白煙塵有色金屬冶煉過程中隨尾氣排出、經(jīng)收塵系統(tǒng)收集而得的固體廢棄物，富含金、銀、鉍、鉛、鋅、銫等貴金屬和稀有金屬，同時含砷高且多以氧化物形式存在，歸屬于危險固體廢棄物。如何實現(xiàn)白煙塵中稀貴金屬的分離與回收，是本領(lǐng)域亟待解決的科技難題。

夏舉佩教授課題組提出利用冶煉煙氣洗滌酸為酸浸介質(zhì)對其進(jìn)行初步分離，然后采用共沉淀和分步沉淀技術(shù)回收有價元素。該方法不僅可實現(xiàn)洗滌酸的資源化利用，而且可回收酸中的稀貴金屬。研究發(fā)現(xiàn)白煙塵經(jīng)酸浸后，砷以AsO₄^3-和AsO₃^3-的形式與Cu²⁺和Zn²⁺等共存于液相中，因此探索有效途徑對以上金屬進(jìn)一步分離具有重要意義。

該研究以白煙塵酸浸液為考察對象，在探明其組成和金屬元素含量的基礎(chǔ)上對砷的浸出進(jìn)行了熱力學(xué)分析，分析了從含銅和鋅酸浸液中分離砷的理論可行性，闡明了砷的存在形式是影響浸出液中砷去除的重要因素之一。鐵鹽-鈣鹽聯(lián)合脫砷表明：嚴(yán)格控制反應(yīng)體系pH值是有效分離酸浸液中As和Cu、Zn的關(guān)鍵，以保證酸浸液中As的徹底沉淀和減少Cu、Zn的損失。在反應(yīng)時間5h、反應(yīng)溫度85℃、pH值1.2、Fe/As=1.5、不添加H₂O₂的工藝條件下，砷以臭蔥石（FeAsO₄?2H₂O）的形式脫除，沉淀率達(dá)到89.12%，而Cu、Zn損失率均小于1%。研究揭示了白煙塵酸浸液脫砷機(jī)理，通過脫砷工藝參數(shù)控制實現(xiàn)了酸浸液中As和Cu、Zn的有效分離，對白煙塵資源化利用具有重要參考價值。

相關(guān)成果以“Arsenic removal from acid extraction solutions of copper smelting flue dust”為題發(fā)表在環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域國際TOP期刊Journal of Cleaner Production上。論文的第一作者為我院2017級碩士研究生鄭光亞，通訊作者為夏舉佩教授，通訊單位為昆明理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院。該研究工作得到了“白煙塵脫砷提鋅富鉛和中和渣、砷餅安全固化前期研究”科研項目的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.125384