铜冶炼烟尘中砷脱除研究现状

白杨,焦铁英

吉林紫金铜业有限公司

摘要：本文对铜冶炼烟尘中砷脱除的研究现状进行了综述。重点介绍了砷在铜冶炼过程中的来源和危害，并分析了目前常用的砷脱除技术，如湿法吸附、氧化沉淀和离子交换等方法的优缺点。同时，提出了当前砷脱除研究中存在的问题和挑战，如砷脱除效率不高、废渣处理等。展望了未来砷脱除研究的发展方向，包括开发高效的砷脱除技术和探索砷资源的综合利用。该综述为进一步开展铜冶炼烟尘中砷脱除研究提供了有效参考。

关键词：铜冶炼；烟尘；砷脱除

引言

在铜冶炼过程中，砷是一种常见的污染物，其存在会对环境和人体健康造成严重危害。因此，砷脱除技术的研究具有重要意义。本文综述了铜冶炼烟尘中砷脱除的研究现状，重点分析了湿法吸附、氧化沉淀和离子交换等常用技术的优缺点，并探讨了当前砷脱除研究中存在的问题和挑战。同时，展望了未来砷脱除研究的发展方向，包括开发高效的脱除技术和砷资源的综合利用。本文的研究将为进一步提高铜冶炼烟尘中砷脱除效率和减少环境风险提供重要参考。

1.目前常用的砷脱除技术

目前，常用的砷脱除技术包括湿法吸附、氧化沉淀和离子交换等方法。湿法吸附是一种常见的砷脱除技术，利用吸附材料（如活性炭、氧化铁等）吸附烟尘中的砷物质。这种方法简单易行，操作成本低，但需要考虑吸附材料的再生与废弃物处理问题。氧化沉淀是另一种常用的砷脱除技术，通过向烟气中添加氧化剂（如氯气、氢氧化钠等），使砷转化为不溶于水的沉淀物进行分离。这种方法适用于高浓度的砷污染源，但对氧化剂的选择和使用量控制要求较高。离子交换技术利用具有亲砷性的固体吸附剂（如陶瓷球、树脂等）吸附砷离子。通过离子交换过程，将砷与其他金属离子进行置换，从而实现砷的去除。这种方法具有高度选择性和可再生性，但需要注意吸附剂的选择、再生方式和废物处理。除以上技术外，还有一些新型砷脱除技术不断被提出和研究，如膜分离、电化学脱除、生物吸附等。这些新技术能够进一步提高砷脱除效率和减少对环境的污染，但仍需要进行更多的实验验证与工程应用。对比不同的砷脱除技术，需要综合考虑其脱除效率、工艺操作难度、废弃物处理、经济性等方面的因素，以选择最适宜的技术组合来解决铜冶炼烟尘中砷脱除问题。

2.当前砷脱除研究中存在的问题和挑战

2.1.砷脱除效率不高

尽管目前已经有许多砷脱除技术可供选择，但仍然存在一个共同的问题，即砷脱除效率不高。这主要是因为砷在烟尘中的存在形式复杂，如无机砷和有机砷的组合，以及砷的存在状态（溶解态和悬浮态）。此外，部分技术在处理高浓度砷污染源时可能遇到困难。因此，需要进一步研究和开发高效的砷脱除技术，包括结合不同技术的组合方法、优化吸附剂性能、提高氧化剂的利用效率等。同时，需进行更多现场实验和规模化应用试点，以验证和改进技术的脱除效率，为解决铜冶炼烟尘中砷脱除效率不高的问题提供解决方案。

2.2废渣处理问题

砷脱除过程中所生成的废渣处理是一个重要且具有挑战性的问题。废渣富含砷及其他金属离子，如果不得到妥善处理，可能对环境和人体健康造成污染风险。一种常见的废渣处理方法是进行无害化填埋。在这种方法中，废渣经过固化处理后，将其安全地填埋在特定的区域，以防止其与环境接触。然而，这种处理方式仍存在长期稳定性和地质安全等方面的问题，需要加强监控和管理。另一种选择是进行资源化利用。废渣中的砷和其他金属离子可以被回收并利用作为原材料或高附加值产品的组成部分。这种处理方法不仅减少了废弃物的排放，还可以实现资源的有效利用，但技术和经济上的挑战仍需要克服。废渣处理问题需要综合评估各种处理方法的可行性和适用性。在选择适当的处理方法时，需要综合考虑废渣的性质、规模和经济可行性等因素，并确保废渣处理过程能够符合环境保护要求。此外，还需要进行相关法规和政策的制定，以确保废渣处理工作能够得到有效监管和管理。

