秘鲁某金矿加压浸出液除砷工艺研究

苏立峰，刘三平，李 贺

（北京矿冶科技集团有限公司，北京 100160）

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

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：

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。

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。

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.