一种以铅锌矿冶炼废水为原料制备溴化亚铊的方法
【专利摘要】本发明涉及一种以铅锌矿冶炼废水为原料制备溴化亚铊的方法，该方法由以下步骤组成：（1）取铅锌矿冶炼废水按铅锌矿冶炼废渣︰铅锌矿冶炼废水=1︰500（g/ml）的比例加入铅锌矿冶炼废渣，搅拌2h，再加入石灰调节pH值至8-9，沉淀，收集底泥；（2）取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉，按底泥粉︰铅锌矿冶炼废水=1︰5（g/ml）的比例加入铅锌矿冶炼废水，搅拌1h，再加硫酸调节pH值为1，过滤，得到铊提取液；（3）向铊提取液中加入溴化钾至溴离子浓度为0.05～0.10mol/L，沉淀，收集沉淀物；（4）将收集沉淀物烘干，即得TlBr（溴化亚铊）。本发明所述方法具有工艺简单、成本廉价和“以废治废”的优点。
【专利说明】一种以铅锌矿冶炼废水为原料制备溴化亚铊的方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及金属的生产，具体涉及从非矿石原料提取金属的方法，该方法适用于从铅锌矿冶炼废水中提取含重金属铊的溴化亚铊。
【背景技术】:
[0002]TlBr (溴化亚铊)是一种具有特殊用途的化工原料，用于制造室温核辐射探测器(室温核辐射探测器指可在室温下工作，同时又对X射线有较高探测效率和较好能量分辨率的探测器)，在核医学、安检、环境监测核武器突防、航天航空、工业探伤和高能物理等领域具有十分广阔的应用前景。TlBr原料通常是采用化学试剂TlNO3和HBr反应合成(一种晶体生长用TlBr粉体的溶液合成方法，申请号CN200910273160.2，
【公开日】2010-11-03)。而T1N03又由金属铊粉末与稀硝酸反应制备。铊的资源量极其有限，世界年产量大约为15吨。(中国2012年的黄金产量约400吨)，因此采用该方法制备TlBr成本昂贵。
[0003]铊通常存在于一些矿产资源(如铅锌硫化物矿)中。在矿产资源利用过程中包括铊在内的重金属被释放入环境中，由此引发的环境污染问题日趋严重。铅锌矿冶工业是铊环境污染的重要来源。虽然铅锌矿中铊含量很低(如广东省凡口铅锌矿铊含量约为10mg/kg)，但在冶炼过程产生的酸性废水中其累积含量可达70~80mg/L，如果直接排放，必将导致环境污染。2010年10月，
[0004]广东北江爆发震惊全国的铊污染事件，即是由韶关冶炼厂铅锌冶炼所致。韶关冶炼厂也因此停产整顿近2年，经济损失惨重，2012年底开始复产，但必须解决铊污染及回收问题。一方面，含铊废水如不及时处理，任意排放，将严重污染环境；另一方面，铊资源极其有限，在地壳中的含量很低，平均丰度只有
[0005]0.8mg/kg,铅锌硫化物矿中铊平均含量也只有10mg/kg，在冶炼过程中不进行
[0006]回收是对铊资源的浪费。
【发明内容】
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[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种以铅锌矿冶炼废水为原料制备高纯度TlBr的方法，并且方法简便，制备成本低。 [0008]本发明解决上述技术问题的技术解决方案是:
[0009]一种以铅锌矿冶炼废水为原料制备溴化亚铊的方法，该方法由以下步骤组成:
[0010](1)取铅锌矿冶炼废水按铅锌矿冶炼废渣:铅锌矿冶炼废水=1: 500 (g/ml)的比例加入铅锌矿冶炼废渣，搅拌2h，再加入石灰调节pH值至8-9，沉淀，收集底泥；
