硫铁矿制酸过程中砷的迁移规律

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以湖北某硫铁矿制酸企业为例,对硫铁矿制酸过程中砷的赋存形态和迁移规律进行了研究。通过对生产系统中的硫铁矿原矿、入炉混合矿、电除尘器飞灰、焙烧炉尾渣、净化后废稀酸、成品硫酸进行砷的全量检测,结合硫酸工业生产消耗数据,总结出砷元素在生产过程中的迁移分布规律;通过改进的BCR法对生产系统中的硫铁矿原矿、入炉混合矿、电除尘器飞灰、焙烧炉尾渣进行了分级提取检测,展现了不同形态砷的迁移分布情况。具体结论如下:  1)原矿中砷的弱酸提取态占0.69%,可还原态占0.56%,可氧化态占8.94%,残渣态占88.57%;入炉矿中砷的弱酸提取态占0.71%,可还原态占0.60%,可氧化态占9.43%,残渣态占88.70%;焙烧炉尾渣中砷的弱酸提取态占5.28%,可还原态占8.50%,可氧化态占14.70%,残渣态占69.08%;飞灰中砷的弱酸提取态占5.06%,可还原态占7.23%,可氧化态占12.77%,残渣态占74.37%。  2)在硫铁矿制酸过程中各个产砷节点,残渣态占有最大比例,硅酸盐以及原次生矿物将残渣态重金属包裹在其晶格中,化学性质相对稳定的多,在自然环境中通常不会发生反应迁移,残渣态重金属可以长期稳定在矿物中,其毒性和生物有效性均较低,这说明在制酸过程中,大部分砷被束缚在矿物的晶格内,它的潜在生物毒性也较小。  3)经过氧化焙烧,砷的残渣态从入炉矿的88.70%下降到尾渣的69.08%以及飞灰的74.37%,说明一部分残渣态的砷在焙烧过程中从晶格中脱离出来,转变成了活性较高的其他形态。  4)砷在硫铁矿制酸系统内的转移分布比例从大到小依次为:尾渣>飞灰>损失>废稀酸>成品酸,入炉矿中的砷元素在制酸系统内的主要转移去向为尾渣和飞灰,其中尾渣占据了64.65%,飞灰占据了31.38%,这说明大部分的砷以固态的形式被固定在了飞灰与尾渣中。
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