhummmcmwumb mfldfis Qwxunnvmns t, umoseø wms mxfifl nw xoæpwfiufivpwm wcwø«xofløflw>æ>w >ø pwwnw>u:Honn<* P6 fifflßmwäwflnïmnfvfiwwm wcwn 3.0 ïw Qom E vi .Édnšpfiš mmmw Rmmmw w mm,o momm< Awow mmav F: Fm fl\m w FP aa wF: m:fiswmH.wno | oo; p mm oo_ >mHxowäm mcfln Om: Qw Én E o; lwmfigflsflß., æN@m w&m@:> w mm“o mOmw< ^&ow mmHv ä Nm Q .__ ä E omm wflåmmfiwho 1 Sw m mm P 93 553m mcfi: 6 ~.9 Sw 8.9 E m; fåäwppw> NMS *A3 w m3 momå 38 àš o Jm H\w mm m HE mæm mcfl=mmfl.mno om oo: F mm oo~ >mHxo»sm møfl: Náw Qw :99 d.. R fåëßpfiš Ai. 3% w :k mof så å: _ m im ä o d.. om: mšnmmfiwfio om 03 w mm _ å» nßsä mcfis 36 im äß E à -ßäßfims v . m N W mmmä ma? w å m w fi å QOS äë 41 mm w Q 3 o E www finwwä mä 3 Éw m ä F 93 0.2.5? HE *fixonapnøv Åmnflcmæfiv d.. .mcfls s .www 1090:25 Åfi & .m4 >ß ^&mH\wv Ammflšv |flwFvw> Immfl .who lwnoflp Oo N Hhwx mcfinflowhwß #aws|m< ømømz vxßwonm s>flo> E>Ho> :adam n.mEmB mmx. omm lmsofivxøwm hwmflwwcwvmnmcoflvxømm Hwmëoxm møuæ nnmmsfiw Hmmëæxæ masa ifimmame flwmëæxs flmmswxm fimmswxæ

Claims (5)

7 4st» 117 Även om uppfinningen har beskrivits i detalj med hänvisning till specifika utföringsformer därav, är det uppenbart för fackman- nen att olika förändringar ooh modifikationer kan göras inom ramen för uppfinningen såsom den definieras i patentkraven. fåt-gntinšav

1. Förfarande för framställning av arseniksyrlighet, k ä n n e- t e c 1< n a t av att ett organiskt lösningsmedel innehållande femvärd arsenik bringas i kontakt med ett reduktionsmedel och med vatten eller en vattenlösning för bildning av arseníksyrlighet di- rekt ur det organiska lösningsmedlet.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det organiska lösningsmedlet innehåller tributylfosfat eller dibu- tylbutylfosfonat.

3. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att reduktionsmedlet är svaveldioxidgas, natriumsulfit eller natriumtio- sulfit.

4. U. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att volymförhållandet mellan organiskt lösningsmedel innehållande fem- värd arsenik och vatten är från 50:1 till 1:2.

5. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att reaktionen genomföres vid en temperatur från OOC till QOOOC.