本工作针对高浓度含砷废水的处置问题,以溶解性弱、化学稳定高的臭葱石晶体（Fe-As-O₄×2H₂O）为研究对象,针对其在常压酸性条件下合成过程的热力学及动力学展开研究。明确臭葱石晶体的热力学稳定区及其结晶过程的反应机理、为砷无害化工艺流程的完善及技术集成提供理论支撑。本文的研究内容如下:基于热力学计算明确了常温下Fe-As-H₂O系各沉淀组分的热力学稳定区。研究表明,臭葱石转变为氢氧化铁的边界pH值为2.3,即体系pH值接近2.3时更利于臭葱石的合成。此外,平衡时铁含量的升高会导致稳定区的缩小。由实验确定了酸性条件下以Fe（III）和As（V）为原料合成臭葱石晶体的较优工艺条件为:反应温度80℃,初始pH值2,铁砷摩尔比1,初始砷浓度20 g·L^-1。在上述条件下反应6 h后可以得到臭葱石晶型的砷酸铁,且除砷率可高达94.8%。由XRD和SEM分析可知,所得臭葱石较为纯净且结晶度较高,结晶产物晶粒清晰,呈二维棒状。分析了臭葱石结晶过程的成核长大机理,臭葱石结晶过程分为沉淀和转形两个步骤。高浓度的Fe³⁺和AsO₄^3-反应先生成无定形砷酸铁,由于Fe-As-O₄在水溶液中电离度较大,经陈化后无定形砷酸铁沉淀会经逆向离子解离作用转化为晶形砷酸铁即臭葱石晶体。其中析出无定形砷酸铁的过程反应速率很快,故臭葱石结晶过程的速率控制步骤主要为无定形砷酸铁转化为晶形臭葱石的转形过程。在60⁹0℃范围内对不同铁砷摩尔比条件下臭葱石结晶过程的动力学展开研究,结果表明其结晶过程遵循Johnson-Mehl-Avrami方程表示的作用机制。在铁砷摩尔比为0.8时结晶反应的速率控制步骤为相界控制,其反应表观活化能值为52.01 k J·mol^-1。当铁砷摩尔比大于1时结晶反应受成核控制,铁砷摩尔比为1和1.2时其结晶反应的表观活化能值分别为72.94 k J·mol^-1和171.92 k J·mol^-1。