[0011](2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉，按底泥粉:铅锌矿冶炼废水=1: 5 (g/ml)的比例加入铅锌矿冶炼废水，搅拌lh，再加硫酸调节pH值为1，过滤，得到铊提取液；
[0012](3)向铊提取液中加入溴化钾至溴离子浓度为0.05~0.lOmol/L，沉淀，收集沉淀物；
[0013](4)将收集沉淀物烘干，即得TlBr (溴化亚铊)。[0014]本发明上述方法中，第(I)步所加铅锌矿冶炼废渣即冶炼后留下的废渣，
[0015]主要由Fe203、A1203、SiO2等组成，用做铅锌矿冶炼废水中铊的吸附_沉淀剂；
[0016]第(I)步和第(2)步中的铅锌矿冶炼废水是铅锌矿冶炼生产中的循环废水，
[0017]该废水中硫酸含量高(ρΗ=0~1)，冶炼厂称之为污酸，第(I)步既是利用其高酸性溶出废渣中的铁、铝等，又在加入石灰后沉淀回收其中的铊；第(2)
[0018]步所加铅锌矿冶炼废水主要是提取底泥中的铊；第(3)步所加溴化钾使提取液中的铊以TlBr (Ksp=3.71Xl(T6)形式沉淀。[0019]以下将本发明所述方法的反应过程进行简要描述:
[0020]①铅锌矿冶炼废水(污酸)加废渣后，废渣中的铁、铝等溶出，
[0021]冶炼废渣+ 污酸一Fe2++Fe3++Al3+(1)；
[0022]②石灰调节pH至8~9，使铁、铝等离子水解，进而产生絮凝沉淀，并吸附铅锌矿冶炼废水中的铊离子共沉淀，形成底泥，效率非常高，其反应原理如下:
[0023]Fe2++20r — Fe (OH) 2 (2)
[0024]4Fe (OH) 2+02+2H20+ 铊离子一4Fe (铊离子)(OH) 3 丨(3)
[0025]Fe3++30H> 铊离子一Fe (铊离子)(OH) 3 I (4)
[0026]A13++30H_+ 铊离子一Al (铊离子)(OH) 3 I (5)
[0027]③底泥再加铅锌矿冶炼废水，提取(溶出)铊，
[0028]Tl (底泥)+ 污酸一Tl (离子)(6)
[0029]④提取液加溴离子(溴化钾)，使铊以TlBr形式沉淀回收，
[0030]Τr+Br- — TlBr 丨(7)
[0031]由于本发明所述的方法所使用的原料和整个工艺过程中所加入的试剂除石灰、硫酸和溴化钾外都是铅锌矿冶炼生产中有害废料，因此，不仅工艺简单、成本廉价，而且具有“以废治废”的有益效果。
【具体实施方式】[0032]例I
[0033]本例中所用铅锌矿冶炼废水和铅锌矿冶炼废渣来自广东冶炼厂，其中铅锌矿冶炼废水中含铊量为78mg/L ;铅锌矿冶炼废渣中含Fe20340%，Al20310%、Si022 5%。
[0034]1、溴化亚铊的制备
[0035](I)取铅锌矿冶炼废水10000ml加入铅锌矿冶炼废渣20g搅拌2h，再加入石灰调节pH值至8,沉淀,收集底泥；
[0036](2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉40g，加入铅锌矿冶炼废水200ml，搅拌lh，再加硫酸调节PH值为1，过滤，得到铊提取液150ml ；
[0037](3)向铊提取液中加入溴化钾至溴离子浓度至0.075mol/L，沉淀，收集沉淀物；
[0038](4)将收集沉淀物烘干，即得TlBr0.68g。
[0039]2、溴化亚铊纯度的检测
[0040]采用原子吸收分光光度法检测得溴化亚铊纯度为99.1%。
[0041]例2
[0042]本例中所用铅锌矿冶炼废水和铅锌矿冶炼废渣来自广西冶炼厂，其中，铅锌矿冶炼废水中含铊量为76mg/L ;铅锌矿冶炼废渣中含Fe20336%，Al2O315%> Si0220%。
[0043]1、溴化亚铊的制备
[0044](1)取铅锌矿冶炼废水10000ml加入铅锌矿冶炼废渣20g搅拌2h，再加入石灰调节pH值至8,沉淀,收集底泥；
