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铜冶炼厂含砷污酸的石灰—铁盐—离子交换法梯级沉砷实验研究

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铜冶炼厂含砷污酸的石灰—铁盐—离子交换法梯级沉砷实验研究

作者：张桂芳昆明理工大学

学位级别：硕士

铜冶炼厂含砷污酸具有砷含量高、毒性强、成分复杂、难处理等特点,是目前许多有色冶炼厂遇到的难题。基于此含砷污酸的研究课题具有重要意义,本文以云南某铜冶炼厂含砷污酸为研究对象,以除砷效果好、渣量少、处理成本低、工艺简单等为目... 详细信息

铜冶炼厂含砷污酸具有砷含量高、毒性强、成分复杂、难处理等特点,是目前许多有色冶炼厂遇到的难题。基于此含砷污酸的研究课题具有重要意义,本文以云南某铜冶炼厂含砷污酸为研究对象,以除砷效果好、渣量少、处理成本低、工艺简单等为目的,提出一种石灰-铁盐-离子交换法梯级沉砷新的工艺方法。通过研究石灰-铁盐法除砷影响条件和离子交换法除砷影响条件,展开实验。首先,研究树脂的活化改性,提高对砷离子的吸附效果,探索不同树脂、不同p H、反应时间、反应温度、Fe(Ⅲ)的浓度和树脂解吸再生等因素对砷的吸附,分析树脂对砷离子的吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学等吸附性能的研究;其次,研究石灰-铁盐法沉砷实验,研究不同p H值、反应时间、反应温度、铁砷比等因素对石灰-铁盐法沉砷的影响;最后,研究石灰-铁盐-离子交换法沉砷的实验,通过研究不同p H值、树脂用量等条件对除砷效果的影响,得到最佳条件,形成整个三段法除砷的简单工艺。采用ICP、XRF、XRD、SEM-EDS对实验产物进行表征,得到如下结论:(1)离子交换法除砷研究,当Fe(Ⅲ)离子浓度>0.2 mol/L,吸附温度20℃、吸附时间8 h、p H为9.3时,732树脂对砷离子的吸附率达90.09%,吸附容量为56.67 mg/g;吸附动力学研究表明树脂除砷符合准一级动力学吸附;吸附等温线研究表明树脂除砷符合Freundlich模型吸附;吸附热力学结果表明树脂除砷吸附能自发进行、放热反应和熵增吸附。当盐酸浓度为3 mol/L,静态解吸24 h,解吸效果最佳,As解吸率为87.81%。(2)石灰-铁盐法除砷研究,当p H值为5.5时砷的去除率为81.6%,砷浓度降低为2.4g/L;时间因素实验当反应时间为60 min,砷的剩余浓度为2.6 g/L,60min时砷的去除率为51.41%;当反应温度为70℃时砷的去除率为81.4%,砷的剩余浓度为0.9g/L;最佳的铁砷比为1.05,此时砷的去除率为79.35%;XRD物相分析,石灰法得到产物主要为Ca SO·2HO,铁盐法得到产物为无定形砷酸铁;石灰-铁盐法沉砷得到的砷渣的SEM-EDS表征分析,沉砷渣呈不均匀的团状,有大大小小的颗粒物团聚在一起,主要含有O、Fe、As三种元素,产物主要以砷酸铁物质存在。(3)石灰-铁盐-离子交换法除砷的研究,三段法除砷p H值为5.5时砷的最佳去除率达99.4%;离子交换法除砷中当p H值从9.5～10.0时砷的去除率保持一致,最佳砷的去除率为99.5%砷的浓度为18.84 mg/L;离子交换法除砷实验树脂用量最佳配比为8:1,树脂8:1配比得到砷的去除率为85.62%。通过XRF元素分析,石灰法得到的砷渣中砷的含量最低为1.56%,铁盐法得到的砷渣中砷的含量最低为26.62%,离子交换法得到的砷渣中砷的含量最低为12.45%;石灰-铁盐-离子交换法沉砷得到的砷渣进行了形貌和元素的表征分析,SEM-EDS表征结果表示沉砷渣主要含有O、Fe、As三种元素,Fe元素含量最高其次是O元素然后是As元素,产物主要为无定形砷酸铁,实验结果与XRF元素分析砷的含量相符。整个脱砷工艺流程操作简单、产生的渣量少、处理成本低、除砷率高,是一种很有应用前景的除砷工艺。

