基于无定形砷酸铁沉淀的铜冶炼污酸除砷研究

针对传统石灰?铁盐污酸处理工艺产出的中和渣含砷高、不能进入柔性填埋场堆存的现状,采用基于无定形砷酸铁沉淀的预中和?铁盐沉砷方法,降低石灰?铁盐污酸处理流程中和渣砷含量,确保含砷渣能够进入柔性填埋场。热力学分析发现,砷酸铁稳定存在的pH值为0～5.2;在pH＝4～5时,As-Fe-H₂O体系中砷酸铁可以形成并稳定存在,同时不会产生Fe(OH)₃沉淀。研究表明,石灰乳预中和过程终点pH为4.5时,没有砷酸钙沉淀产生或少量产生,预中和石膏含砷小于3%。铁盐沉砷过程温度和初始pH值的升高,有利于降低沉砷后液As浓度、增加As沉淀率和沉砷渣中As含量;但提高初始铁砷摩尔比和初始砷浓度,并不利于砷的沉淀。在低温(40oC)及较短的时间(1h)的条件下,单独采用空气或者80%氧气作氧化剂,难以获得较好的沉砷效果,必须加入适量的H₂O₂,以提高As₃₊^{离子的氧化效率。在优化条件下,沉}砷后液平均砷浓度为2.80g/L,沉砷渣平均含砷27.01%,沉砷渣为疏松多孔的无定形砷酸铁,砷沉淀率为71.62%。沉淀反应是无定形砷酸铁生成过程的限制步骤。     

有色冶炼含砷污酸处置及固砷技术进展

有色冶炼的含砷污酸处置伴随着大量含砷危险废弃物的排放,给企业运行和外部环境造成了巨大压力。为避免环境污染和含砷危险废弃物二次处置,以"废渣减量化、无害化及资源化"为目的的污酸处置技术受到广泛的关注,对迁移性较强的含砷危废进行稳定化处置作为解决现有危废处置的中主要手段也是当前研究重点。本文综述了石灰铁盐法、硫化法、臭葱石沉淀法、浓缩法以及含砷污酸处置技术,结合污酸处置中产生的主要含砷固废特性,对污酸处置和固砷技术进行了详细的分析。根据当前污酸处置技术的工业应用和最新研究进展,对含砷污酸处置和固砷新技术进行了展望。      

常压臭葱石沉砷过程铜离子对晶形、组分及稳定性的影响

针对酸性含铜溶液中砷的固化问题,本文采用常压臭葱石沉砷的方法,在Fe(Ⅱ)-As-SO42-溶液体系下,研究了不同初始铜离子浓度、反应温度和初始pH值条件下,铜离子对沉淀物晶形、组分及稳定性的影响。结果表明,初始铜离子浓度在10~20 g/L范围内,均可以合成出臭葱石晶体,提高初始铜离子浓度对臭葱石晶体形貌和稳定性的影响不明显,但臭葱石颗粒尺寸有变小的趋势。初始铜离子浓度为10 g/L时,当反应温度为60~80 ℃时,得到的沉淀物多呈小颗粒团聚体,达到85 ℃及以上时才能够生成双锥状臭葱石晶体。提高反应温度,会增加臭葱石沉淀中砷、铁、铜的含量,并能提高臭葱石的稳定性。初始pH值在0.7~1.2范围内,可以得到双锥状臭葱石晶体。提高初始pH值,会降低臭葱石沉淀中砷和铁的含量,增加臭葱石沉淀中铜的含量,并降低臭葱石稳定性。     

铜冶炼污酸二级硫化分步除铜、砷工艺研究

为从污酸中二级硫化分步除铜、砷,以湖南某铜冶炼企业污酸为研究对象,在硫化沉淀理论指导下,考察了氧化还原电位(ORP)、硫化剂种类对污酸中铜、砷去除效率的影响。结果表明: 通过控制ORP可以优先选择性硫化沉淀铜。以H₂S为硫化剂,一级ORP为245 mV,二级ORP为10 mV,硫化沉淀后污酸中铜、砷含量分别为0.03 mg/L和0.22 mg/L; 而铜渣中铜、砷含量分别为3.09%和15.9%,砷渣中铜、砷含量分别为0.03%和23.90%,实现了二级硫化分步从污酸中除铜、砷。     