[0045](2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉40g，加入铅锌矿冶炼废水200ml，搅拌lh，再加硫酸调节PH值为1，过滤，得到铊提取液150ml ；
[0046](3)向铊提取液中加入溴化钾至溴离子浓度至0.05mol/L，沉淀，收集沉淀物；
[0047](4)将收集沉淀物烘干，即得TlBr0.65g。
[0048]2、溴化亚铊纯度的检测
[0049]采用原子吸收分光光度法检测得溴化亚铊纯度为99.0%。
[0050]例3
[0051]本例中所用铅锌矿冶炼废水和铅锌矿冶炼废渣来自湖南冶炼厂，其中，铅锌矿冶炼废水中含铊量为72mg/L ;铅锌矿冶炼废渣中含Fe20338%，Al2O311%、Si0228%。
[0052]1、溴化亚铊的制备
[0053](1)取铅锌矿冶炼废水10000ml加入铅锌矿冶炼废渣20g搅拌2h，再加入石灰调节pH值至8,沉淀,收集底泥；
[0054](2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉40g，加入铅锌矿冶炼废水200ml，搅拌lh，再加硫酸调节PH值为1，过滤，得到铊提取液150ml ；
[0055](3)向铊提取液中加入溴化钾至溴离子浓度至0.075mol/L，沉淀，收集沉淀物；
[0056](4)将收集沉淀物烘干，即得TlBr0.66g。
[0057]2、溴化亚铊纯度的检测
[0058]采用原子吸收分光光度法检测得溴化亚铊纯度为98.8%。
[0059]例4
[0060]本例中所用铅锌矿冶炼废水和铅锌矿冶炼废渣来自河南冶炼厂，其中，铅锌矿冶炼废水中含铊量为69mg/L ;铅锌矿冶炼废渣中含Fe20341%，Al2O312%> Si0224%。
[0061]1、溴化亚铊的制备
[0062](1)取铅锌矿冶炼废水10000ml加入铅锌矿冶炼废渣20g搅拌2h，再加入石灰调节pH值至9,沉淀,收集底泥；
[0063](2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉40g，加入铅锌矿冶炼废水200ml，搅拌lh，再加硫酸调节PH值为1，过滤，得到铊提取液150ml ；
[0064](3)向铊提取液中加入溴化钾至溴离子浓度至0.10mol/L，沉淀，收集沉淀物；
[0065](4)将收集沉淀物烘干，即得TlBr0.64g。
[0066]2、溴化亚铊纯度的检测
[0067]采用原子吸收分光光度法检测得溴化亚铊纯度为99.2%。
【权利要求】
1.一种以铅锌矿冶炼废水为原料制备溴化亚铊的方法，该方法由以下步骤组成: (1)取铅锌矿冶炼废水按铅锌矿冶炼废渣:铅锌矿冶炼废水=1: 500 (g/ml)的比例加入铅锌矿冶炼废渣，搅拌2h，再加入石灰调节pH值至8-9，沉淀，收集底泥； (2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉，按底泥粉:铅锌矿冶炼废水=1: 5 (g/ml)的比例加入铅锌矿冶炼废水，搅拌lh，再加硫酸调节pH值为1，过滤，得到铊提取液；(3)向铊提取液中加入溴化钾至溴离子浓度为0.05~0.lOmol/L，沉淀，收集沉淀物； (4)将收集沉淀物烘干，即得TlBr(溴化亚铊)。
【文档编号】C01G15/00GK103833068SQ201410100232
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】张平, 陈绮洁, 姚焱, 陈永亨, 孔曜, 吴颖娟, 黄雪夏, 刘娟 申请人:广州大学