中国锑资源世界第一，锑冶炼产生的砷碱渣也占绝对数量。目前,我国砷碱渣的堆存总量已达到20多万吨，且每年还有800吨～1000吨左右的增加量。砷碱渣中砷含量10%～15%，污染物主要以可溶的砷酸钠的形式存在。国内已发生多起因贮存不当泄漏而造成中毒的事件。砷碱渣若处理不当，将对环境和人类生命安全造成严重威胁。目前，化工技术难以实现砷碱渣有害物质的分离，传统焙烧、掩埋等处理方式会造成更严重的二次污染。处置砷碱渣的关键技术之一是采用合适结晶方式把砷酸钠从其复合盐中有效分离出来。现有常规的砷酸钠蒸发-冷却结晶工艺是一种已应用的处理分离砷酸钠的技术，但是砷酸钠的热物理特性与废渣中其它物质极为相近，高效分离砷酸钠面临极大的挑战。由于砷酸钠及其复合盐的介稳区宽度、结晶诱导期等热物性数据缺乏、结晶过程成核和生长动力学不清楚，导致结晶工艺过程难以控制，难以实现砷碱渣中复合盐主要成份砷酸钠、碳酸钠等的彻底分离。目前国内外未见砷酸钠相关热力学参数测定的权威报道，涉及砷酸钠结晶的理论研究也很少。因此，深入掌握砷酸钠的相关热物性，研究砷酸钠结晶的热力学和动力学机制，综合各种有效分离技术，就能从根本上实现砷酸钠的高效分离，提高资源利用率，有着重要现实意义和科学意义。本文首先研究了重力场作用下砷酸钠的热力学和动力学，利用静态法研究了283.15～353.15K条件下砷酸钠在纯水中的溶解度曲线，并用Apelblat经验模型进行拟合，得到溶解度计算公式。依据溶解度数据采用冷激光技术对超溶解度、介稳区、诱导期、表面张力等热力学数据进行测量分析；在恒温双层夹套玻璃结晶器中研究结晶动力学，测定了不同过饱和度下砷酸钠成核和生长动力学。由于与砷酸盐复合在一起的其它盐类的结晶条件非常相近，如饱和度、介稳宽度、表面张力等热物性。因此本文在结晶过程中分别引入超声和磁场，研究了超声和磁场对砷酸钠结晶过程的影响。研究了超声对结晶过程的影响。采用激光法测定了超声作用下砷酸钠结晶热力学数据，并研究了砷酸钠结晶动力学响。研究发现在过饱和度为1.3～1.8条件下，结晶诱导期明显减小，并且随着超声功率的增大诱导期减小更加明显。超声对晶体粒度造成了巨大的影响，超声的引入可以适当避免晶体的聚集和破碎，同时缩短了晶体的粒度分布范围。当超声功率从26W增加到130W，砷酸钠晶体尺寸从398.873.27减小到168.682.07m。磁场作为一种新型的辅助手段被用于砷酸钠冷却结晶过程的研究，研究了磁场对结晶过程中热力学和动力学的影响。首先在热力学方面研究了磁场对溶解度、介稳区、诱导期的影响，随后研究了动力学的影响。在实验过程中依据粒数衡算方程，在恒温双层夹套玻璃结晶器中模拟MSMPR结晶器，并引入0.5TB磁场作为外加场。实验得到的晶体采用Mastersizer3000测定粒度分布，并用分离变量方法求解粒数密度函数表达式。依据优化后的ΔL定律研究砷酸钠在冷却结晶实验中的结晶动力学数据，得到了简化后的结晶动力学方程。实验结果表明磁场作用下砷酸钠成核和生长速率都大大加快，晶体的粒度分布比较均匀。超声和磁场都改变了砷酸钠冷却结晶过程的热力学和动力学，使得到的晶体产品粒度分布更加均匀，减小了凝聚现象，得到了品质较高的晶体。通过XRD和IR的分析发现超声和磁场都没有改变晶体的内部结构。