关键词：含砷污酸吸附法石灰-铁盐法离子交换法梯级沉砷

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铜渣与含砷污酸反应行为及除砷机理

中国环境科学 2019年第10期39卷 4228-4238页

作者：李永奎祝星祁先进王华张鑫惠兴欢郝峰焱蔡贵远昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室云南昆明650093 昆明理工大学冶金与能与能源工程学院云南昆明650093 楚雄滇中有色金属有限责任公司云南楚雄675000

分析铜渣组成结构和形貌特性的基础上,研究了铜渣与含砷污酸反应行为及脱砷规律,阐明了反应动力学过程,揭示了铜渣除砷机理.结果表明:在铜渣用量为0.2g/mL,反应温度为23℃,反应时间为24h的最优条件下,铜渣的最大去除容量达到25.89mg/g,... 详细信息

分析铜渣组成结构和形貌特性的基础上,研究了铜渣与含砷污酸反应行为及脱砷规律,阐明了反应动力学过程,揭示了铜渣除砷机理.结果表明:在铜渣用量为0.2g/mL,反应温度为23℃,反应时间为24h的最优条件下,铜渣的最大去除容量达到25.89mg/g,除砷率达到99.56%,并且除砷后铜渣的砷浸出浓度低于5mg/L的危险废弃物界定限值,属于一般固体废弃物.铜渣除砷过程符合拟二级动力学模型,该过程受铁离子释放速度限制,离子交换吸附和化学沉淀方式同步进行实现了砷的脱除,两种方式的结合有利于砷的稳定化.铜渣与污酸反应释放大量的铁离子,通过离子交换吸附与砷酸根离子发生沉淀反应,形成较为稳定的砷酸盐及其衍生化合物,进而达到除砷目的.铜渣表现出优越的除砷性能,为重有色冶炼污酸处置提供了一种高效和低成本的方法.

关键词：铜渣含砷污酸除砷动力学

冶炼含砷污酸与酸性含砷废水处理试验及应用研究

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冶炼含砷污酸与酸性含砷废水处理试验及应用研究

作者：郭恒萍长安大学

学位级别：硕士

随着对冶炼企业污废水排放要求的日益严格,在冶炼生产过程中产生的污酸污废水的处理问题日益受到重视。本文针对某复杂精金矿冶炼厂技术改造工程排放的污酸及酸性废水具有低pH值及含砷浓度高的污染特性,对该冶炼企业污酸污废水进行了净... 详细信息

随着对冶炼企业污废水排放要求的日益严格,在冶炼生产过程中产生的污酸污废水的处理问题日益受到重视。本文针对某复杂精金矿冶炼厂技术改造工程排放的污酸及酸性废水具有低pH值及含砷浓度高的污染特性,对该冶炼企业污酸污废水进行了净化机理研究,通过对预选处理方案的试验研究,得出相应较优的处理工艺,并根据研究结果进行工艺设计。通过对预选方案的试验研究、进出水水质情况分析及工艺比选,得出：针对冶炼含砷污酸设计采用硫化法+石灰石二段中和处理法新工艺,对含砷污酸进行减量化、降酸性处理,处理出水混合厂区酸性含砷废水进行下一步处理;针对酸性含砷废水设计采用石灰法+二段石灰-铁盐法,对酸性含砷废水进行降解处理,同时在工艺设计时增加出水深化处理(戈尔膜处理法),使出水水质完全达标,并实现在生产中的循环利用。含砷污酸处理设计采用硫化法+石灰石二段中和处理法,处理出水中砷的去除率可达到97.64%,在去除砷的同时,SS、Hg、F的含量也明显降低。工艺设计一段硫化法投加Na2S药剂,主要去除污酸中的Hg离子,同时降低As离子含量,控制反应pH值在7-9;二段采用石灰石中和法,将污酸pH调节至8～10,As含量可降低到排放标准以下,同时出水呈碱性,可与厂区酸性含砷废水中和后进行后续处理。酸性含砷废水的处理设计采用石灰—二段石灰+铁盐法,在酸性含砷废水中加入10%的Ca(OH)2,调节废水pH值为10-11;在二段处理过程中同时加入10%的FeSO4·7H220和石灰,调节处理出水pH值在6-9之间,并通入有压空气曝气。在反应过程中,Fe2+转变成Fe3+,As3+转变成As5+,从而生成溶解度很小的FeAsO4沉淀,在FeAsO4沉淀的同时起到絮凝共沉作用,彻底去除酸性废水中的砷和其他金属离子,使最终处理出水中砷的去处理达到99.7%。污酸处理与酸性废水处理的连续性使处理工艺连续化,综合利用了处理过程中酸碱性废水中和的有力条件。

