臭葱石法处理含砷废水

表 2 沉砷渣干重 Table 2 Dry mass of arsenic precipitation
温度 /℃
50
60
干渣重 /g 3.21 5.78
2.3 反应时间的影响
70 80 6.51 10.73
90 12.95

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图 1 pH 值对砷、铁沉淀率的影响
2.1 pH 值对沉砷的影响
在初始 Fe/As 摩尔比为 1.5、反应温度 80℃、反 应时间 7h、氧气流速 80L·h-1 的条件下进行实验， 考察溶液初始 pH 值对沉砷率的影响，结果见图 1。 由图 1 可知，随着初始 pH 提高，溶液中砷、铁的沉 淀率也逐渐增加，当 pH 升至 4 时，溶液中砷、铁的


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在初始 Fe/As 摩尔比为 1.5、初始 pH=4、反应时 间 7h、氧气流速 80L·h-1 的条件下进行实验，考察 反应温度对沉砷率的影响，结果见图 2。由图 2 可知， 随着反应温度升高，溶液的除砷率和除铁率也逐渐 升高，温度由 50℃升高至 90℃时，砷、铁沉淀率分别 提高了 32.8% 和 27.9%，表明高温可有效提高溶液 的沉砷率。


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图 2 反应温度对砷、铁沉淀率的影响
Fig.2 Effects of temperature on As and Fe removal rates
表 2 为沉砷渣的干重。由表 2 可知，随着反应
温度升高，干渣重量快速增加，说明升高温度有利于
基金项目：广西高校中青年教师基础能力提升项目（2017KY0248） 作者简介：范旷生（1981-），男，广西南宁人，硕士，讲师，主要从事湿法冶金方面的研究 收稿日期：2019-09-24
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化工技术与开发

第 48 卷
沉淀率分别提高了 24.2% 和 18.1%。继续增加溶液 初始 pH 值（pH=5），对溶液中的砷、铁沉淀率影响 不大，说明增加初始溶液 pH 值有利于提高溶液的 砷、铁沉淀率。
冶金过程的含砷废水体量大，污染严重，对厂 区周围环境有极大的安全隐患。传统的沉砷工艺 存在渣量大、不稳定且易溶解等缺点，容易对环境 造成二次污染 [4-8]。相对于传统的除砷工艺，臭葱石 （FeAsO4•2H2O）沉砷法具有渣量少、性质稳定、易 于沉降过滤分离等优点 [9-10]，因此本文以锌冶炼过 程中的含砷废酸为研究对象，采用臭葱石法除砷，考 察初始 pH 值、温度、反应时间对沉砷效果的影响。
表 1 含砷废酸的化学成分 Table 1 chemical composition of arsenic acid wastewater /g·L-1
pH As Zn Cu S Fe Pb Sb 0.35 9.23 5.27 9.01 0.71 1.14 0.84 1.73
1.2 实验过程
原料液中加入一定量的七水硫酸亚铁，并调节 料液的初始 pH 值。当水浴锅的温度达到设定值 后，将配制好的料液移入 1L 的三口烧瓶中，开启搅 拌 (300r·min-1)，并通入氧气。达到反应时间后，停 止搅拌和加热，把矿浆倒出过滤，量取滤液体积后保 存，用等滤液量的蒸馏水洗涤滤渣（2 次）。55℃干 燥箱内烘干滤渣 24h 后制样送检。 1.3 分析检测
采用 D/max-2200 型 X 射线衍射分析仪 (XRD) 检测滤渣的物相组成，将滤液及沉砷渣渣样送广西 冶金研究院进行相关元素化学分析。
1 实验部分
2 结果与讨论
1.1 实验原料
七 水 硫 酸 亚 铁（FeSO4·7H2O，AR），NaOH，硫 酸（调节溶液初始 pH）。含砷废酸来源于广西某锌 冶炼厂，主要化学成分见表 1，除含有 Cu、Zn 等多种 有价金属外，As 浓度较高。
摘 要：本文以锌冶炼过程的含砷废水为研究对象，研究了溶液初始pH值、温度、反应时间对沉砷过程的影响。
实验结果表明，升高温度、提高初始pH值、延长反应时间，均能有效提高沉砷率。在初始Fe/As摩尔比为1.5、初始
pH=4、温度90℃、反应时间5h的条件下，溶液的沉砷率和沉铁率分别为91.3%和79.1%，并析出了臭葱石晶体。
Fig.1 Effects of initial pH on As and Fe removal rates
2.2 温度的影响
在 初 始 Fe/As 摩 尔 比 为 1.5，初 始 pH=4，温 度 90℃，氧气流速 80 L·h-1 的条件下进行实验，考察 反应时间对沉砷率的影响，实验结果见图 3。由图 3 可知，随着反应时间延长，溶液的沉砷率逐渐增加， 反应前 3h，沉砷率增长最快，反应时间延长至 5h 后， 沉砷率、沉铁率分别为 91.3% 和 79.1%，说明延长反 应时间有利于溶液中砷的脱除。继续延长反应时间 （7h），对沉砷效果影响不大。
第 48 卷 第 12 期 2019 年 12 月
化工技术与开发 Technology & Development of Chemical Industry
Vol.48 No.12 Dec.2019
臭葱石法处理含砷废水
范旷生 1，何贵香 1，刘 平 1，陈科云 2
（1. 桂林理工大学南宁分校，广西 南宁 530001；2. 广西冶金研究院，广西 南宁 530001）
关键词：锌冶炼；沉砷率；臭葱石
中图分类号：X 758
文献标识码：A
文章编号：1671-9905(2019)12-0061-03
砷 是 有 毒 元 素，对 环 境 和 人 体 健 康 有 极 大 危 害，因此世界各国对含砷物质的处置和排放的要求 越来越严格。随着我国有色冶金行业的不断发展， 含砷矿物被不断开发，导致砷大量存在于冶炼废渣 和废液中，“砷害”已成为制约有色冶金企业生存和 发展的关键问题 [1-3]。硫化锌精矿焙烧过程中，部分 砷会挥发进入 SO2 烟气中，这部分烟气在制酸前需 要进行洗涤，以脱除烟尘中的杂质。砷等有毒有害 物质会进入洗涤后液中，形成含砷的酸性废水。