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中国有色冶金2025年第01期:缓释硫化剂ZnS去除冶炼污酸中As(Ⅲ)的试验及动力学研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张萌萌;李静;董庆峰;

单位:昆明理工大学冶金与能源工程学院;微波能源与装备技术工程应用国家地方联合实验室;昆明市特种冶金重点实验室;

摘要:冶炼污酸中含有大量砷,目前一般采用硫化-石灰中和铁盐法除砷,存在成本高、环境风险大、体系负担重等问题,问题出现的主要原因是硫化药剂在污酸中溶解度极高,难以与除砷速率形成完美匹配。本文提出了硫化锌缓释除砷技术,研究在E-pH分析的基础上进行了条件试验,并对ZnS除砷动力学进行研究,还根据反应产物的表征深度探究ZnS除砷机理,得到以下主要结论。在As-S-H_2O体系中,当pH值小于2时,砷离子处于As_2S_3稳定存在区域;ZnS缓释剂除砷的优化工艺条件为S/As物质的量比7.5、反应温度80℃、反应时间240 min,该条件下砷去除率达到98.42%,污酸砷含量由1 017 mg/L降低至16.04 mg/L;ZnS去除污酸中砷的反应速率受混合扩散模型控制,反应表观活化能为28.29 kJ/mol; ZnS为表面粗糙的球形颗粒,拥有较大比表面积,反应后污酸中的砷以As_2S_3沉淀的形式附着在ZnS表面。该工艺利用硫化锌溶解特性,在污酸中缓慢释放S~(2-)除砷,既避免了钠离子的引入,降低体系负担,同时减少环境风险,而且有效实现了污酸中砷的去除,为污酸处理提供了新思路。

关键词:冶炼污酸;;缓释除砷;;硫化锌;;As_2S_3沉淀;;E-pH分析;;混合扩散模型

基金资助:云南省科技厅重点研发计划(202403AA080004);云南省科技厅基础研究专项(202201AS070031);云南省科技厅重大科技专项计划(202302AG050008)