生物氧化提金液中單質(zhì)砷的回收及高值化利用研究.pdf

1、隨著我國(guó)冶金及化工企業(yè)的不斷發(fā)展，含砷工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境造成的污染日益嚴(yán)重，對(duì)人類(lèi)的生活造成極大的影響。目前對(duì)含砷廢水僅局限于無(wú)害化的處理，對(duì)其中的有價(jià)元素回收利用問(wèn)題缺乏較深入研究。為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展，探索出經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的工藝，對(duì)含砷廢水中有價(jià)元素進(jìn)行回收利用，既解決環(huán)境污染問(wèn)題，又帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。本論文探索一種從生物氧化提金廢液中回收單質(zhì)砷的新工藝，以期環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益雙贏，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用，減輕砷污染，具有重

2、要的理論和實(shí)際意義。
　　本論文以生物氧化提金廢液為研究對(duì)象，以堿浸后的砷酸鈉溶液為原料進(jìn)行砷酸鈉結(jié)晶的實(shí)驗(yàn)研究，考察了結(jié)晶溫度、結(jié)晶時(shí)間、攪拌速度等因素對(duì)砷酸鈉結(jié)晶效果的影響，通過(guò)三因素三水平的正交實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化了砷酸鈉結(jié)晶的工藝條件;以結(jié)晶后的砷酸鈉為原料，水合肼為還原劑，在超聲波作用下進(jìn)行還原砷酸鈉制備單質(zhì)砷的實(shí)驗(yàn)研究，考察了水合肼的稀釋倍數(shù)、pH值、水合肼過(guò)量系數(shù)、溫度、超聲波強(qiáng)度等工藝參數(shù)對(duì)砷一次回收率的影響;在單因素實(shí)驗(yàn)的

3、基礎(chǔ)上，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了還原砷酸鈉制備單質(zhì)砷的工藝條件;在最佳工藝條件下，研究了超聲波作用下水合肼還原砷酸鈉制備單質(zhì)砷的動(dòng)力學(xué)規(guī)律，確定了相關(guān)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。由研究結(jié)果得到如下結(jié)論:
　　(1)砷酸鈉結(jié)晶的最佳工藝條件為:
　　結(jié)晶溫度30℃，結(jié)晶時(shí)間45 min，攪拌速度300 rpm此工藝條件下砷酸鈉的一次結(jié)晶率為93.56％。
　　(2) pH、溫度、水合肼過(guò)量系數(shù)和超聲波強(qiáng)度對(duì)砷的一次回收率有著重要的影響。在超

4、聲波作用下，隨著溶液pH值的增加，砷的回收率先增加后降低，當(dāng)pH為7時(shí)，砷的一次回收率最大;超聲波強(qiáng)度對(duì)砷的一次回收率有較大影響，當(dāng)超聲波強(qiáng)度為160 W時(shí)砷的回收率效果最佳;溫度變化對(duì)砷的回收率有很大影響。砷回收率隨溫度的升高而增大，當(dāng)溫度超過(guò)70℃時(shí)，砷回收率不再升高;水合肼過(guò)量系數(shù)對(duì)砷的回收率影響較顯著，水合肼過(guò)量系數(shù)越高，砷的回收率越大，但是考慮到節(jié)約成本，水合肼過(guò)量系數(shù)取2為宜。其他工藝條件影響次之。
　　(3)水合肼還

5、原砷酸鈉制備單質(zhì)砷的最佳工藝條件為:
　　pH為7，水合肼稀釋5倍，過(guò)量系數(shù)2，超聲波強(qiáng)度160 W，溫度70℃。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明，該工藝條件下，砷的一次回收率均可達(dá)62.91％;一次還原后剩余溶液進(jìn)行二次還原后，砷回收率累計(jì)達(dá)到91.77％。
　　(4)水合肼還原砷酸鈉制備單質(zhì)砷的過(guò)程，水合肼過(guò)量，對(duì)砷酸鈉濃度而言，反應(yīng)級(jí)數(shù)為1.92。水合肼還原單質(zhì)砷反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程為:1/c0.92-1/c0.920=k·t0.92或l