有色金属冶炼高含砷污酸除砷技术研究现状

有色冶炼过程中会产生大量的含砷酸性废水,除砷处理给企业生产运行带来了较大的压力,随着近年来冶炼废水中的砷含量逐步升高,高含砷污酸除砷处理受到了广泛的关注,如何实现经济、高效除砷成为当前的研究热点。对近年来高砷污酸处置技术：硫化法和石灰中和-铁盐法进行了总结与分析。并对尾渣固化除砷技术进行了归纳与展望。短期内硫化法除砷技术仍然为最受欢迎的主流技术,尾渣固化法在砷固定方面有较大优势,但应用过程中收到实际生产过程的制约,因此,该方法有较大的研究前景。     

冶炼污酸中铊、砷协同去除实验研究

以山东省某冶炼企业产生的污酸为研究对象,开展氧化-中和-硫化协同处理污酸中铊、砷的试验研究,分别考察了FeS/As质量比、pH值、FeCl₃/FeS摩尔比、温度、反应时间、搅拌强度等因素对污酸中铊、砷去除率的影响。实验得出最优工艺条件为FeCl₃/FeS摩尔比为3/1,FeS/As质量比为3/1,氧化反应pH值为3,硫化反应pH值为8,硫化反应温度为30℃,转速为250r/min,氧化反应和硫化反应时间均为30min。结果表明,最优工艺条件下,铊的浓度由0.64mg/L降至0.004μg/L,砷的浓度由11.23g/L降至5mg/L以下,砷、铊去除率均能达到99.96%。     

钒铬溶液中杂质砷的去除工艺

以浓度为30%的H₂O₂作为氧化剂、Fe₂（SO₄）₃为除砷剂,采用砷酸铁沉淀法对钒铬溶液进行除砷条件试验。结果表明：在反应初始pH=3.0、n(Fe)/n(As)=5、反应温度为40 ℃、反应时间为2 h条件下,钒铬溶液除砷率可达92.07%,钒、铬损失率均在5%以下。最佳除砷条件下获得的钒铬溶液经浓硫酸水解,水解产物沉淀过滤后添加硫酸铵纯化,纯化物烘干后在温度为500 ℃的马弗炉中煅烧3 h,最后得到粉状V₂O₅,可以满足YB/T 5304-2011中牌号V₂O₅ 98质量要求。     

H3AsO4-FeSO4-K2SO4-H2O体系中水热矿物化固砷研究

本文在H3AsO4-FeSO4-K2SO4-H2O体系中研究了K+对水热臭葱石矿化沉砷过程中砷铁沉淀率、沉砷渣物相组成及转变规律的影响。结果表明：K+存在与否对沉砷渣物相组成影响显著,处于过饱和状态的Fe(III)除As(V)共沉淀生成臭葱石(FeAsO4?2H2O)并自身水解沉淀为碱式硫酸铁(Fe(OH)SO4)外,还会与K+结合以黄钾铁矾（KFe3(SO4)2(OH)6）形态竞争析出。当初始K+浓度为5 g/L、初始砷浓度10 g/L、初始铁砷摩尔比1.5、初始pH为1、反应温度160 ℃、搅拌转速500 r/min、反应时间3 h、氧分压0.6 MPa时,砷、铁沉淀率分别为96.7 %、96.5 %;沉砷渣物相组成主要为臭葱石、黄钾铁矾、碱式硫酸铁,其含量分别为65.0 %、24.2 %、10.8 %,臭葱石以大颗粒多面体状晶体形式产出,不规则晶体形态的黄钾铁矾小颗粒分散于其中;沉砷渣中 As、Fe、K、S含量分别为 23.39 %、25.72 %、1.84 %、4.09 %。通过将臭葱石矿化沉砷初始铁砷摩尔比控制在合理范围内可有效抑制亚稳态黄钾铁矾物相的形成,实现砷的高效沉淀、提高沉砷渣中砷含量并降低其产量。     

湿法炼锌铜砷渣加压浸铜及同步固砷

针对湿法炼锌冶炼过程中产出的铜砷渣的综合回收利用,在研究铜砷渣矿物学组成及热分解特性的基础上,开展了加压浸出铜及同步固砷工艺与铜、砷元素的行为研究,结果表明,在反应温度为135 ℃、反应时间为4 h、液固比为25、硫酸浓度为50 g/L、氧分压500 kPa、铁砷摩尔比为1的条件下,浸出渣中铜含量仅为2.03%,浸出率达到97.72%,砷含量达到26.06%,浸出率仅为4.02%;浸出液中Cu的浓度达到20.47 g/L,As浓度小于0.63 g/L;铜砷分离效果好。在反应过程中,Cu₃As先发生氧化溶解,铜的浸出需要一定的时间,铜的浸出与砷的沉淀同时进行。浸出液pH值与浸出液中As浓度变化趋势基本一致,在反应前期砷与铁生成臭葱石产生的酸可以补充铜的浸出消耗的酸。     

