Способ получения мышьяковой кислоты

 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к производству неорганических соединений мышьяка. Способ получения мышьяковой кислоты включает выщелачивание медно-мышьяковистого шлама раствором пероксида водорода в присутствии элементарной серы. Оптимальные параметры процесса выщелачивания: температура 60 - 70^oС, продолжительность 120 - 150 мин, ж : т = 5 : 1 - 10 : 1, концентрация пероксида водорода 5 - 10%, расход серы составляет 0,2 - 0,25 г на 1 г меди в шламе. Изобретение позволяет сократить расход пероксида водорода и упростить процесс. 1 табл.

Изобретение относится к химической технологии, в частности к производству соединений мышьяка.

Известен способ получения мышьяковой кислоты из сульфидов меди и мышьяка путем выщелачивания раствором сульфата меди при 70-90^оС в течение 90-150 мин [1] Наиболее близким к изобретению является способ получения мышьяковой кислоты путем окисления триалкиларсенитов 15%-ным раствором пероксида водорода [2] (прототип).

Недостатками данного способа являются применение концентрированного раствора перекиси и разделение водного слоя мышьяковой кислоты от спиртового экстракцией.

Цель изобретения упрощение процесса получения мышьяковой кислоты и сокращение расхода пероксида водорода.

Цель достигается выщелачиванием медно-мышьяковистого шлама разбавленным раствором пероксида водорода (5-10%) в присутствии определенного количества серы при интенсивном перемешивании в течение 120-150 мин при 60^оС. Путем фильтрации отделяется осадок, который, по данным рентгенофазового анализа, представляет собой сульфид двухвалентной меди, фильтрат-разбавленный раствор мышьяковой кислоты.

Медь, представленная в шламе в виде арсенида меди состава Cu₃As, взаимодействует с серой с образованием сульфида меди СuS по реакции 2Cu₃As + 6S + 5H₂O₂ 6CuS + 2H₃AsO₄ + 2H₂O П р и м е р осуществления способа. 50 г медно-мышьяковистого шлама с содержанием 40,4% меди, 19,6% мышьяка, 4,1% серы, 4,9% свинца и 10,1 г элементарной серы заливаются 300 мл 5%-ного раствора пероксида водорода и перемешивается в течение 150 мин при 60^оС. После отделения сульфида меди фильтрат упаривают для концентрирования мышьяковой кислоты. Выход мышьяковой кислоты составляет 90,3% извлечение мышьяка из шлама 95,1% Для обоснования оптимальных параметров процесса выщелачивания было изучено влияние концентрации пероксида водорода, продолжительности, отношения ж:т, расхода серы на степень извлечения мышьяка в раствор. Результаты приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, оптимальными условиями выщелачивания медно-мышьяковистого шлама являются температура 60-70^оС, продолжительность 120-150 мин, ж: т 5: 1-10:1, концентрация перекиси водорода 5-10% расход серы составляет 0,2-0,25 г на 1 г меди в шламе. При температуре ниже 60^оС извлечение мышьяка в раствор незначительное, а повышение температуры приводит к разложению пероксида водорода, при продолжительности менее чем 120 мин из-за неполноты протекания реакции окисления-восстановления степень извлечения мышьяка низкая, расход серы обусловлен сульфидированием меди, содержащейся в шламе, концентрация выше 10% нежелательна из-за возможного окисления серы и образования сульфата меди, что приводит к загрязнению мышьяковой кислоты.

Опыты проводились с медно-мышьяковистым шламом купоросного отделения Джезказганского медь-завода. На практике этот богатый по мышьяку продукт возвращается в медное производство без удаления мышьяка, что приводит к его циркуляции по всем продуктам переделов.

Предлагаемый способ позволит удалить мышьяк из шлама в виде товарного продукта-мышьяковой кислоты, которая является основным компонентом антисептиков для пропитки древесины.

Преимуществами предлагаемого способа по сравнению с прототипом являются: снижение расхода пероксида водорода в 1,5 3 раза; исключение операции экстракции; использование для получения мышьяковой кислоты многотоннажного промпродукта (медно-мышьяковистого шлама).

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЫШЬЯКОВОЙ КИСЛОТЫ, включающий окисление мышьяксодержащего сырья пероксидом водорода, отличающийся тем, что окислению подвергают медно-мышьяковистый шлам 5 - 10%-ным раствором пероксида водорода в присутствии серы, взятой в количестве 0,2 - 0,25 г на 1 г меди в шламе, при соотношении Ж : Т = (5 - 10) : 1 в течение 120 - 150 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2