一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備溴化亞鉈的方法
【專利摘要】本發明涉及一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備溴化亞鉈的方法，該方法由以下步驟組成：（1）取鉛鋅礦冶煉廢水按鉛鋅礦冶煉廢渣︰鉛鋅礦冶煉廢水=1︰500（g/ml）的比例加入鉛鋅礦冶煉廢渣，攪拌2h，再加入石灰調節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︰鉛鋅礦冶煉廢水=1︰5（g/ml）的比例加入鉛鋅礦冶煉廢水，攪拌1h，再加硫酸調節pH值為1，過濾，得到鉈提取液；（3）向鉈提取液中加入溴化鉀至溴離子濃度為0.05～0.10mol/L，沉淀，收集沉淀物；（4）將收集沉淀物烘干，即得TlBr（溴化亞鉈）。本發明所述方法具有工藝簡單、成本廉價和“以廢治廢”的優點。
【專利說明】一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備溴化亞鉈的方法
【技術領域】:
[0001]本發明涉及金屬的生產，具體涉及從非礦石原料提取金屬的方法，該方法適用于從鉛鋅礦冶煉廢水中提取含重金屬鉈的溴化亞鉈。
【背景技術】:
[0002]TlBr (溴化亞鉈)是一種具有特殊用途的化工原料，用于制造室溫核輻射探測器(室溫核輻射探測器指可在室溫下工作，同時又對X射線有較高探測效率和較好能量分辨率的探測器)，在核醫學、安檢、環境監測核武器突防、航天航空、工業探傷和高能物理等領域具有十分廣闊的應用前景。TlBr原料通常是采用化學試劑TlNO3和HBr反應合成(一種晶體生長用TlBr粉體的溶液合成方法，申請號CN200910273160.2，
【公開日】2010-11-03)。而T1N03又由金屬鉈粉末與稀硝酸反應制備。鉈的資源量極其有限，世界年產量大約為15噸。(中國2012年的黃金產量約400噸)，因此采用該方法制備TlBr成本昂貴。
[0003]鉈通常存在于一些礦產資源(如鉛鋅硫化物礦)中。在礦產資源利用過程中包括鉈在內的重金屬被釋放入環境中，由此引發的環境污染問題日趨嚴重。鉛鋅礦冶工業是鉈環境污染的重要來源。雖然鉛鋅礦中鉈含量很低(如廣東省凡口鉛鋅礦鉈含量約為10mg/kg)，但在冶煉過程產生的酸性廢水中其累積含量可達70~80mg/L，如果直接排放，必將導致環境污染。2010年10月，
[0004]廣東北江爆發震驚全國的鉈污染事件，即是由韶關冶煉廠鉛鋅冶煉所致。韶關冶煉廠也因此停產整頓近2年，經濟損失慘重，2012年底開始復產，但必須解決鉈污染及回收問題。一方面，含鉈廢水如不及時處理，任意排放，將嚴重污染環境；另一方面，鉈資源極其有限，在地殼中的含量很低，平均豐度只有
[0005]0.8mg/kg,鉛鋅硫化物礦中鉈平均含量也只有10mg/kg，在冶煉過程中不進行
[0006]回收是對鉈資源的浪費。
【發明內容】
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[0007]本發明所要解決的技術問題是提供一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備高純度TlBr的方法，并且方法簡便，制備成本低。 [0008]本發明解決上述技術問題的技術解決方案是:
[0009]一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備溴化亞鉈的方法，該方法由以下步驟組成:
[0010](1)取鉛鋅礦冶煉廢水按鉛鋅礦冶煉廢渣:鉛鋅礦冶煉廢水=1: 500 (g/ml)的比例加入鉛鋅礦冶煉廢渣，攪拌2h，再加入石灰調節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:鉛鋅礦冶煉廢水=1: 5 (g/ml)的比例加入鉛鋅礦冶煉廢水，攪拌lh，再加硫酸調節pH值為1，過濾，得到鉈提取液；
[0012](3)向鉈提取液中加入溴化鉀至溴離子濃度為0.05~0.lOmol/L，沉淀，收集沉淀物；
[0013](4)將收集沉淀物烘干，即得TlBr (溴化亞鉈)。[0014]本發明上述方法中，第(I)步所加鉛鋅礦冶煉廢渣即冶煉后留下的廢渣，
[0015]主要由Fe203、A1203、SiO2等組成，用做鉛鋅礦冶煉廢水中鉈的吸附_沉淀劑；
[0016]第(I)步和第(2)步中的鉛鋅礦冶煉廢水是鉛鋅礦冶煉生產中的循環廢水，
[0017]該廢水中硫酸含量高(ρΗ=0~1)，冶煉廠稱之為污酸，第(I)步既是利用其高酸性溶出廢渣中的鐵、鋁等，又在加入石灰后沉淀回收其中的鉈；第(2)
[0018]步所加鉛鋅礦冶煉廢水主要是提取底泥中的鉈；第(3)步所加溴化鉀使提取液中的鉈以TlBr (Ksp=3.71Xl(T6)形式沉淀。[0019]以下將本發明所述方法的反應過程進行簡要描述:
[0020]①鉛鋅礦冶煉廢水(污酸)加廢渣后，廢渣中的鐵、鋁等溶出，
[0021]冶煉廢渣+ 污酸一Fe2++Fe3++Al3+(1)；
[0022]②石灰調節pH至8~9，使鐵、鋁等離子水解，進而產生絮凝沉淀，并吸附鉛鋅礦冶煉廢水中的鉈離子共沉淀，形成底泥，效率非常高，其反應原理如下:
[0023]Fe2++20r — Fe (OH) 2 (2)
[0024]4Fe (OH) 2+02+2H20+ 鉈離子一4Fe (鉈離子)(OH) 3 丨(3)
[0025]Fe3++30H> 鉈離子一Fe (鉈離子)(OH) 3 I (4)
[0026]A13++30H_+ 鉈離子一Al (鉈離子)(OH) 3 I (5)
[0027]③底泥再加鉛鋅礦冶煉廢水，提取(溶出)鉈，
[0028]Tl (底泥)+ 污酸一Tl (離子)(6)
[0029]④提取液加溴離子(溴化鉀)，使鉈以TlBr形式沉淀回收，
[0030]Τr+Br- — TlBr 丨(7)
[0031]由于本發明所述的方法所使用的原料和整個工藝過程中所加入的試劑除石灰、硫酸和溴化鉀外都是鉛鋅礦冶煉生產中有害廢料，因此，不僅工藝簡單、成本廉價，而且具有“以廢治廢”的有益效果。
【具體實施方式】[0032]例I
[0033]本例中所用鉛鋅礦冶煉廢水和鉛鋅礦冶煉廢渣來自廣東冶煉廠，其中鉛鋅礦冶煉廢水中含鉈量為78mg/L ;鉛鋅礦冶煉廢渣中含Fe20340%，Al20310%、Si022 5%。
[0034]1、溴化亞鉈的制備
[0035](I)取鉛鋅礦冶煉廢水10000ml加入鉛鋅礦冶煉廢渣20g攪拌2h，再加入石灰調節pH值至8,沉淀,收集底泥；
[0036](2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉40g，加入鉛鋅礦冶煉廢水200ml，攪拌lh，再加硫酸調節PH值為1，過濾，得到鉈提取液150ml ；
[0037](3)向鉈提取液中加入溴化鉀至溴離子濃度至0.075mol/L，沉淀，收集沉淀物；
[0038](4)將收集沉淀物烘干，即得TlBr0.68g。
[0039]2、溴化亞鉈純度的檢測
[0040]采用原子吸收分光光度法檢測得溴化亞鉈純度為99.1%。
[0041]例2
[0042]本例中所用鉛鋅礦冶煉廢水和鉛鋅礦冶煉廢渣來自廣西冶煉廠，其中，鉛鋅礦冶煉廢水中含鉈量為76mg/L ;鉛鋅礦冶煉廢渣中含Fe20336%，Al2O315%> Si0220%。
