冶炼厂含砷废水的硫化沉淀与碱浸(1).pdf

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1、2007№2铜业工程19文章编号:100923842(2007)0220019204冶炼厂含砷废水的硫化沉淀与碱浸白猛,刘万宇,郑雅杰,张传福(中南大学冶金科学与工程学院,湖南长沙410083)摘要:研究了铜冶炼厂含砷废水的硫化处理及其产物硫化砷渣的碱性浸取。当含砷废水pH值为0.8、总砷浓度为3.44g/L时,在26℃下按硫化钠与砷的物质的量之比为2.25∶1加入硫化钠,搅拌反应20min后,砷沉淀率达到95.39%。将所得硫化砷渣进行氢氧化钠浸取,当反应温度为90℃、固液比为1∶6、反应时间为1.5h、NaOH与As2S3物质的量之比为7.2∶1时,砷浸取率达到95.

2、90%,铜浸出率仅为0.087%。碱浸浸取后渣中Cu、Bi质量百分含量分别从10.90%、1.85%提高到50.003%、10.625%,As含量从18.17%下降至2.612%。实验表明冶炼厂含砷废水经过硫化处理及碱性浸取,废水中Cu、Bi、As能够有效分离。关键词:含砷废水;硫化砷渣;碱浸;碱浸渣中图分类号:TF09文献标识码:A-4[1]-1砷在地壳中的丰度为5×10%,伴随贵金属表1冶炼厂含砷废水成分/g·L[2]CuAsSbBiPbZnFeNipH矿、有色金属矿的开采与冶炼进入环境。砷是一种1.553.440.0330.4970.0140.5200.7810.1

3、650.8剧毒物质,美国疾病控制中心(CDC)和国际癌症研究机[3]1.2实验步骤构(LARC)已经将砷确定为第一类致癌物质。有色将容积为1000mL的三颈瓶置于601超级恒温水浴金属冶炼中产生大量高浓度含砷废水,对环境构成严[4]中,加入含砷废水后启动搅拌机,快速搅拌下加入26%重污染。其处理含砷废水的主要方法有石灰中和[5][6][7]的Na2S溶液,反应一定时间后过滤得硫化砷渣。法、铁盐法、离子交换法、硫化法等。石灰中和在搅拌条件下,将一定质量的硫化砷渣加入盛有氢法、铁盐法处理渣量大,有价元素得不到利用;离子交氧化钠溶液的三颈瓶中,采用电加热器控制反应温度,反换法处

4、理量小,投入较大,附属设备多。硫化法是硫化3-应一定时间后过滤,得到碱浸渣和含砷碱浸液。钠、硫氢化钠、硫化铁等硫化剂与废水中AsO4、-2+3+AsO2、Cu、Bi等离子反应生成硫化物沉淀。因硫2实验结果与讨论化法具有反应快、处理量大、工艺简单、硫化物沉淀可[8]回收利用,因此被广泛应用。采用硫酸铜置换法、氧2.1硫化钠用量对砷沉淀率的影响[9][10-11]压浸出法、硫酸铁氧化法处理硫化物成本高、工在500mL含砷废水中加入26%的Na2S溶液,[12]艺复杂、设备要求较高。氧化钠浸取硫化物沉淀,可当反应温度为26℃,pH=0.8,反应为20min时,硫将有色金属与砷有

5、效分离,其含砷滤液经过脱硫得到化钠的量对砷沉淀率的影响如图1所示。[13]硫磺和Na3AsO3和Na3AsO4,Na3AsO3和Na3AsO4可[14]用作玻璃澄清剂、杀虫剂、农药原料。本文研究了含砷废水的硫化处理及硫化物沉淀的氢氧化钠浸取。1实验原料及步骤1.1实验原料实验所用含砷废水由某冶炼厂提供,其成分如表1所示,氢氧化钠(工业纯),硫化钠(工业纯);蒸馏水。图1硫化钠用量对砷沉淀率的影响收稿日期:2007205216作者简介:白猛,(19632),男,江西临川人,江西省跨世纪学术带头人,教授级高工,中南大学材料冶金博士研究生,主要从事稀散金属、资源综合利用等研究。

6、20铜业工程2007№2由图1可知,砷沉淀率随着硫化钠用量增加而增2.3反应温度对砷沉淀率的影响加。当硫化钠用量≥4.04g时,砷沉淀率≥99.90%;当其它实验条件不变,当反应时间20min时,反硫化钠用量为3.23g时,砷沉淀率为91.00%;而当硫应温度对砷沉淀率的影响如图3所示。化钠用量为2.69g时,砷沉淀率仅为71.57%。3--含砷废水中,As以AsO4、AsO2形态存在,加入硫化钠后主要发生以下反应:-2-+2AsO2+3S+8HAs2S3y+4H2O(1)3-2-+2AsO4+5S+16HAs2S5y+8H2O(2)污水中其他金属离子与硫化钠反应如下:2

7、+2-Zn+SZnSy(3)2+2-Fe+SFeSy(4)图3反应温度对砷沉淀率的影响2+2-Cu+SCuSy(5)由图3可知,砷沉淀率随着反应温度的升高而2+2-Pb+SPbSy(6)降低。反应温度≥70℃时,砷沉淀率≤32.97%;反3+2-2Sb+3SSb2S3y(7)应温度为60～40℃时,砷沉淀率为82.97%3+2-2Bi+3SBi2S3y(8)～86.30%;反应温度为99.90%时,砷沉淀率达到根据反应(1)可知,沉淀砷时硫化钠与砷的物质99.90%。反应温度增加,硫化物溶解度增大;同时,的量之比为1.5∶1;