砷污染治理及砷资源回收利用的清洁生产新技术研究

【摘要】： 含砷废水和含砷尾矿是砷污染的两个重要来源，也是治理砷污染和回收利用砷资源的两个重要切入点。论文分析比较了砷污染治理和砷资源回收利用的相关技术，在此基础上研究开发了两种既能防治砷污染，同时又能回收利用砷资源的清洁生产新技术。 大量砷硫尾矿堆置造成砷污染和砷资源浪费。而现有的砷硫矿提炼、富集、加工利用技术，或工艺过程环境污染严重；或对于加工尾矿在经济上不合理；或产品纯度低，主含量达不到药用要求；或不能加工利用相对低品位的尾矿；或处理量有限，难以实现规模化工业生产。论文提出了“浮选—化学除杂—粉末冶金方法制块”利用雄(雌)黄尾矿制备块状药用雄(雌)黄的新工艺流程，并对其关键工艺“化学除杂”和“粉末冶金方法制块”进行了试验研究，制得了结构较致密、符合药用要求的块状雄(雌)黄，且制备过程无污染。该工艺流程具有砷资源利用率高、产品质量好、生产成本低、环境效益好等明显优点。从而实现了消除砷硫尾矿堆置造成的砷污染和避免砷资源浪费的目的。 现有的废水除砷方法，大多只考虑除砷的净化程度，没有考虑砷与其它元素的分离，形成的含砷废渣不能利用，易于造成二次砷污染和砷资源浪费。论文在对As_2S_3-H_2O系进行热力学分析的基础上，从理论上探讨了应用硫化沉淀法实现高选择性除砷的可行性；并以一种特殊的含砷溶液“铟冶金浸出液”为研究对象，试验研究了选择性硫化沉砷的工艺条件。理论分析及试验结果表明，工艺条件的控制，特别是酸度的调节是实现高选择性硫化沉砷的关键；在较佳的工艺条件下，砷去除率达99.1％；且除砷废渣纯度高(主要成分As_2S_3质量分数达95.40％)，易于利用。从而避免了剧毒污染物AsH_3的产生和除砷渣堆置造成的二次砷污染，且回收了砷资源。该技术对于其它工业废水的除砷具有借鉴意义。 以砷污染防治为目标的清洁生产工艺流程和以砷资源回收利用为目标的清洁生产工艺流程主要工艺过程包括：含砷废水(液)的选择性硫化沉淀、含砷尾矿(除砷废渣)的综合利用、砷硫尾矿的浮选富集、浮选粉末的化学除杂、以及利用除杂后的粉末通过粉末冶金方法制备块状药用雄(雌)黄。应用上述工艺流程，既可以实现防治砷污染的目的，又可以实现回收利用砷资源的目的。且工艺过程基本实现了清洁生产。 【关键词】：砷污染 砷资源 硫化沉淀法 砷硫尾矿 综合利用 粉末冶金方法 块状药用雄（雌）黄 清洁生产工艺
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2001
【分类号】：X592
【目录】：

