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砷污染治理及砷资源回收利用的清洁生产新技术研究

牛秋雅  
【摘要】: 含砷废水和含砷尾矿是砷污染的两个重要来源,也是治理砷污染和回收利用砷资源的两个重要切入点。论文分析比较了砷污染治理和砷资源回收利用的相关技术,在此基础上研究开发了两种既能防治砷污染,同时又能回收利用砷资源的清洁生产新技术。 大量砷硫尾矿堆置造成砷污染和砷资源浪费。而现有的砷硫矿提炼、富集、加工利用技术,或工艺过程环境污染严重;或对于加工尾矿在经济上不合理;或产品纯度低,主含量达不到药用要求;或不能加工利用相对低品位的尾矿;或处理量有限,难以实现规模化工业生产。论文提出了“浮选—化学除杂—粉末冶金方法制块”利用雄(雌)黄尾矿制备块状药用雄(雌)黄的新工艺流程,并对其关键工艺“化学除杂”和“粉末冶金方法制块”进行了试验研究,制得了结构较致密、符合药用要求的块状雄(雌)黄,且制备过程无污染。该工艺流程具有砷资源利用率高、产品质量好、生产成本低、环境效益好等明显优点。从而实现了消除砷硫尾矿堆置造成的砷污染和避免砷资源浪费的目的。 现有的废水除砷方法,大多只考虑除砷的净化程度,没有考虑砷与其它元素的分离,形成的含砷废渣不能利用,易于造成二次砷污染和砷资源浪费。论文在对As_2S_3-H_2O系进行热力学分析的基础上,从理论上探讨了应用硫化沉淀法实现高选择性除砷的可行性;并以一种特殊的含砷溶液“铟冶金浸出液”为研究对象,试验研究了选择性硫化沉砷的工艺条件。理论分析及试验结果表明,工艺条件的控制,特别是酸度的调节是实现高选择性硫化沉砷的关键;在较佳的工艺条件下,砷去除率达99.1%;且除砷废渣纯度高(主要成分As_2S_3质量分数达95.40%),易于利用。从而避免了剧毒污染物AsH_3的产生和除砷渣堆置造成的二次砷污染,且回收了砷资源。该技术对于其它工业废水的除砷具有借鉴意义。 以砷污染防治为目标的清洁生产工艺流程和以砷资源回收利用为目标的清洁生产工艺流程主要工艺过程包括:含砷废水(液)的选择性硫化沉淀、含砷尾矿(除砷废渣)的综合利用、砷硫尾矿的浮选富集、浮选粉末的化学除杂、以及利用除杂后的粉末通过粉末冶金方法制备块状药用雄(雌)黄。应用上述工艺流程,既可以实现防治砷污染的目的,又可以实现回收利用砷资源的目的。且工艺过程基本实现了清洁生产。


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