3.未来砷脱除研究的发展方向

3.1开发高效的砷脱除技术

为了解决砷脱除效率不高的问题，需要进一步开发高效的砷脱除技术。以下是一些可能的方向：新型吸附材料的研发：研究人员可以探索新型吸附材料，例如功能化纳米材料、多孔材料和基于生物质的吸附剂，以提高吸附砷物质的能力和选择性。高效氧化剂的利用：开发高效的氧化剂，如高效的氯气曝气系统、新型氧化剂配方等，用于将砷氧化为易于沉淀或吸附的形式，从而增强砷离子的去除效果。组合技术的应用：将多种砷脱除技术进行组合应用，例如湿法吸附和离子交换的联合使用，以提高脱除效率和综合处理能力。过程优化与控制：通过优化反应条件、操作参数和工艺控制，使砷脱除过程更加高效和稳定。例如，优化废水pH值、溶液浓度等因素。现场实验与应用试点：更多实地试验与工程应用的实践，通过针对特定矿石和冶炼工艺的研究，寻找最适合实际应用的高效砷脱除技术。以上是一些可能的途径，可用于开发高效的砷脱除技术。进一步研究和探索将有助于提高铜冶炼烟尘中砷脱除效率，并减少对环境和人体健康的潜在风险。

3.2探索砷资源的综合利用

为了实现砷资源的综合利用，并减少对环境和人体健康的潜在风险，可以考虑以下方面：砷的回收与再利用：开发高效的砷回收技术，将从砷污染源中脱除的砷进行回收，并加以再利用。这样不仅可以减少砷的排放和对自然环境的影响，还可以充分利用其在其他领域的应用，如冶金工业、电池制造等。砷的转化与合成新材料：探索砷的转化和合成新材料的可能性，将砷转化为可应用于电子、能源存储等领域的新材料。例如，研究砷化物材料的合成和应用，用于半导体器件或太阳能电池等领域。砷的无害化处理与处置：针对砷资源难以回收利用或再利用的情况，进行无害化处理与处置。这包括封存或稳定砷化废物，以防止其对环境和人类健康产生潜在风险。综合管理与政策支持：建立完善的砷资源综合管理机制和政策支持体系，促进砷资源的综合利用与循环经济发展。这包括制定相关法规、标准和行业规范，以鼓励企业采取绿色技术和可持续开发实践。通过探索砷资源的综合利用，可以减少对自然环境的负面影响，提高资源的利用率，并为可持续发展提供更好的解决方案。这需要学术界、工业界和政府部门的合作与支持，不断推动砷资源综合利用技术的研究与应用。

结束语

总结起来，本论文综述了铜冶炼烟尘中砷脱除的研究现状，并探讨了该领域面临的挑战和问题。虽然已有吸附、氧化沉淀和离子交换等技术，但砷脱除效率仍有待提高。未来需要开发高效的砷脱除技术，并探索砷资源的综合利用，以减少对环境和人体健康的风险。同时，也需要加强废渣处理和资源化利用的研究，以实现砷循环经济的目标。通过持续的技术创新和工程实践，我们可以更好地保护环境，推动可持续发展。

参考文献

[1]田释龙,张辉,黎开金等.铜冶炼烟尘中砷脱除研究现状[J].云南冶金,2023,52(01):79-85.

[2]陈辉,陈芳芳.用氧化—酸浸法从铜冶炼烟灰中脱砷试验研究[J].湿法冶金,2022,41(05):461-464.DOI:10.13355

[3]李聪.铜火法精炼炉烟尘综合利用研究[D].江苏科技大学,2022.DOI:10.27171.

[4]张剑,梁秀秀,邓金亮.从高砷铅阳极泥中氧压碱浸—水浸脱砷试验研究[J].湿法冶金,2021,40(05):431-434.DOI:10.13355

[5]徐庆鑫,和晓才,魏可等.从催化还原SCR催化剂中脱除砷试验研究[J].湿法冶金,2019,38(03):231-234.DOI:10.1335

[6]杨贵生.用碳酸钠溶液从铜冶炼烟尘中脱除砷试验研究[J].湿法冶金,2019,38(03):235-238.DOI:10.13355