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铜冶炼过程中会产生大量富含铜、锌、铅、锡、铋等多种有价金属元素的烟尘,经济回收价值极高,但同时却伴随有As等有害金属,不利于烟灰的无害化及资源化利用,因此开发铜冶炼烟灰中砷与有价金属的高效分离工艺,对于消除金属冶炼过程中砷污染、解决砷循环累积及废物资源化利用具有极其重要的研究意义。铜冶炼烟灰脱砷技术主要包括火法和湿法两种,但随着日益严格的环保标准以及对产品质量的严格要求,火法脱砷工艺的缺陷日益明显,而湿法浸出具有能耗低、对环境污染程度小、砷浸出率高等优点,因而较为广泛应用。NaOH与NaOH-Na2S是常被用于实现冶炼烟灰中砷选择性脱除的碱性浸出体系,但单纯采用NaOH浸出体系浸出液成分复杂、处理难度高,NaOH消耗量大、砷浸出率较低且伴随金属浸出多,因此引入NaOH-Na2S复合体系,在获得较高砷浸出率的同时进一步使浸出液中Cu、Zn、Pb等离子形成Cu S、Zn S、Pb S沉淀,从而实现As的选择性浸出,但总体而言,传统体系易造成药剂反应不充分,砷浸出率和选择性仍有待提高,且需要高温、高压辅助,对设备要求高、能耗大。因此,亟需开发节能环保且高效的选择性脱砷工艺,在提高药剂利用率的同时,还可强化砷与有价金属的高效分离,进而实现冶炼行业典型高砷危废资源化及无害化。近年来,机械活化法可通过产生晶格缺陷进而提供更多反应活性位点和快速扩散路径,因而被广泛应用于强化湿法冶金矿物浸出过程,不同的矿物原料在机械活化时有不同的反应机理,目前对于机械活化预处理强化铜冶炼烟灰中As选择性浸出的研究未见报道。基于此,本文以铜冶炼烟灰为研究对象,探究了球磨预处理对烟灰中砷分离浸出效率的强化作用,并从微观尺度揭示了其强化机制,主要研究内容和结论如下:（1）确定了以含硫化合物为共磨剂时球磨预处理强化烟灰中砷选择性分离浸出效率主要影响因素及控制步骤。球磨预处理单因素试验结果表明,砷浸出效率与含硫化合物种类密切相关,与Na2S2O3、Na2SO3相比,以Na2S作为共磨剂预处理后烟灰中As分离浸出率最大,且在Na2S用量为MNa2S:Ash=0.3:1、球磨机转速600 rpm、球磨时间为30 min（即加入Na2S球磨20±5 min后,再加入0.5 m L的乙醇球磨10±5 min）的条件下As浸出率可达75.62%,整个过程中Cu、Zn、Pb、Cd基本未被浸出,实现了烟灰中砷与有价金属的选择性分离。浸出对照试验结果表明,Na2S球磨预处理可显著提高烟尘中砷分离浸出效率,在NaOH、Na2S最终投加量分别为MNaOH:Ash=0.5、MNa2S:Ash=0.4、液固比L/S=25:1、温度为328 K条件下,浸出10 min后砷浸出率即可达85.52%,与未球磨烟灰在相同条件下相比砷浸出率提高了29.51%。动力学试验结果表明,烟灰中砷的浸出过程在298K～348K温度范围内更倾向于受化学反应控制及固体膜层扩散两个过程控制,浸出动力学方程符合未反应收缩核模型,通过计算可知吉布斯自由能△G<0,表明该浸出反应在热力学上是可行的。（2）确定了NaOH球磨预处理及浸出最佳工艺条件。NaOH球磨预处理单因素试验结果表明:NaOH用量在MNaOH:Ash=0.5:1,转速600 rpm,活化时间为60 min的条件下球磨（即NaOH球磨预处理50±5 min后投加入一定量的乙醇研磨10±5 min）,As浸出率可升高至78.92%,与未施加球磨时相比As浸出率提高了22.91%。浸出对照试验结果表明,在NaOH、Na2S最终投加量分别为MNaOH:Ash=0.5、MNa2S:Ash=0.4、液固比L/S=25:1、温度为328 K条件下浸出10 min即可达最佳浸出效果（砷浸出率为81.11%）。对比球磨前后表观活化能Ea可知,球磨后表观活化能由35.93 k J·mol-1降低至16.27 k J·mol-1,由此表明球磨预处理可降低反应活化能,提高化学反应进程,强化浸出过程传质速率;同时,球磨预处理可降低浸出反应对温度的敏感度,使原本需要在高温或高压条件下进行的反应可以在较低温度下进行,一定程度上可降低反应能耗及成本。对比研究了烟灰在不同处理条件下砷浸出效率及球磨预处理对砷浸出的强化作用。结果表明,未球磨时砷浸出效率仅为56.01%,球磨单独作用（未加共磨剂）可能因促进烟灰中砷与其它金属离子的结合而抑制As的浸出,而共磨剂的加入可改变As的浸出行为,Na2S球磨预处理与NaOH球磨预处理条件下,烟灰中As浸出率较未球磨时相比分别提高了29.51%和25.11%,且烟灰中Cu、Pb、Zn等金属基本未被浸出,浸出残余固体物中As含量可从5.74%分别降低至0.13%和0.07%,为铜冶炼烟灰的无害化及资源化利用创造了有利条件。为进一步证明球磨预处理对As浸出的强化作用,对比了干磨和湿磨条件下烟灰中砷的浸出效率,结果表明,相同条件下湿磨时As浸出率优于未球磨时砷的浸出效果,但与Na2S干磨预处理相比降低了14.41%左右,这是因为干磨预处理过程可使烟灰颗粒产生更多无序结构、晶格缺陷并增加无定形物质的比例,因而能更有效地促进烟灰颗粒的反应活性,进一步强化As的浸出效果。（3）揭示了球磨预处理强化As选择性浸出的缺陷活化及作用机制。颗粒形貌及粒径分析结果表明:机械球磨过程中,由于高速摩擦和碰撞会产生巨大冲击能量,破坏颗粒内部结构,促进晶体产生更多缺陷,同时机械力的持续作用会导致颗粒粒径显著减小,反应组分之间活性界面面积增加,表观活化能降低,进而为后续浸出过程提供更加快速的扩散路径。XRD和XPS结果表明:球磨高速碰撞过程中局部会产生高温高压,一定程度上可诱导固-固反应的发生,一方面球磨可促使Na2S与烟灰烟灰中的Cu、Pb、Zn等金属会发生硫化反应,生成碱性介质中难溶的金属硫化物,另一方面在Na2S存在时则可将烟灰中的部分五价砷化合物转化为更具迁移性的三价砷化合物;而以NaOH为共磨剂时,球磨产生的局域高温、高压条件可促使部分Pb SO4与NaOH反应生成Pb（OH）2,并最终分解为Pb O,部分Pb O在浸出体系下与Na2S作用生成不溶性硫化物,一定程度上可提高Pb的回收效率,而氧化态砷在碱性介质中经球磨预处理后可转化为可溶性砷酸盐;两个预处理工艺对As的选择性浸出均起到了强化作用,最终实现了铜冶炼烟灰中As与有价金属的高效分离。