专利名称：二氧化硫还原-扩散渗析法从高铜高砷废水中分离和回收铜和砷的制作方法
技术领域：
本发明涉及冶金化工技术领域，具体地说是一种二氧化硫还原-扩散渗析法从高铜高砷废 水中分离和回收铜和砷。
背景技术：
高铜高砷废水中铜、砷含量都较高，采用适当的方法将其中的铜与砷进行分离和回收， 无论从资源回收还是环境保护方面来说都具有积极意义。我国在高铜高砷废水的处理方法主 要有石灰-铁盐法，共沉淀法，石灰-硫化法，电解法，吸附法，氧化中和法等，但这些工艺 和技术存在着试剂消耗大，产出的废渣容易产生二次污染及工序复杂等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二氧化硫还原-扩散渗析法从高铜高砷废水中分离和回收铜 和砷，以达到解决环境污染、回收资源、降低成本、节省能源、简化工艺的目的。 本发明的技术方案包括以下步骤
(1) 二氧化硫还原在硫酸铜生产废水中，通入二氧化硫气体，控制流量为l~5kg/h、
反应温度为20 60。C、在搅拌速度为400 1200r/min条件下，反应0.5~2h;过滤分离三氧化二 砷和沉砷液；
(2) 扩散渗析分离将沉砷液和进水酸度为0~20g/L的水分别加入扩散渗析器的酸、水 注入口，静置0.5 3h，控制水的流速为350~600ml/h，沉砷液的流速为300~500ml/h，得到 回收酸和含铜残液；
(3) 含铜残液水解沉淀得到铜富集物；回收酸返回到硫酸铜工艺；
(4) 铜和砷的干燥处理
A. 按已有技术从第l步分离的三氧化二砷，在干燥箱于100。C干燥12h;
B. 按已有技术从4步分离的铜富集物，在干燥箱于10(TC干燥12h。 所述扩散渗析器是均相阴离子交换膜扩散渗析器。 所述均相阴离子交换膜是DF120或S203均相阴离子交换膜中的一种。本发明使用二氧化硫还原和扩散渗析两个阶段进行铜砷的分离和回收。经二氧化硫还原 后，可以使沉砷液中砷的浓度降低到10~20g/L;再经均相阴离子交换膜扩散渗析器分离沉砷 液中的残留的砷和铜，使回收酸中铜的浓度降低到l~2g/L，砷的浓度降低到6~7g/L;含铜残 液中铜的浓度为30 40g/L,砷的浓度为6 7g/L。铜的总分离率达95 961/。，回收率达97%~98%; 砷的总分离率达95 96%，回收率达99% 100%。本发明在分离过程不引入体系以外的杂质， 操作简便、设备简单、不耗电、还能实现资源的再利用、降低了生产成本，节省了能源，有 效地解决了废水排放后砷的污染，无论从资源回收还是环境保护方面来说都具有十分重要的 意义。
实施例1:
(1) 取硫酸铜生产废水20L ，分折废水中含铜量为37.4g/L;废水中含砷量为160.06g/L; 通入二氧化硫气体，控制流量为3kg/h、反应温度为30'C、在搅拌速度为800r/min条件下， 反应lh;过滤分离得到三氧化二砷和沉砷液；得到三氧化二砷2.09kg，沉砷液接近20L，沉 砷液中砷的浓度为是14.05 g/L;
(2) 将以上所得到的沉砷液和进水酸度为5 g/L的水分别进入均相阴离子交换膜扩散渗 析器的酸、水注入口，静置2h，控制水流速为400 ml/h，控制沉砷液流速为400 ml/h，得到 回收酸和含铜残液；回收酸中铜的浓度降低到1.76g/L，砷的浓度为6.86g/L;含铜残液中铜 的浓度为34.86 g/L，砷的浓度为6.58g/L;铜的总分离率达95.19%，总回收率达97.91%;砷 的总分离率达95.63 %，砷的总回收率达99.62 %;
(3) 按照己有技术将含铜残液水解沉淀得到铜富集物；回收酸返回到硫酸铜工艺；
(4) 铜和砷的干燥处理
A按已有技术从第1步分离的三氧化二砷在干燥箱于IO(TC干燥12 h B按已有技术从4步分离的铜富集物，在干燥箱于IOO'C干燥12 h。
实施例2:
U)取硫酸铜生产废水20L ，分折废水中含铜量为37.4g/L;废水中含砷量为160.06g/L; 通入二氧化硫气体，控制流量为lkg/h、反应温度为2(TC、在搅拌速度为400r/min条件下，反应2h;过滤分离得到三氧化二砷和沉砷液；得到三氧化二砷1.30kg，沉砷液接近20L，沉 砷液中砷的浓度为是98.06 g/L;
