鹽酸體系中銅粉置換As(Ⅲ)和Sb(Ⅲ)的研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的蓬勃發(fā)展在帶來(lái)物質(zhì)上空前的富足和便利的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量工業(yè)廢水，造成了日趨嚴(yán)峻的環(huán)境染污，嚴(yán)重威脅著生態(tài)環(huán)境和生物的生命安全。尤其是含砷、銻等污染物的工業(yè)廢水，毒性強(qiáng)、危害極大，因此凈化處理廢水中的砷、銻等重金屬離子刻不容緩。本文提出在鹽酸體系中采用銅粉置換去除Sb(Ⅲ)和As(Ⅲ)形成合金的新思路和方法。首先采用熱力學(xué)和電化學(xué)方法對(duì)鹽酸體系中銅粉置換Sb(Ⅲ)和As(Ⅲ)的可行性進(jìn)行理論探討分析，并以此為依據(jù)設(shè)計(jì)置換實(shí)驗(yàn)，

2、探討銅粉投料量Cu/Sb、溫度、酸度、攪拌速率和時(shí)間等參數(shù)對(duì)置換效果的影響規(guī)律，獲得了最佳置換工藝條件。同時(shí)研究了銅粉置換Sb(Ⅲ)的動(dòng)力學(xué)機(jī)理，并計(jì)算其活化能。此外，采用銅粉對(duì)實(shí)際冶金過程中產(chǎn)生的分銀渣氯化液中的銻和砷進(jìn)行置換，以驗(yàn)證該法的實(shí)際意義和價(jià)值。采用 XRD分析置換產(chǎn)物的物相、SEM表征其微觀形貌，EDS檢測(cè)其成分，同時(shí)采用 ICP-MS檢測(cè)了尾氣中銻離子、砷離子濃度以驗(yàn)證置換過程中是否產(chǎn)生SbH3，AsH3等劇毒氣體。結(jié)論

3、如下：
　?。?）熱力學(xué)和電化學(xué)分析結(jié)果表明，銅粉可置換出鹽酸體系中的Sb(Ⅲ)和As(Ⅲ)，并以相應(yīng)的Cu-Sb和Cu-As合金形式存在。
　?。?）單元素溶液置換實(shí)驗(yàn)中，置換0.2 mol·L-1Sb(Ⅲ)的最優(yōu)條件是：溫度為60℃，攪拌速度為600 rpm，置換時(shí)間為120 min，cHCl濃度為3 mol·L-1，銅粉投料量Cu/Sb=6，此時(shí)置換率高達(dá)99.81％，產(chǎn)物為Cu2Sb，沒有單質(zhì)銻和銻化氫氣體生成。該反

4、應(yīng)遵循動(dòng)力學(xué)一級(jí)反應(yīng)，活化能為39.14 kJ·mol-1·L-1，反應(yīng)受化學(xué)控制；
　?。?）含As(Ⅲ)0.05 mol·L-1的3 mol·L-1HCl溶液，水浴恒溫45℃，在投加Cu/As為8的銅粉后，經(jīng)600 rpm磁力攪拌反應(yīng)1 h后，便可基本除盡，主要產(chǎn)物為Cu3As，且有少量的砷單質(zhì)和微量的AsH3析出。
　?。?）在銅粉凈化實(shí)際溶液的實(shí)驗(yàn)中，砷基本去除，而銻的去除率也達(dá)到82.61%。
　　本文的創(chuàng)新