[0043]1、溴化亞鉈的制備
[0044](1)取鉛鋅礦冶煉廢水10000ml加入鉛鋅礦冶煉廢渣20g攪拌2h，再加入石灰調節pH值至8,沉淀,收集底泥；
[0045](2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉40g，加入鉛鋅礦冶煉廢水200ml，攪拌lh，再加硫酸調節PH值為1，過濾，得到鉈提取液150ml ；
[0046](3)向鉈提取液中加入溴化鉀至溴離子濃度至0.05mol/L，沉淀，收集沉淀物；
[0047](4)將收集沉淀物烘干，即得TlBr0.65g。
[0048]2、溴化亞鉈純度的檢測
[0049]采用原子吸收分光光度法檢測得溴化亞鉈純度為99.0%。
[0050]例3
[0051]本例中所用鉛鋅礦冶煉廢水和鉛鋅礦冶煉廢渣來自湖南冶煉廠，其中，鉛鋅礦冶煉廢水中含鉈量為72mg/L ;鉛鋅礦冶煉廢渣中含Fe20338%，Al2O311%、Si0228%。
[0052]1、溴化亞鉈的制備
[0053](1)取鉛鋅礦冶煉廢水10000ml加入鉛鋅礦冶煉廢渣20g攪拌2h，再加入石灰調節pH值至8,沉淀,收集底泥；
[0054](2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉40g，加入鉛鋅礦冶煉廢水200ml，攪拌lh，再加硫酸調節PH值為1，過濾，得到鉈提取液150ml ；
[0055](3)向鉈提取液中加入溴化鉀至溴離子濃度至0.075mol/L，沉淀，收集沉淀物；
[0056](4)將收集沉淀物烘干，即得TlBr0.66g。
[0057]2、溴化亞鉈純度的檢測
[0058]采用原子吸收分光光度法檢測得溴化亞鉈純度為98.8%。
[0059]例4
[0060]本例中所用鉛鋅礦冶煉廢水和鉛鋅礦冶煉廢渣來自河南冶煉廠，其中，鉛鋅礦冶煉廢水中含鉈量為69mg/L ;鉛鋅礦冶煉廢渣中含Fe20341%，Al2O312%> Si0224%。
[0061]1、溴化亞鉈的制備
[0062](1)取鉛鋅礦冶煉廢水10000ml加入鉛鋅礦冶煉廢渣20g攪拌2h，再加入石灰調節pH值至9,沉淀,收集底泥；
[0063](2)取底泥，干燥，粉碎，得底泥粉40g，加入鉛鋅礦冶煉廢水200ml，攪拌lh，再加硫酸調節PH值為1，過濾，得到鉈提取液150ml ；
[0064](3)向鉈提取液中加入溴化鉀至溴離子濃度至0.10mol/L，沉淀，收集沉淀物；
[0065](4)將收集沉淀物烘干，即得TlBr0.64g。
[0066]2、溴化亞鉈純度的檢測
[0067]采用原子吸收分光光度法檢測得溴化亞鉈純度為99.2%。
【權利要求】
1.一種以鉛鋅礦冶煉廢水為原料制備溴化亞鉈的方法，該方法由以下步驟組成: (1)取鉛鋅礦冶煉廢水按鉛鋅礦冶煉廢渣:鉛鋅礦冶煉廢水=1: 500 (g/ml)的比例加入鉛鋅礦冶煉廢渣，攪拌2h，再加入石灰調節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:鉛鋅礦冶煉廢水=1: 5 (g/ml)的比例加入鉛鋅礦冶煉廢水，攪拌lh，再加硫酸調節pH值為1，過濾，得到鉈提取液；(3)向鉈提取液中加入溴化鉀至溴離子濃度為0.05~0.lOmol/L，沉淀，收集沉淀物； (4)將收集沉淀物烘干，即得TlBr(溴化亞鉈)。
【文檔編號】C01G15/00GK103833068SQ201410100232
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月18日 優先權日:2014年3月18日
【發明者】張平, 陳綺潔, 姚焱, 陳永亨, 孔曜, 吳穎娟, 黃雪夏, 劉娟 申請人:廣州大學