炼铜污酸臭葱石除砷工艺研究

发布时间：2019-07-29 09:29

【摘要】：在矿石开采和重金属冶炼过程中,大量的砷元素进入到烟气和废酸中,如未经处理直接排放会造成水源污染。影响动植物与人类健康。目前含砷污酸处理方法多数以污酸脱砷-危废堆存。其渣量大、浸出毒性高、处理不当会造成二次环境污染,因此,对砷的低渣量、易存放、稳定化的处理将是未来的发展趋势。本文主要以As5+与As3+溶液为研究对象,对于As5+溶液,在超声波作用下,制备含砷量高,浸出毒性低、易堆存的含砷固体-臭葱石(Scorodite);对于As3+溶液,采用石灰-铁盐-洗涤沉淀法与硫化法处理,处理后的低浓度含砷废水采用PFSS处理后,其砷浓度0.5mg/L,可达标排放。通过以上实验研究,可以得出以下结论:(1)考察了 Ass+在超声作用下,不同pH值、不同平衡温度、不同平衡时间以及不同超声功率下对臭葱石晶体合成的影响,并对部分臭葱石晶体进行浸出毒性分析,结果表明,超声的作用体现在两个方面,一方面超声可以增强溶液机械效应、促进晶体形成;另一方面在超声的作用过程中,溶液中溶质分子在进晶核表面、嵌入到晶面过程中,被功率极大的超声作用破坏,影响了晶体的正常形成。通过对实验XRD、SEM等分析可知最佳臭葱石合成条件为:初始pH=2,平衡时间8h,反应温度为87℃,铁砷比为1:2,超声功率为400W。(2)使用石灰-铁盐-洗涤法与硫化法对重金属冶炼污酸的As3+进行实验探究,结果表明:在硫化法中,通过正交实验确定出S/As摩尔比对除砷率影响最大,即硫化钠投加量影响最大,其次是反应温度、反应时间。当反应温度为45℃、反应时间为40min、摩尔比为4.5时,除砷率最佳,达99.99%,其残砷量小于0.5mg/L。随着S/As摩尔比的进一步增大,砷残值有所升高。在石灰-铁盐-洗涤法中,设置第一段沉淀pH值为3.0洗涤沉淀渣后,其沉淀渣洗涤后可当做固废处理,进行综合利用。在二段中和阶段,随着氢氧化钙的投加量的增加,溶液pH不断增大,溶液中砷含量不断减少,即除砷率不断升高。当pH达到12.04时,砷含量降为3.6mg/L,脱砷率达99.97%。(3)使用硅酸钠、硫酸铁等药剂合成了无机絮凝剂PFSS(聚硅酸硫酸铁),用以处理低浓度含砷废水,通过实验可得出以下结论:在影响PFSS絮凝效果的因素中,二氧化硅含量对除砷有着重要的作用,依次为铁硅摩尔比、聚硅酸聚合时间与PFSS活化时间:适量的二氧化硅含量的可增加PFSS的除砷效果,但浓度过高,溶液中的二氧化硅会与硫酸生成硅酸胶体:聚合pH值与活化pH值对PFSS的除砷效果影响较小,通过正交实验分析可知:在固定搅拌速度、反应温度条件下,二氧化硅含量为2.0%、聚硅酸聚合pH值为3.0、铁硅比为4、PFSS活化pH值为2.0。PFSS脱砷率最佳,可达到98.75%。
【图文】：

图１．邋２高砷污酸除砷技术路线图逡逑

图２．１臭葱石合成设备示意图逡逑２．３．２石灰－铁盐法逡逑（１）将污酸过滤后放入烧杯中，，用ｐＨ计测溶液初始ｐＨ值。逡逑（２）像污酸中不断加入氢氧化钙固体，边加入边搅拌。逡逑（３）加入一定量氢氧化钙后，沉淀过滤，烘干过滤渣。逡逑（４）将过滤渣与溶液进行砷检测。逡逑２．３．３硫化法逡逑（１）将三口瓶放入制定温度集热式搅拌器中，加热至制定温度。逡逑（２）封闭三口瓶，根据不同条件，向瓶内加入一定量硫化钠。逡逑（３）待反应完全后，静止过滤，对溶液进行砷含量测定。逡逑２．３．４ＰＦＳＳ
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X758

【参考文献】

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本文编号：2520416