生物氧化提金废液中砷和硫的回收利用研究

摘要

近年来，生物氧化提金技术已经成为难处理金矿资源开发利用的重要工艺之一。但此工艺会产生大量的酸性含砷废水，对环境产生很大的压力。现行处理这类含砷废水的方法不仅要耗费大量的人力、物力和财力，占用大量耕地，对生态环境还存在潜在危害;同时，酸性含砷废液中的砷、铁、硫等有价元素也白白浪费掉。本论文研究强酸性含砷废液的无害化处理和资源有效利用的问题，具有重要的理论和实际意义。
　　论文研究内容及结果如下:
　　(1)以酸性含砷冶金废液进行砷、铁分离后得到的含砷液体为研究对象，进行以砷酸铜的形式回收砷的实验研究。考察了pH值、搅拌速度、温度等工艺参数对砷回收率的影响;在单因素实验基础上，通过三因素三水平正交实验优化出回收砷的合适工艺条件为:
　　pH值为5.5、温度50℃、搅拌强度500rpm;
　　此工艺条件下砷的一次回收率为94.66％。
　　(2)回收砷的动力学研究，得到反应的表观活化能:
　　Ea=5.12kJ/mol
　　指前因子为:
　　A=0.288
　　回收砷的过程，反应速率与砷酸根浓度的关系为:
　　-dmD/dt=k'BC1.09B
　　k'B=0.288e-5.12/RT
　　式中，k'B为表观速率常数，CB为砷酸根的浓度。
　　扩散是反应的限制步骤，为提高反应速率，需适当加强搅拌速度。
　　(3)砷酸铜沉淀后，固液分离得到的滤液，加石灰乳进行回收硫的研究，考察了搅拌速度、温度、石灰乳用量等因素对硫回收率的影响，确定回收硫的合适工艺条件为:
　　搅拌速度600rpm、温度70℃、固液比1.5:1此条件下，硫的回收率为95.65％。
　　(4)以回收硫得到的硫酸钙为原料，进行制备硫酸钙晶须的实验研究。考察了反应温度，pH值，wCaSO4（硫酸钙质量分数）和反应时间等因素对晶须平均长径比的影响;在单因素实验基础上，通过四因素三水平正交实验优化出制备硫酸钙晶须的合适工艺条件为:硬脂酸钠为表面活性剂，反应温度130℃;pH=3;wCaSO4=5％;反应时间2.5h;此条件下制备的硫酸钙晶须平均长径比为87。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 砷及其化合物

1．2 含砷废水

1．3 砷的排放标准

1．4 含砷废水的处理方法

1．4．1 物化法

1．4．2 微生物法

1．4．3 化学法

1．4．4 砷污染治理发展及资源利用

1．5 砷酸铜用途及制备工艺

1．5．1 砷酸铜的制备研究现状

1．6 石膏的分类和用途

1．6．1 石膏的分类

1．6．2 石膏的用途

1．7 硫酸钙晶须的研究现状

1．7．1 硫酸钙晶须的制备方法

1．7．2 硫酸钙晶须的应用

1．8 本论文的目的、意义和研究内容

第2章 砷回收利用实验研究

2．1 实验原理

2．2 实验

2．2．1 实验原料、药品与仪器

2．2．2 实验方法

2．2．3 实验内容

2．2．4 分析方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 pH对砷回收率的影响

2．3．2 搅拌速度对砷回收率的影响

2．3．3 温度对砷回收率的影响

2．3．4 工艺条件优化

2．4 小结

第3章 回收砷的动力学研究

3．1 实验原理

3．2 实验

3．2．1 实验原料、药品与仪器

3．2．2 实验方法

3．3 结果与讨论

3．4 小结

第4章 硫的回收利用研究

4．1 实验原理

4．2 实验

4．2．1 实验原料、药品与仪器

4．2．2 实验步骤

4．2．3 实验内容

4．2．4 实验分析方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 搅拌速度对硫回收率的影响

4．3．2 温度对硫的回收率的影响

4．3．3 固液比对硫的回收率的影响

4．4 小结

第5章 硫酸钙晶须制备研究

5．1 实验原理

5．2 实验

5．2．1 实验原料、药品与仪器

5．2．2 实验方法

5．2．3 实验内容

5．3 结果与讨论

5．3．1 反应温度对晶须生长的影响

5．3．2 pH对晶须生长的影响

5．3．3 W(CaSO4)对晶须生长的影响

5．3．4 反应时间对晶须生长的影响

5．3．5 不同表面活性剂对长径比的影响

5．3．6 正交实验结果

5．4 小结

第6章 结论

参考文献

致谢