【摘要】：砷的毒性極強(qiáng),具有生物積累性和致癌性。有色金屬冶金是產(chǎn)生含砷廢水的主要行業(yè),對(duì)含砷物料的處置不當(dāng)是導(dǎo)致我國(guó)砷污染事件頻發(fā)的主要原因。采用石灰乳中和沉淀等傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法處理含砷廢水時(shí)生成體積龐大的砷沉淀物易造成二次污染,臭蔥石因具有性質(zhì)穩(wěn)定,體積小,浸出毒性小等特點(diǎn),是一種理想的砷沉淀物。開展含砷物料無(wú)害化、穩(wěn)定化處理,實(shí)現(xiàn)有色金屬行業(yè)含砷廢水的清潔高效處理,對(duì)改善生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。本論文以含砷鐵溶液為研究對(duì)象,開展了水熱氧化條件下臭蔥石沉砷實(shí)驗(yàn)研究,主要研究?jī)?nèi)容與研究成果如下:(1)根據(jù)電化學(xué)和冶金熱力學(xué)基本理論,繪制了水熱條件下Fe-As-H20系的電位-pH圖,明確了生成砷酸鐵沉淀的理論范圍是0.06pH4.54。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在砷酸鐵理論穩(wěn)定范圍內(nèi),采用水熱氧化沉砷法可以得到以臭蔥石晶體(FeAsO4·2H2O)存在的含砷沉淀物。(2)研究了水熱條件下溶液初始砷濃度、初始pH、初始鐵砷摩爾比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、氧分壓以及攪拌速度等因素對(duì)臭蔥石沉砷過程的影響。結(jié)果表明:鐵砷摩爾比小于2、初始pH小于1.0、攪拌速度高于200r/min以及反應(yīng)溫度低于180℃時(shí)有利于純凈臭蔥石的形成,溶液初始砷濃度、氧分壓及反應(yīng)時(shí)間對(duì)臭蔥石沉砷過程影響不顯著。初始pH大于1.0、反應(yīng)溫度高于180℃以及攪拌轉(zhuǎn)速為200r/min時(shí),沉砷渣中除臭蔥石物相外還存在堿式硫酸鐵物相,鐵砷摩爾比高于2.0時(shí),沉砷渣中還存在草黃鐵礬物相。堿式硫酸鐵和草黃鐵礬是造成沉砷渣中鐵和硫含量升高,砷含量降低的主要原因。(3)水熱條件下亞鐵鹽氧化沉砷法制備臭蔥石的優(yōu)化工藝條件為:初始砷濃度10g/L,初始pH 1.0,初始鐵砷摩爾比1.5,反應(yīng)時(shí)間3h,反應(yīng)溫度160℃,氧分壓0.6 MPa,攪拌速度500r/min,在此優(yōu)化技術(shù)條件下,能夠合成性質(zhì)穩(wěn)定的大顆粒臭蔥石,沉砷率可達(dá)97%,臭蔥石沉砷渣中砷含量可達(dá)31%。(4)臭蔥石形成過程中亞鐵鹽氧化動(dòng)力學(xué)符合二級(jí)反應(yīng)方程,其表觀活化能為52.5kJ/mol,說明其受化學(xué)反應(yīng)控制。降低初始pH、初始鐵砷摩爾比、溫度和攪拌轉(zhuǎn)速,提高初始砷濃度能夠減小亞鐵氧化速率,增大臭蔥石粒度。
【圖文】：

亞鐵鹽氧化法可以達(dá)到沉砷的目的，，而前者由于酸度過高，不分別為４．０和５．０時(shí)，沉砷率、沉鐵率分別為９４．２、６５．４％和９６．８、為０．５、４．０和５．０的沉砷渣做了邋ＸＲＤ和ＳＥＭ分析，其結(jié)果分（非晶態(tài)渣ＳＥＭ圖像除外）。逡逑

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【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X758

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2554566