两段石灰中和-洗涤-絮凝沉淀法脱除污酸中砷的研究

以高砷铜冶炼污酸废水为原料,采用两段石灰中和-洗涤-絮凝沉淀法处理,研究了该工艺除砷原理、影响因素、及效果,讨论了不同终了pH时溶液及渣中砷含量变化情况,洗涤对渣中砷含量变化的影响和絮凝剂PFSS对溶液深度除砷效果的影响。结果表明：一段中和后溶液中砷含量由13.69g/L降到12.90g/L,除砷率仅为5.77%,渣中砷含量为2.80%。用蒸馏水洗涤一段中和渣,液固比为10:1,洗涤5次后,渣中砷含量降至0.06%;用0.1mol/L的Na2CO3溶液洗涤一段中和渣,液固比为10:1,洗涤4次后,渣中砷含量降至0.05%。两者均可使中和渣由固体危废变为普通固废,减少危废排放量25%以上。当溶液pH中和到12.04时,砷的残留量仅为3.6mg/L,除砷率达99.97%,PFSS的滴加可使溶液中砷含量低于0.5mg/L,甚至低于0.01mg/L,出水砷含量满足排放标准。     

含金硫精矿焙烧除砷选铁-硫脲法提金试验研究

对含低品位金的硫精矿进行再选, 获得含硫50%左右的再选硫精矿;对再选硫精矿进行二段焙烧除砷脱硫, 可以获得含砷0.056%、含铁61%左右的烧渣, 且其中金、银得以富集;对烧渣进行了稀硫酸预处理-硫脲浸金试验, 浸金试验结果表明, 当磨矿粒度为-0.074 mm粒级占60%, 矿浆pH=1～2, 液固比为1∶2, 硫脲用量为10 g/L, 硫酸铁用量为3 g/L, 浸出时间为6 h时, 金的浸出率达90.4％。     

氯化铁对砷酸钙渣的药剂稳定化研究

通过TCLP毒性程序浸出实验, 以砷的浸出率为控制指标, 采用FeCl₃药剂, 对砷酸钙渣进行了药剂稳定化研究。考察了pH值、Fe/As摩尔比、Ca/As摩尔比、温度及浸出时间对砷浸出率的影响。结果表明, 砷浸出率随Fe含量的增加而降低, 但随Ca含量增加而升高; 当Fe/As摩尔比为2, pH=3.5～7.0时, 浸出24 h后, 砷浸出率较低且基本达到稳定; 在自然环境中, 随外界温度的升高, 砷浸出率也略有升高。     

白烟灰浸出液砷与锌的分离与回收

对硫化法共沉淀浸出液中的锌和砷的工艺进行了研究,在优化条件下,锌和砷的沉淀率分别为100%和99%;进一步研究了加铁盐氧化脱砷并分离锌和砷,分别得到砷酸铁及硫化锌产品。浸出液用氢氧化钠调节pH可分离出90%以上的砷,再加入硫化物可将锌沉淀完全。而采用氢氧化钙调节pH为1左右,加入硫酸铁,可将95%以上砷分离。再调节脱砷液pH为4以上,控制Na2S/Zn摩尔比为1.5,可将Zn2+沉淀完全。在沉锌后的滤液中未检测出砷。     

工业固废制备聚合氯化铝铁及其在煤泥废水处理中的应用

以炼铁矿渣和粉煤灰为主要原料,通过酸溶、聚合和熟化过程制备了无机高分子絮凝剂聚合氯化铝铁(PAFC),并将之用于煤泥废水的处理.结果表明,铝铁溶出较佳条件:盐酸浓度为5 mol/L,液固比为3.0 mL/g,酸溶温度为85℃,酸溶时间为2.0 h,在此条件下炼铁矿渣铁的溶出率95％,铝的溶出率为65％;粉煤灰铁的溶出率90％,铝的溶出率为70％.探究了不同Al/Fe摩尔比的PAFC对煤泥的絮凝性能,发现Al/Fe摩尔比为1∶0.66的PAFC絮凝效果最好;几种絮凝剂絮凝试验结果表明:制得的PAFC的絮凝性能优于聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)以及PAC和PFC混合复配物,煤泥水上清液的透过率可达95％.     