关键词：含砷污酸酸性含砷废水硫化法石灰中和法石灰—铁盐法戈尔膜

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沉淀转化法处理铜冶炼含砷污酸的工业化应用

中国有色金属 2018年第A2期 26-30页

作者：余珊刘丰曹洁刘坤李飞燕大冶有色设计研究院有限公司湖北黄石435002 大冶有色金属有限责任公司湖北黄石435002 有色金属冶金与循环利用湖北省重点实验室湖北黄石435002

采用沉淀转化法新工艺处理大冶有色冶炼厂含砷污酸,经过氢氧化钠中和,硫酸铜沉淀、过滤后,滤液中As可达到37 mg·L-1,砷沉淀率为98.01%。砷总利用率达到86.17%。硫酸铜沉淀率为99.83%,硫酸铜总回收率为98.79%。所得产品三氧化二砷含量为... 详细信息

采用沉淀转化法新工艺处理大冶有色冶炼厂含砷污酸,经过氢氧化钠中和,硫酸铜沉淀、过滤后,滤液中As可达到37 mg·L-1,砷沉淀率为98.01%。砷总利用率达到86.17%。硫酸铜沉淀率为99.83%,硫酸铜总回收率为98.79%。所得产品三氧化二砷含量为95.20%,砷总回收率≥85%。无论采用绿矾还是聚合硫酸铁处理硫酸铜沉淀后滤液,砷≤0.50 mg·L-1,均能达到国家废水综合排放标准。

关键词：沉淀含砷污酸三氧化二砷工业化应用

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离子强度对臭葱石结晶和固砷效率的影响研究

应用化工 2022年第11期51卷 3207-3211,3216页

作者：苏瑞祁宝川赵丽红高艳娇辽宁工业大学土木建筑工程学院辽宁锦州121001 伊犁师范大学化学与环境科学学院新疆伊宁835000

采用臭葱石(FeAsO_(4)·2H_(2)O)沉淀法处理有色冶炼含砷污酸,研究离子强度对污酸除砷效率和臭葱石结晶的影响,并对影响机理进行了阐述。实验表明,污酸离子强度的增加仅会短暂降低砷的去除速率,即使在较高的离子强度下,最终砷的去除效... 详细信息

采用臭葱石(FeAsO_(4)·2H_(2)O)沉淀法处理有色冶炼含砷污酸,研究离子强度对污酸除砷效率和臭葱石结晶的影响,并对影响机理进行了阐述。实验表明,污酸离子强度的增加仅会短暂降低砷的去除速率,即使在较高的离子强度下,最终砷的去除效率也可达~98%。XRD、SEM、IR及Raman表明,离子强度的增加仅对臭葱石结晶速率具有降低的趋势,但不影响臭葱石最终的结晶,表明臭葱石法对高离子强度的含砷污酸具有很好的固砷作用。

关键词：含砷污酸臭葱石固砷离子强度

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硫铁矿制酸装置净化污酸硫化除砷生产实践

硫酸工业 2022年第1期 35-37页

作者：文丰兴赵洪贵云南威龙化工科技有限公司云南楚雄651201 武汉飞博乐环保工程有限公司湖北武汉430023

介绍了云南威龙化工科技有限公司硫铁矿制酸装置污酸硫化法处理系统的工艺流程及主要设备。该处理系统设计污酸处理量10 m^(3)/h,污酸中w(H_(2)SO_(4))10%~15%、ρ(As)3~4 g/L,处理后污酸ρ(As)小于7 mg/L,中和后污水ρ(As)小于0.25 mg... 详细信息

介绍了云南威龙化工科技有限公司硫铁矿制酸装置污酸硫化法处理系统的工艺流程及主要设备。该处理系统设计污酸处理量10 m^(3)/h,污酸中w(H_(2)SO_(4))10%~15%、ρ(As)3~4 g/L,处理后污酸ρ(As)小于7 mg/L,中和后污水ρ(As)小于0.25 mg/L,污水直接回用于硫酸生产系统。硫化法深度除砷后中和石膏渣中砷含量极低,可作为一般固体废物处置。

关键词：硫铁矿制酸含砷污酸硫化除砷生产实践

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沉淀—溶解法回收污酸中砷的新工艺研究

沉淀—溶解法回收污酸中砷的新工艺研究

作者：张胜华中南大学

学位级别：硕士

有色冶炼烟气洗涤污酸的综合治理与资源化利用是一个世界性的难题,本研究以山东某有色金属集团的含砷污酸为原料,通过含砷污酸除氯除氟-阴离子交换膜扩散渗析回收硫酸-中和沉砷制备亚砷酸铜-亚砷酸铜浸出-蒸发结晶制取三氧化二砷,新工... 详细信息

