生物氧化提金廢液中砷鐵回收及鐵的高值化利用研究.pdf

1、生物氧化提金工藝作為新興起的一種針對(duì)含砷難處理金礦的有效預(yù)處理工藝，在黃金冶煉中得到廣泛應(yīng)用，其工藝生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量酸性含砷生物氧化提金廢液，具有強(qiáng)酸性、高砷鐵等特點(diǎn)，屬于強(qiáng)腐蝕性、有毒廢水，必須通過(guò)治理，達(dá)標(biāo)后才能排放。隨著人們對(duì)砷污染危害認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步深入，對(duì)該酸性含砷廢液的處理受到普遍關(guān)注。
　　本論文以某冶金工廠的酸性含砷生物氧化提金廢液為研究對(duì)象，采用共沉-堿浸工藝處理該廢液，不但實(shí)現(xiàn)了廢水的零排放，并將廢液中有價(jià)元素鐵

2、制備成高品質(zhì)的納米氧化鐵紅，得到了一種低成本、高效的酸性含砷生物氧化提金廢液的處理工藝，并提供了一種簡(jiǎn)單、高效的納米氧化鐵紅制備工藝，實(shí)現(xiàn)了生物氧化提金廢液治理的無(wú)害化、資源化和高值化，具有重要的實(shí)際意義。
　　本論文以輕燒鎂為沉淀劑，進(jìn)行酸性含砷生物氧化提金廢液中砷、鐵共沉的研究，考察了pH值、攪拌速度、反應(yīng)溫度等工藝參數(shù)對(duì)砷鐵共沉效果的影響，得到合適的砷鐵共沉工藝條件;以氫氧化鈉為浸出劑進(jìn)行選擇性浸砷的研究，考察了pH值、液固

3、比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等條件對(duì)砷鐵分離效果的影響，得到了氫氧化鈉選擇性浸砷的最佳工藝條件;以氫氧化鈉和碳酸鈉為聯(lián)合浸出劑，進(jìn)行聯(lián)合浸出，考察了碳酸鈉過(guò)量系數(shù)和陳化時(shí)間對(duì)砷鐵分離效果的影響，并得到了氫氧化鈉和碳酸鈉聯(lián)合浸出的合適工藝條件;以氫氧化鈉為浸出劑，進(jìn)行浸砷動(dòng)力學(xué)的研究，得到反應(yīng)的相關(guān)動(dòng)力學(xué)參數(shù);以砷鐵分離后得到的鐵固相產(chǎn)物，進(jìn)行納米氧化鐵紅的制備研究，考察了焙燒溫度、焙燒時(shí)間對(duì)納米氧化鐵紅品質(zhì)的影響。得到的結(jié)論如下:
　　

4、(1)砷鐵共沉實(shí)驗(yàn)得到砷鐵共沉的合適工藝條件為:pH值為3.5，攪拌速度為500rpm，溫度為25℃。此條件下，砷、鐵一次回收率分別為99.56％、98.71％，有效實(shí)現(xiàn)了砷鐵共沉回收。
　　(2)選擇性浸砷實(shí)驗(yàn)得到合適的氫氧化鈉和碳酸鈉聯(lián)合浸出工藝條件為:pH=13.5，溫度80℃，時(shí)間2h，液固比6.5∶1，碳酸鈉過(guò)量系數(shù)1.2，陳化時(shí)間1.0h。此條件下砷的一次浸出率達(dá)到79.23％，二次浸出率達(dá)到94.58％，固相中砷的含

5、量降至為0.17％，使得砷鐵得到有效分離。
　　(3)氫氧化鈉浸出動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)得到:
　?、僭?～30min內(nèi)，氫氧化鈉選擇性浸砷過(guò)程屬于界面化學(xué)反應(yīng)控制，反應(yīng)的表觀活化能、指前因子和動(dòng)力學(xué)方程分別為:Ea=15.70KJ·mol-1A=1.601-(1-α)1/3=1.60×exp(-15700.24/RT)t。
　　②在40～70min內(nèi)，浸砷過(guò)程受內(nèi)擴(kuò)散控制，加大攪拌速度和減小礦物粒度可提高浸出效率，反應(yīng)的表觀活化

6、能、指前因子和動(dòng)力學(xué)方程分別為:Eα=23.98KJ·mol-1A=6.223[1-2/3α-（1-α)2/3]=6.22×exp(-23984.31/RT)t。
　　(4)納米鐵紅制備實(shí)驗(yàn)得到制備透明氧化鐵紅的合適工藝條件為:900℃，焙燒2h。此條件下，得到的鐵紅為鮮紅色的粉末，是平均粒徑為70.80nm，發(fā)育良好，形貌較規(guī)則的球形顆粒，以其為原料制得的分散體系的透光率為87.21％，對(duì)380～780nm范圍內(nèi)的可見(jiàn)光均有良好