湿法炼锌窑渣中含有大量未经利用的有价金属,目前多采用堆存法处理,造成了大量有价金属的浪费和土地资源的占用。砷具有极强的毒性和生物积累性,在有色冶炼过程中,大量的砷进入溶液,形成酸性含砷废水,亦称污酸。污酸的酸度高、砷浓度大,重金属离子含量大,种类多,成分复杂。对污酸的处置不当会对我国生态环境及人民生命财产安全造成巨大威胁。本文以锌窑渣中有价金属资源的回收利用和污酸中砷、酸的脱除为目的,开展了锌窑渣与污酸的联合浸出、常压臭葱石合成法沉砷、铁粉还原法沉淀砷、铜,沉铜后液中和水解和赤铁矿法沉淀铁的实验研究,主要的结论如下:1)将锌窑渣与污酸进行联合浸出,分别考察了反应时间、反应温度、液固比、窑渣粒径、搅拌转速、氧分压对污酸浸出锌窑渣的影响,结果表明,在反应温度90℃,液固比10m L/g,窑渣粒径75～106μm,搅拌转速400r/min、反应3h的条件下,窑渣中有价金属浸出率均在80%以上。经二段逆流浸出后铁、铜、锌的浸出率分别达99.35%、93.55%、95.15%。浸出液中酸度从172.48g/L降至18g/L左右,浸出后液的砷浓度为9g/L左右,有利于后续沉砷过程的进行。浸出渣中主要物相为二水硫酸钙、焦炭和二氧化硅,浸出渣中银品位从192.1g/t富集至476.7g/t,可作为提银原料。毒性浸出实验结果表明浸出渣无毒性、无腐蚀性,可作为一般固体废弃物处理。2)针对窑渣与污酸联合浸出过程中铜的可控提取,研究了铜的浸出行为及动力学,结果表明污酸浸出窑渣过程中铜的浸出行为符合固体产物层内扩散和界面化学反应混合控制模型,浸出动力学方程为[ln（1-X）]/3-1+（1-X）^-1/3=130.2[C_（L/S）]^1.011×[d₀]^-1.505×[p]^0.749×exp[-32820/（RT）]×t,反应的表观活化能为32.82 k J/mol。提升体系的氧分压、扩大液固比及减小窑渣粒径能有效提高铜的浸出速率。3)针对浸出后液中砷、酸的脱除及有价金属的进一步提取,进行了常压臭葱石合成法沉砷、铁粉置换沉淀砷、铜、中和水解除砷及赤铁矿法除铁的实验研究。结果表明在初始p H为0.7,反应温度90℃的条件下反应5h,溶液中95%以上的砷以晶型臭葱石的形式从溶液中脱除,毒性浸出检测结果表明,砷的浸出浓度为3mg/L左右,符合国家规定标准。沉砷后液中砷浓度为0.53g/L,铜离子浓度为1.70g/L,采用铁粉还原法对溶液中的砷、铜进一步脱除,结果表明,在铁粉加入量为4.5g/L,反应温度为70℃的条件下,反应45min,铜沉淀率超过99%,砷沉淀率为44.6%,沉铜渣中的主要物相为Cu₃As和Cu₂O。沉铜后液中的砷浓度降至385mg/L,以10m L/g的比例将窑渣加入到沉铜后液中进行中和实验,结果表明反应90min后,溶液中的砷浓度下降至9.6mg/L,铁浓度达24.6g/L,且主要为Fe²⁺;溶液p H上升至2.95,中和渣可返回浸出。采用赤铁矿法工艺对中和后液进行处理,在190℃、氧分压0.6Mpa的条件下反应4h,溶液的沉铁率达98.12%,沉铁后液中砷浓度下降至0.5mg/L。沉铁渣的主要物相为赤铁矿,其含铁量达64.42%,经毒性浸出检测其无毒性、无腐蚀性,进一步处理后可作为炼铁和涂料的原料。本文针对湿法炼锌窑渣和含砷污酸的性质,对二者进行联合处理,在高效脱除污酸中砷、酸的同时实现了窑渣中有价金属的资源化利用,达到了以废治废、清洁处理的目的。