• 中文摘要2-3
• 英文摘要3-10
• 第一章 绪论10-24
• 1．1 砷污染及其控制10-15
• 1．1．1 砷污染10
• 1．1．2 砷污染的类型10-11
• 1．1．3 砷污染的治理与控制11-15
• 1．2 砷资源及其利用15-20
• 1．2．1 砷资源15-16
• 1．2．2 砷资源的利用16-18
• 1．2．3 砷化物治疗癌症和肿瘤的临床应用及研究进展18-19
• 1．2．4 砷硫矿（含砷废渣）的利用状况19-20
• 1．3 清洁生产的基本理论及在我国实施清洁生产的意义20-21
• 1．3．1 清洁生产的基本理论20
• 1．3．2 在我国实施清洁生产的意义20-21
• 1．3．3 改革工艺和设备对于我国实现清洁生产的重要意义21
• 1．4 砷污染治理及砷资源回收利用的清洁生产新技术研究发展方向分析21
• 1．5 论文研究的意义及对象21-22
• 1．6 论文研究的目标及内容22-24
• 第二章 雄（雌）黄尾矿回收利用工艺路线的确定24-28
• 2．1 现有相关技术的分析比较24-26
• 2．1．1 雄（雌）黄的“火法”提炼富集工艺24-25
• 2．1．2 雄（雌）黄的“提砷”工艺25
• 2．1．3 雄（雌）黄的“湿法”浮选富集工艺25-26
• 2．1．4 雄（雌）黄的传统炮制提纯工艺26
• 2．2 回收利用雄（雌）黄尾矿的清洁生产工艺路线26-27
• 2．3 利用雄（雌）黄尾矿浮选粉末制备块状药用雄（雌）黄的工艺路线27
• 2．4 本章小结27-28
• 第三章 利用雄黄尾矿浮选粉末制备块状药用雄黄的清洁生产新技术研究28-57
• 3．1 雄黄尾矿浮选粉末的化学提纯试验研究28-39
• 3．1．1 原料、试剂28-29
• 3．1．2 仪器设备29-30
• 3．1．3 试验方法30
• 3．1．4 化学除杂工艺原理30
• 3．1．5 试验结果及讨论30-39
• 3．1．6 废液处理39
• 3．2 粉末冶金方法制备块状雄黄的试验研究39-53
• 3．2．1 工艺原理39-40
• 3．2．2 冷压-烧结方法制备块状雄黄的试验研究40-48
• 3．2．3 热压制备块状雄黄的试验研究48-53
• 3．3 相关问题的讨论53-55
• 3．3．1 块状雄黄中三氧化二砷含量的检测53
• 3．3．2 冷压-烧结产品中成型剂的残留问题53-55
• 3．3．3 加工过程中三氧化二砷造成污染的可能性分析55
• 3．3．4 “冷压-烧结”工艺和“热压”工艺的比较及选用55
• 3．4 本章小结55-57
• 第四章 利用雌黄尾矿浮选粉末制备块状药用雌黄的清洁生产新技术研究57-66
• 4．1 雌黄浮选粉末的化学除杂试验研究57-59
• 4．1．1 试验原料57
• 4．1．2 试验仪器设备及装置57
• 4．1．3 试验结果及分析57-59
• 4．2 利用除杂后的雌黄尾矿浮选粉末制备块状药用雌黄的试验研究59-64
• 4．2．1 试验原料59
• 4．2．2 设备、装置、测量仪器及实验方法59
• 4．2．3 试验方案59
• 4．2．4 “冷压-烧结”试验结果及讨论59-63
• 4．2．5 “热压”试验结果及讨论63-64
• 4．3 相关问题的讨论64-65
• 4．3．1 块状雌黄中三氧化二砷含量的测定64-65
• 4．3．2 加工过程中三氧化二砷造成污染的可能性分析65
• 4．4 本章小结65-66
• 第五章 铟生产过程中砷污染治理及砷资源回收的清洁生产新技术研究66-83
• 5．1 砷污染治理工艺环节的确定66
• 5．2 技术路线的确定66-67
• 5．3 硫化沉砷的热力学分析67-71
• 5．3．1 As_2S_3-H_2O系有关反应的电势（?）中计算67-70
• 5．3．2 As_2S_3-H_2O体系的（?）-pH图70-71
• 5．4 选择性硫化除砷的可行性分析71-72
• 5．5 高选择性硫化沉淀除砷的试验研究72-80
• 5．5．1 原料、试剂、试验装置及试验方法72-75
• 5．5．2 正交试验方案及结果75
• 5．5．3 讨论75-79
• 5．5．4 除砷渣的分析结果79
• 5．5．5 浸出液中主要元素的去除（损失）率79
• 5．5．6 环境保护措施79-80
• 5．6 硫化除砷废渣综合利用途径的探讨80-81
• 5．6．1 作为湿法提砷的原料80
• 5．6．2 作为制备块状药用雌黄的原料80-81
• 5．7 铟生产过程中砷污染防治的清洁生产工艺流程81
• 5．8 铟生产过程中砷污染防治研究对废水除砷的借鉴意义81-82
• 5．9 本章小结82-83
• 第六章 以砷污染防治及以砷资源回收利用为目的的清洁生产工艺流程、效益分析及有关建议83-87
• 6．1 以砷污染防治为目的的清洁生产工艺流程83-84
• 6．2 以砷硫尾矿砷资源回收利用为目的的清洁生产工艺流程84-85
• 6．3 效益分析85-86
• 6．4 有关建议86-87
• 第七章 结论87-89
• 参考文献89-94
• 攻读硕士学位期间发表的论文94-95
• 致谢95

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