有色冶炼烟气洗涤污酸的综合治理与资源化利用是一个世界性的难题,本研究以山东某有色金属集团的含砷污酸为原料,通过含砷污酸除氯除氟-阴离子交换膜扩散渗析回收硫酸-中和沉砷制备亚砷酸铜-亚砷酸铜浸出-蒸发结晶制取三氧化二砷,新工艺既回收了污酸中的硫酸,又回收了铜和砷,实现了含砷污酸的资源化。研究结果表明：采用铜粉除氯,铜粉用量越大,除氯效果越好。最佳条件为铜粉用量为理论量5倍,反应温度为20℃,反应时间1.5h,溶液中Cu2+浓度为5.88g·L-1。在13.5L污酸中加入106.2gCu粉,优化条件下,Cl-去除率可达93.41%。采用SiO2去除污酸中的F-,适宜的反应温度为80℃,反应时间越长,SiO2用量越大,污酸中H+越高,除氟效果越好。在4L温度为80℃含F"1.65g·L-1和H2SO4255g·L-1的污酸中加入160g SiO2,反应2h后过滤,并将未反应的SiO2继续加入到相同体积和温度的污酸中继续反应2h,最后得到除氟后污酸共7.35L,氟总的去除率达到96.6%。通过阴离子交换膜扩散渗析回收污酸中的硫酸,考察了阴离子交换膜类型、扩散渗析时间以及其他条件对硫酸回收率和杂质截留率的影响。山东某膜技术有限公司的Ⅰ型阴离子交换膜比Ⅲ型阴离子交换膜对离子的渗透性好,在特定条件下,硫酸的回收率达到94%,Cu、Fe、Zn的截留率可达99%。将扩散渗析回收硫酸后的污酸中和至pH为2,加入硫酸铜,控制铜和砷的物质的量之比为1.5：1,调节体系pH为8沉淀砷,得到亚砷酸铜,砷的沉淀率达97.81%。通过洗涤除杂提高亚砷酸铜中的砷和铜含量。用10%硫酸溶液,液固比5：1浸出亚砷酸铜,所得溶液蒸发结晶得到三氧化二砷与硫酸铜的混合物。再用水溶解硫酸铜,过滤得到高于YS/T-99-1997As2O3-3号产品标准的三氧化二砷。砷的直收率达到了79.06,砷的总收率达到94.23%,铜的总收率达到98.55%。图50幅,表42个,参考文献54篇。

关键词：含砷污酸扩散渗析铜粉除氯除氟沉淀还原三氧化二砷亚砷酸铜

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砷污染治理及其资源化的研究

砷污染治理及其资源化的研究

作者：梁峰中南大学

学位级别：硕士

在前人研究结果的基础上,根据含砷污酸与含砷废渣中主要元素存在形态和性质提出了用空气氧化絮凝沉淀法从污酸制备砷酸铜和白砷新处理工艺;提出了铟生产过程中选择性硫化沉淀除砷,提出了含砷废渣对土壤影响的治理方案。并进行了含砷碱... 详细信息

在前人研究结果的基础上,根据含砷污酸与含砷废渣中主要元素存在形态和性质提出了用空气氧化絮凝沉淀法从污酸制备砷酸铜和白砷新处理工艺;提出了铟生产过程中选择性硫化沉淀除砷,提出了含砷废渣对土壤影响的治理方案。并进行了含砷碱渣制备玻璃沉清剂的研究。研究结果表明: (1)在污酸处理过程中,用本文研究出的空气氧化絮凝沉淀法可将污酸中的砷转化为一级白砷或商品砷酸铜;本法与硫化沉砷相比,污酸处理原材料成本大幅度降低;与日本住友金属矿山株式会社全湿法处理砷滤饼流程相比,本法具有工艺简单、投资少、生产成本低的优点。 (2)铟生产过程中可通过选择性硫化沉淀除砷,砷除去率达99.3%,同时铟及其它有价金属元素损失少,除砷渣AsS含量高达95%,易于利用。从而有效避免了剧毒物AsH的产生、含砷废渣造成的二次砷污染、以及砷资源浪费。 (3)根据水文、地质的特点,因地制宜科学建含砷渣场,在渣场投加固砷和改性添加剂,可有效治理含砷废渣对土壤的污染。 (4)可用砷碱渣制备玻璃沉清剂,变害为利,工业实践性强,有较好的社会效益。

关键词：含砷污酸含砷废渣絮凝沉淀法选择性硫化沉淀铟砷碱渣

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铅冶炼中污酸污水处理工艺的设计

铅冶炼中污酸污水处理工艺的设计