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本论文所研究的硫化砷渣(As:29.10 wt.%,S:48.08 wt.%)取自某有色金属公司通过硫化法处理含砷酸性废水而产生的渣样。通过研究硫化砷渣的自氧化现象及其单质硫的变化情况,探索了温度、水洗与否、空气流量对硫化砷渣的氧化影响,分析其氧化原因。研究了双氧水、次氯酸钠、高锰酸钾以及六水合三氯化铁四种氧化剂对硫化砷渣的氧化影响,以硫离子的转化率为主要检测依据探索最佳氧化条件,通过碱浸法和有机物萃取法,探索了氧化后硫化砷渣中单质硫与砷的最佳分离工艺。本论文主要研究内容及结论如下:(1)新生成的硫化砷渣中不含有单质硫;在自然环境下,部分硫化砷渣由于自然因素(主要是空气中的氧气)发生氧化还原反应生成单质硫和As2O3。通过改变温度、空气、水洗与否条件,研究其对硫化砷渣中硫离子转化为单质硫的效率的影响。实验结果表明:在自然环境下,硫化砷渣放置12天后,硫离子转化为单质硫的效率达到最高,为61.37%;温度能够有效影响硫离子转化为单质硫的速率,但对硫离子转化为单质硫的效率影响不大,60℃和105℃条件均比自然环境下的转化率高,影响硫离子的氧化速率的因素由大到小排序为:105℃>60℃>自然环境,最终硫离子转化率为65.18%;硫化砷渣在未水洗的情况下,硫离子转化为单质硫的速率较快,对单质硫的转化效率影响较小,两种条件下硫离子转化为单质硫的效率最终均为61.41%;空气对流速度大有利于硫离子的氧化。(2)已在自然环境中长时间堆放的硫化砷渣在添加氧化剂的作用下继续被氧化,通过添加双氧水、次氯酸钠、高锰酸钾和三氯化铁四种氧化剂氧化硫化砷渣,确定硫离子氧化为单质硫的最佳氧化条件。研究表明:四种氧化剂均能有效氧化硫离子,双氧水、次氯酸钠和三氯化铁在氧化硫离子的同时,不生成五价砷,高锰酸钾氧化性最强,能够氧化三价砷;次氯酸钠、高锰酸钾和三氯化铁对硫离子的氧化反应较为明显,硫离子不仅仅被氧化成为单质S,同时还以硫酸盐和亚硫酸盐的形式存在。确定双氧水为最佳氧化剂,在固液比为1:2,双氧水质量分数为18%时,硫离子转化为单质硫的转化率由57.8%升高到99.8%,最终砷以As2O3的形式存在,硫最终以单质硫的形式存在。(3)对As-S-NaOH-H2O体系中碱性浸出氧化后硫化砷渣中的砷进行热力学分析;采用“碱浸法”回收氧化后硫化砷渣中的砷和硫,讨论了固液比、NaOH浓度、浸出时间以及浸出温度对砷浸出率和单质硫回收率的影响,确定了从氧化后硫化砷渣中分离砷和单质硫的最佳工艺条件,实验结果表明:最佳回收工艺为固液比为1:20,NaOH浓度为0.3 mol/L,浸出温度为50℃,浸出时间为1 h,砷的浸出率为99.9%,单质硫的回收率为78.5%;浸出液蒸发结晶后,砷的主要存在形式为NaAsO2和As2(SO4)3。利用单质硫与二硫化碳和二甲苯相似相容的性质,通过固液萃取回收氧化后的样品,二硫化碳回收单质硫的效率为98.52%,二甲苯回收单质硫的效率为90.10%。二者分离回收的产物均为As2O3和单质硫。