探索生物氧化提金液中单质砷的回收及高值化利用研究

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1、分类号UDC密级学位论文生物氧化提金液中单质砷的回收及高值化利用研究作者姓名：郑春宇指导教师：田彦文教授东北大学材料与冶金学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：化学工艺论文提交日期：2010年6月论文答辩日期：2010年7月学位授予日期：201o年7月答辩委员会主席：≮筝易评阅人：参，扩移前、扼心、不蒸。东北大学2010年7月ADissertationinChemicalTechnologyInvestigationonArsenicrecoveryandValue-·addedUtilizationfromArsenicWaste％f

2、erByZhengChunyuSupervisor：ProfessorTianYanwenNortheasternUniversityJuly2010独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：萄降手日期：卅∥．7．学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校

3、有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：签字日期：护丸]导师签名：、刁秀元签字日期：a口／，、7东北大学硕士学位论文摘要生物氧化提金废液中单质砷的回收及高值化利用研究摘要随着我国冶金及化工企业的不断发展，含砷工业废水对环境造成的污染日益严重，对人类的生活造成极大的影响。目前对含砷废水仅局限于无害化的处理，对其中的有价元素回收利用问题缺乏较深入研究。为

4、了我国经济与生态的可持续发展，探索出经济合理、技术可行的工艺，对含砷废水中有价元素进行回收利用，既解决环境污染问题，又带来显著的经济效益。本论文探索一种从生物氧化提金废液中回收单质砷的新工艺，以期环境效益和经济效益双赢，实现资源的综合利用，减轻砷污染，具有重要的理论和实际意义。本论文以生物氧化提金废液为研究对象，以碱浸后的砷酸钠溶液为原料进行砷酸钠结晶的实验研究，考察了结晶温度、结晶时间、搅拌速度等因素对砷酸钠结晶效果的影响，通过三因素三水平的正交实验，优化了砷酸钠结晶的工艺条件；以结晶后的砷酸钠为原料，水合肼为还原剂，在超声波作用下进行还原砷酸钠

5、制备单质砷的实验研究，考察了水合肼的稀释倍数、pH值、水合肼过量系数、温度、超声波强度等工艺参数对砷一次回收率的影响；在单因素实验的基础上，通过正交实验优化了还原砷酸钠制备单质砷的工艺条件；在最佳工艺条件下，研究了超声波作用下水合肼还原砷酸钠制备单质砷的动力学规律，确定了相关的动力学参数。由研究结果得到如下结论：(1)砷酸钠结晶的最佳工艺条件为：结晶温度30℃，结晶时间45rain，搅拌速度300rpm此工艺条件下砷酸钠的一次结晶率为93．56％。(2)pH、温度、水合肼过量系数和超声波强度对砷的一次回收率有着重要的影响。在超声波作用下，随着溶液p

6、H值的增加，砷的回收率先增加后降低，当pH为7时，砷的一次回收率最大；超声波强度对砷的一次回收率有较大影响，当超声波强度为160W时砷的回收率效果最佳；温度变化对砷的回收率有很大影响。砷回收率随温度的升高而增大，当温度超过70℃时，砷回收率不再升高；水合肼过量系数对砷的回收率影响较显著，水合肼过量系数越高，砷的回收率越东北大学硕士学位论文摘要大，但是考虑到节约成本，水合肼过量系数取2为宜。其他工艺条件影响次之。(3)水合肼还原砷酸钠制备单质砷的最佳工艺条件为：pH为7，水合肼稀释5倍，过量系数2，超声波强度160W，温度70℃。验证试验结果表明，该

7、工艺条件下，砷的一次回收率均可达62．91％；一次还原后剩余溶液进行二次还原后，砷回收率累计达到91．77％。(4)水合肼还原砷酸钠制备单质砷的过程，水合肼过量，对砷酸钠浓度而言，反应级数为1．92。水合肼还原单质砷反应的动力学方程为：七一妻：k∥mco·92％0·91。或h(专专)地⋯∞2，其中k与温度的关系：k=0．8359exp(-58．307／R丁)反应的表观活化能为：指前因子为：关键词：砷；含砷废水；超声波：砷酸钠结晶；水合肼还原Ill东北大学硕士学位论文AbstractInvestigationonArseniqrecoveryandV

8、alueaddedlnvesti2ation0nArsenicrec0VeandValue-addedUtilizatio