黑铜渣氧压硫酸浸出脱铜脱砷实验研究

在硫酸体系中通氧加压浸出黑铜渣,结果表明,在硫酸质量浓度180 g/L、浸出温度140 ℃、氧分压0.8 MPa、液固比8 mL/g、浸出时间3 h、搅拌速度600 r/min、黑铜渣粒径178 μm的较优工艺条件下,黑铜渣中Cu、As和Ni浸出率分别为97.59%、95.42%和98.37%,Sb、Bi浸出率分别仅为6.78%和2.31%,实现了黑铜渣中Cu、As、Ni的高效脱除,浸出渣中锑、铋、银等有价金属得到高度富集。     

Complex treatment of mining and metallurgical wastes for recovery of base metals

A complex process for the recovery of copper and zinc from mining and metallurgical wastes has been investigated and proposed. It includes sulfuric acid leaching of old pyrite flotation tailings to produce ferric containing leach solution; followed by ferric leaching of copper converter slag flotation tailings with the leach solution. A sample of old pyrite flotation tailings from the concentrator containing 0.36% of copper and 0.23% of zinc was leached with 10% sulfuric acid in the column. Recovery of copper and zinc reached 47.1% and 47.2%, respectively. The pregnant leach solutions contained 15.9 g/L of ferric iron. The subsequent ferric leaching of copper converter slag flotation tailings containing 0.53% copper and 2.77% zinc with the pregnant leach solution was conducted. The effects of various process parameters on the leaching dynamics of metals under batch conditions were investigated. Under the best conditions (temperature 70 °C, pulp density 30%, ferric iron concentration 15.9 g/L, initial pH of the pulp 0) the recovery of copper and zinc reached 79.6% and 43.7%, respectively. It was concluded that acid leaching of base metals from old pyrite flotation tailings with pregnant leach solution for the ferric leaching of copper converter slag flotation tailings is a prospective and promising technique for the complex treatment of mining and metallurgical wastes.     

油泥热解渣对铅渣中As、Zn、Pb和Cd的同步稳定化

针对云南省个旧市泗水庄片区铅冶炼渣As、Zn、Pb和Cd等重金属污染的问题,利用油泥热解渣对其进行稳定化处理以降低这些重金属的浸出毒性。热解渣是一种含有大量纳米FeS、Fe_1-xS、CaS等的炭质复合材料,具有稳定化铅渣中重金属的潜能。研究表明,铅渣中的重金属As、Zn、Pb和Cd可高效、同步吸附在热解渣表面,降低铅渣中这些重金属的浸出毒性。当热解渣用量为4%、液固比为10:100时,铅渣中As、Zn、Pb和Cd的浸出浓度可从0.7202、3.5120、0.3800和0.0456 mg/L分别降低至0.0714、0.1668、0.0262和0.0038 mg/L,低于地表水环境质量标准（GB 3838—2002）中Ⅳ级限值。铅渣中As、Zn、Pb和Cd浸出浓度的降低是因为铅渣中的As与热解渣表面的Ca2+、Fe2+反应就地生成了稳定的砷酸钙和砷酸亚铁,铅渣中Zn2+、Pb2+和Cd2+与热解渣表面的S2-反应就地生成了稳定的ZnS、PbS和CdS,从而提高了铅渣中As、Zn、Pb和Cd的稳定性。      

铜烟灰矿物学基因特性研究及选择性浸出工艺

通过MLA工艺矿物学自动检测技术、X射线荧光光谱、X射线衍射等现代测试技术,对铜烟灰进行了系统的工艺矿物学研究,结果表明,铜烟灰主要成分为铜铅锌铁砷硫酸盐,其中砷主要以硫酸盐和氧化物形式存在,具有良好的浸出特性。研究了液固比、酸度、反应温度、反应时间对砷浸出的影响,结果表明,液固比、酸度是影响砷浸出的重要因素; 在液固比10∶1、酸度100 g/L、反应时间30 min、反应温度60 ℃条件下,砷浸出率达到95%以上。铜烟灰中砷的选择性脱除实现了铜冶炼过程中砷的开路,为主体有价金属(铜、铅、铋等)的协同冶炼创造了良好条件。