(2) 将以上所得到的沉砷液和进水酸度为10g/L的水分别进入均相阴离子交换膜扩散渗 析器的酸、水注入口，静置lh，控制水流速为600 ml/h，控制沉砷液流速为500 nil/h。得到 回收酸和含铜残液；回收酸中铜的浓度降低到1.46 g/L，砷的浓度为42.43 g/L;含铜残液中 铜的浓度为35.08 g/L，砷的浓度为44.39 g/L。铜的总分离率达95.24%，总回收率达98.48%; 砷的总分离率达67.90 %，总回收率达97.59 %;
(3) 按照己有技术将含铜残液水解沉淀得到铜富集物；回收酸返回到硫酸铜工艺；
(4) 铜和砷的干燥处理
A按已有技术从第1步分离的三氧化二砷在干燥箱于IO(TC干燥12 h; B按已有技术从4步分离的铜富集物，在干燥箱于IO(TC干燥12 h。
实施例3:
(1) 取硫酸铜生产废水20L ,分折废水中含铜量为37.4g/L;废水中含砷量为160.06 g/L; 通入二氧化硫气体，控制流量为5kg/h、反应温度为5(TC、在搅拌速度为1200r/min条件下， 反应0.5h;过滤分离得到三氧化二砷和沉砷液；得到三氧化二砷1.54kg，沉砷液接近20L， 沉砷液中砷的浓度为是86.56 g/L;
(2) 将以上所得到的沉砷液和进水酸度为1 g/L的水分别进入均相阴离子交换膜扩散渗 析器的酸、水注入口，静置3h，控制水流速为500 ml/h，控制沉砷液流速为300 ml/h， 得到回收酸和含铜残液；回收酸中铜的浓度降低到1.42g/L，砷的浓度为26.88 g/L;含铜 残液中铜的浓度为33.44 g/L，砷的浓度为36.95 g/L。铜的总分离率达93.38%，总回收率 达95.75%;砷的总分离率达74.64%，总回收率达97.67%;
(3) 按照已有技术将含铜残液水解沉淀得到铜富集物；回收酸返回到硫酸铜工艺；
(4) 铜和砷的干燥处理
A按已有技术从第1步分离的三氧化二砷在干燥箱于IO(TC干燥12 h; B按已有技术从4步分离的铜富集物，在干燥箱于IO(TC干燥12 h。
权利要求
1. 一种二氧化硫还原-扩散渗析法从高铜高砷废水中分离和回收铜和砷，其特征在于，包括以下步骤(1)二氧化硫还原在硫酸铜生产废水中，通入二氧化硫气体，控制流量为1～5kg/h、反应温度为20～60℃、在搅拌速度为400～1200r/min条件下，反应0.5～2h；过滤分离三氧化二砷和沉砷液；(2)扩散渗析分离将沉砷液和进水酸度为0～20g/L的水分别加入扩散渗析器的酸、水注入口，静置0.5～3h，控制水的流速为350～600ml/h，沉砷液的流速为300～500ml/h，得到回收酸和含铜残液；(3)含铜残液水解沉淀得到铜富集物；回收酸返回到硫酸铜工艺；(4)铜和砷的干燥处理A. 按已有技术从第1步分离的三氧化二砷，在干燥箱于100℃干燥12h；B. 按已有技术从4步分离的铜富集物，在干燥箱于100℃干燥12h。
2. 根据权利要求1所述的二氧化硫还原-扩散渗析法从高铜高砷废水中分离和回收铜和 砷，其特征在于，所述扩散渗析器是均相阴离子交换膜扩散渗析器。
3. 根据权利要求2所述的二氧化硫还原-扩散渗析法从高铜高砷废水中分离和回收铜和 砷，其特征在于，所述均相阴离子交换膜是DF120或S203均相阴离子交换膜中的一种。
全文摘要
本发明公开了一种二氧化硫还原-扩散渗析法从高铜高砷废水中分离和回收铜和砷。先用二氧化硫还原，过滤分离三氧化二砷和沉砷液；再将沉砷液和进水酸度为0～20g/L的水分别加入扩散渗析器的酸、水注入口，得到回收酸和含铜残液；含铜残液水解沉淀得到铜富集物，回收酸返回到硫酸铜工艺；铜和砷干燥处理即可。铜的总分离率达95～96％，回收率达97％～98％；砷的总分离率达95～96％，回收率达99％～100％。本发明在分离过程不引入体系以外的杂质，操作简便、设备简单、不耗电、还能实现资源的再利用、降低了生产成本，节省了能源，有效地解决了废水排放后的砷的污染，无论从资源回收还是环境保护方面来说都具有十分重要的意义。
文档编号C22B7/00GK101429594SQ20081014393
公开日2009年5月13日 申请日期2008年12月15日 优先权日2008年12月15日
发明者宝 张, 张佳峰, 彭春丽, 璇 曹, 倩 李 申请人:中南大学