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《中国资源综合利用》杂志论文

秘鲁某金矿加压浸出液除砷工艺研究

2019-4-23 9:52:05 | 浏览389次 | 《中国资源综合利用》论文 | 全部杂志

  摘要:“中和-铁盐法”两段脱砷工艺简单,所投加药剂种类少,操作方便,可在工业生产中实施。本文采用“中和-铁盐法”两段脱砷工艺,对氧压酸浸高砷溶液进行处理研究,同时考察了pH值、Fe/As质量比等条件对溶液As含量的影响。结果表明,控制中和pH=12,铁盐用量为0.03~0.16 kg/m3溶液,处理后外排废水砷含量小于0.1 mg/L,达到当地环保标准。

  关键词:高砷废水;加压浸出;FeAsO4沉淀

  北京矿冶科技集团有限公司受秘鲁某金矿企业委托,对其所产选矿尾矿进行了氧压酸浸工艺研究。为完善工艺条件,同时满足当地环保法规对含砷废水的严格要求(废水含As浓度不大于0.1 mg/L),集团公司针对氧压酸浸溶液进行了深入的“中和-铁盐法”两段脱砷工艺研究[1-2]。

  1 原料

  试验所采用的高砷溶液为某金矿氧压酸浸液,其多元素化学成分如表1所示。

  表1 高砷溶液多元素化学分析结果

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  从表1可以看出,该溶液酸度大,As、Fe含量高,溶液pH<0.5,Fe/As摩尔比达6.04。

  2 试验原理与方法

  2.1 中和-铁盐法除砷原理

  溶液中的砷以As3+和As5+形态存在,在氧压浸出液中一般以As5+为主。在第一段中和过程中,向浸出液中加入石灰,利用Ca2+与AsO43-反应生成难溶于水的砷酸钙,从而达到初步脱除砷的目的。但砷酸钙的溶解度仍有130 mg/L,相当于含砷48 mg/L,故单纯用石灰中和处理脱砷很难达标[3-4]。

  在第二段铁盐脱砷过程中,加入硫酸铁,从而生成溶解度很小的FeAsO4沉淀。同时,铁离子的水解产物Fe(OH)3对一些较难沉降的细小砷酸铁、砷酸钙颗粒有良好的吸附、凝聚、网捕的作用[5]。主要化学反应如下:

  pagenumber_ebook=12,pagenumber_book=5

  2.2 试验方法

  在第一段中和脱砷过程中,溶液首先预热至80℃,随后逐渐加入一定量的CaO,监测溶液pH值变化情况。当溶液pH值达到试验值后,停止加CaO。溶液继续搅拌反应40 min后,过滤,滤液样品送检。

  在第二段铁盐脱砷过程中,取用适量第一段脱砷后溶液,溶液预热至40℃,随后加入一定量的硫酸铁试剂。反应1~2 h后,溶液过滤,滤液样品送检。

  3 试验结果与讨论

  3.1 一段中和脱砷结果

  氧压酸浸液加入不同量的CaO,控制不同的溶液pH值,反应40 min后过滤,滤液As、Fe含量如图1所示。

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  图1 溶液pH值对滤液As、Fe含量的影响

  由图1可知,滤液的As、Fe含量随溶液pH值升高而降低。当溶液pH值为12时,滤液As含量最低为0.44 mg/L,滤液Fe含量为0.02 g/L。

  3.2 二段铁盐脱砷结果

  取用适量的一段脱砷溶液,加入Fe(2SO4)3试剂,考察Fe/As质量比对溶液As含量的影响,试验结果如图2所示。

  由图2可知,随着Fe3+的加入,滤液As含量在0.013~0.039 mg/L波动,均满足溶液含As不大于0.1 mg/L的环保要求。

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  图2 Fe/As质量比对滤液As含量的影响

  总之,在一段中和脱砷过程中,pH值为12时,溶液As含量可降至0.44 mg/L,此时CaO用量约为230 kg/m3溶液。在二段铁盐脱砷过程中,pH值为6~9,溶液As含量降低后在0.013~0.039 mg/L,此时Fe2(SO4)3用量为0.03~0.16 kg/m3溶液。

  4 结论

  采用“中和-铁盐法”两段脱砷工艺处理氧压酸浸高砷溶液,工艺简单,所投加药剂种类少,操作方便,可在工业生产中实施。用该方法处理的氧压酸浸高砷溶液,外排废水As含量小于0.1 mg/L,符合当地环保标准,外排渣为毒性小的五价砷酸盐,可堆存于渣库内。

  参考文献

  1 邱立萍,莫晓丹.砷污染处理的工业应用研究[J].工业水处理,2002,22(9):29-31.

  2 刘易斯,张亚杰.国外水处理新技术[M].上海:上海科学出版社,1990.

  3 陈寿椿.重要无机化学反应[M].上海:上海科学技术出版社,1982.

  4 吴兆清,陈燎原,许国强,等.石灰-铁盐法处理硫酸厂高砷废水的研究与应用[J].矿冶,2003,12(1):79-81.

  5 黄自力,刘缘缘,陶青英,等.石灰沉淀法除砷的影响因素[J].环境工程学报,2012,6(3):734-738.

  The Arsenic Removal Process of Pressure Leaching Solution for a Peru Gold Mine

  (BGRIMM Technology Group, Beijing 100160, China)

  Abstract: The two-stage arsenic removal process of neutralization and iron salt process is simple, with fewer additives and easy operation,which can be applied in industrial production. The two-stage arsenic removal process was used to treat the high-arsenic solution which was from the autoclave leaching process. The effect of pH and Fe/As mass ratio on the As content of the solution was studied. The results showed that the content of arsenic in the wastewater was less than 0.1 mg/L when the pH was controlled at 12 and the dosage of Fe2(SO4)3 was 0.03~0.16 kg/m3 solution, which reached the local environment standards.

  Keywords: high-arsenic wastewater; autoclave leaching; FeAsO4 precipitation

  中图分类号:TD953

  文献标识码:A

  文章编号:1008-9500(2018)03-0004-02

  收稿日期:2018-01-16

  基金项目:本文系973项目“铜镍混合矿多因素协同配位提取基础”(项目编号:2014CB643405)的阶段性研究成果之一。

  (北京矿冶科技集团有限公司,北京 100160)

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