砷是铜、铅、锌、金、银等有色金属矿石中主要伴生元素,每年带入有色冶炼系统的砷量高达5万吨左右。砷化合物有剧毒,具有生物积累性和致癌性,对人类健康造成严重危害,因此,对砷污染物进行无害化、稳定化处理意义重大。本研究以高砷溶液为研究对象,采用亚铁盐空气氧化法沉砷,以制备一种含砷率高、具有晶体结构、浸出毒性低、利于堆存的含砷固体——臭葱石(Scorodite)。本文从高温Fe-As-H2O系热力学分析、沉砷条件优化、臭葱石的表征、浸出毒性分析以及臭葱石晶体生成动力学特性等方面开展研究,主要结论如下：1)基于化学热力学和电化学原理,绘制了Fe-As-H2O系在高温条件(t=95℃,a=1)下的电位-pH图,明确了此条件下FeAsO4的理论稳定范围为0.03<pH<5.17。实验结果表明在该稳定区域内,采用亚铁盐空气氧化法沉砷,能得到以臭葱石晶体FeAsO4-2H2O形态存在的含砷沉淀。强酸条件(pH=2)下,较短时间(2h)内即可合成得到结晶良好的臭葱石晶体。弱酸条件(pH=5～6)下,若反应时间过短,得到的含砷沉淀包含臭葱石晶体和无定形态砷酸铁FeAsO4(2+x)H2O两种物质；延长反应时间,无定形态砷酸铁将逐渐转化为臭葱石晶体。2)考察了含砷溶液初始pH值、反应时间、反应温度、空气流量、铁砷摩尔比以及初始砷离子浓度等因素对臭葱石晶体形成的影响,并对各个因素实验所得沉淀物进行了浸出毒性分析。结果表明亚铁盐空气氧化沉砷制备臭葱石晶体的最佳工艺条件为：初始pH=4,反应时间为7h,反应温度为95℃,空气流量应大于120L/h,铁砷摩尔比为1.5,初始砷离子10g/L。3)亚铁盐空气氧化法沉砷形成臭葱石晶体遵循“氧化-沉淀结晶”反应机制,本研究采用Avrami-Erofeev经验方程作为动力学模型分析了臭葱石晶体的生长过程,结果表明结晶分为晶核形成和晶体生长两个阶段。4)在pH2-5范围内,臭葱石晶体成核过程和生长过程的表观速率常数均随着初始pH值的提高而增大。逐渐提高反应温度,能促进氧化和沉淀,能促进晶核的生成与长大；计算所得的活化能较小,说明晶体的成核与生长不受相界面的氧化反应控制,而主要由沉淀反应所决定。5)提高铁砷摩尔比,在晶核形成阶段,表观反应速率常数逐渐增大,这说明此阶段,稍微过量的铁能加快晶核的形成。而晶体生长过程的表观速率常数却随着铁砷摩尔比的增加而降低,因此在晶体长大的过程中,不宜添加过量的铁盐。