本文通过对赤泥堆存过程进行系统的调研,结合对现有围内外特殊场景砷处理技术的分析,综合考虑堆场环境砷污染处理成本与实际可操作性,提出了基于铁砷相互作用的赤泥堆场砷控制技术和赤泥堆场周边水中砷污染处理储备技术,取得了以下创新性研究成果:　　 (1)本研究提出了二氧化碳酸化及废酸酸化两种预酸化工艺结合亚铁混凝去除赤泥浆液中的砷污染。经过充分的二氧化碳或废酸酸化,赤泥浆液中液相砷浓度从6.1 mg/l减少至0.5或0.06 mg/l。通过向经酸化后的赤泥浆液中投加亚铁可使液相砷浓度下降至0.05 mg/l以下。较优的二氧化碳或废酸投量分别为80.1g/l或26.7g/l,而与之相对的亚铁投量均为6g/l。已经二氧化碳或废酸预算化后的赤泥,经过亚铁处理后可迁移性砷含量可从23.5％下降至8.2%或从21.5%下降至9.5%。　　 (2)随着pH、碳酸盐或碳酸氢盐浓度逐渐升高,FeOOH吸附砷一级或二级动力学常数均显著下降。pH升高,碳酸盐或碳酸氢盐浓度升高均可降低FeOOH对砷的吸附能力。冷冻干燥后的FeOOH对砷的吸附能力显著低于胶体形态FeOOH。本文比较了铁盐及铝盐絮凝剂对FeOOH胶体助沉的影响。PFS或PAC投量升高均可提高含砷FeOOH颗粒与水分离能力,对含砷FeOOH颗粒的助沉效果表明,PAC显著优于PFS。当赤泥浸出液pH约为11时,0.2g/l的FeOOH投量即可有效去除超过70%的液相砷污染。　　 (3)本部分研究了FeOOH、铁粉或硫酸亚铁掺混对赤泥中砷浸出的影响。铁系物投量增加可减少赤泥中砷的浸出量,而赤泥的保存时间对赤泥中砷的浸出量无显著影响。当硫酸亚铁的投量达3%时,赤泥浸出砷量即低于检出限。而投加5%铁粉或FeOOH,赤泥中砷的浸出量可下降为0.6×10-3-0.9×10-3mg/g或0.3×10-3-0.6×10-3mg/g。随着铁系物的投加,赤泥中砷的化学稳定性提高。投加硫酸亚铁可显著提高赤泥中硫酸根的浸出量。废酸酸化赤泥工艺可有效降低赤泥中砷的浸出率,二氧化碳酸化赤泥工艺对赤泥中砷的稳定化效果较不理想。　　 (4)本研究利用未经处理的烧结赤泥混合亚铁溶液制备赤泥/亚铁混合药剂去除水中砷污染。当水中五价砷浓度为0.2或0.3mg/l时,投加0.2或0.3g/l的赤泥/亚铁混合药剂即可将水中砷浓度控制在0.05 mg/l以内。赤泥亚铁混合药剂处理水中砷污染的最适pH为4.5-8.0。磷可显著降低赤泥/亚铁混合药剂的除砷能力。对已附着砷的赤泥/亚铁混合药剂的砷分级实验表明,铁氧化物附着态砷为主要存在形态。对已附着砷的赤泥/亚铁混合药剂的解吸实验表明,当水相pH从8.0降低到4.5时,附着态砷无显著解吸。　　 (5)本文利用聚丙烯酰胺和聚酰胺作为粘合剂,将羟基铁活性铁组分包覆于瓷砂滤料表面,制备了羟基铁包覆瓷砂砷吸附材料IOCCG。IOCCG吸附砷的过程可在20 h达到平衡,准一级和准二级动力学模型均可较好地模拟IOCCG吸附砷动力学过程。IOCCG对As(V)的理论饱和吸附量为3.43 mg/g,当给水As(V)浓度为0.25 mg/l时,IOCCG小柱的穿透柱体积为700。经4 h膨胀系数为30-40%的反冲试验后,IOCCG表面的铁损失小于0.1%。　　 (6)本部分研究了载磁结合开梯度或高梯度磁分离除砷工艺出水砷去除率的影响因素。当PFS投量为72.5 mg/l时,载磁工艺中慢搅时间从0min提高到15 min,磁分离出水砷的去除率可从84.5%提高到94.1%。当磁种的投加量从25 mg/l提高到300 mg/l时,磁分离出水砷处理效率从72.5%提高到高于90%。增大磁种、聚铁投量或增加慢搅时间均可提高出水砷去除率。随着载磁过程中慢搅时间的延长,磁絮体的粒径显著增加。　　 (7)本研究利用往复式高梯度超导磁分离系统进行了两种铁含量拜耳赤泥的铁分选探索工作。经过一次磁分选后,赤泥样品1＃和2＃所得赤泥精矿中氧化铁含量分别可达65%和45%。本文提出了一种新型高梯度磁场实现方案,即利用规则钢网替代钢毛填充磁体工作区。该方案可实现钢网规则垂直于磁感线,并且有望降低由于钢毛杂乱填充而导致的赤泥颗粒物理截留。