生物氧化浸出硫化砷废渣的机理和强化原理研究

砷滤饼是冶金工业中的主要含砷废渣，其中的砷主要以硫化砷的形式存在，在堆存过程中会逐渐氧化释放出剧毒三价砷，是最主要的砷污染源之一。现有的硫酸铜置换法和三价铁加压氧化法由于操作成本高、设备投资大，难以推广应用，造成工厂大量剧毒废渣堆存。我们发现采用生物浸出技术可以有效地浸出硫化砷矿物，基于此技术有望发展出一种操作简便、成本低廉的砷滤饼废渣处理技术，但面临的难题是生物浸出速度较慢。为实现工业应用必须设法强化浸出过程、有效提高生物浸出速度，这需要对硫化砷矿物的生物浸出机理有透彻的了解。本项目拟在前期研究的基础上对雌黄和雄黄等硫化砷矿物的生物浸出机理进行深入研究，阐明硫化砷矿物不同与其它金属硫化矿的特殊生物浸出机制，考察不同因素对浸出反应动力学的影响，建立浸出动力学模型，提出浸出过程强化原理和方法，设计硫化砷废渣生物浸出工艺原型，提升现有硫化砷废渣处理技术。

砷滤饼是冶金工业中的主要含砷废渣，其中的砷主要以硫化砷的形式存在，在堆存过程中会逐渐氧化释放出剧毒三价砷，是最主要的砷污染源之一。本课题研究了硫化砷矿物的生物浸出机理,提出雌黄可以在完全不存在三价铁离子的情况下被细菌浸出，此项研究成果丰富了对细菌浸出机理的认识，对控制和提高硫化砷矿物的生物浸出效果也有重要意义。雌黄虽然可以被细菌浸出，但浸出速度极为缓慢。课题研究了银离子和铜离子对雌黄生物浸出效果的影响。结果发现在在由三价铁存在的情况下添加银离子，雌黄的生物浸出速度可以明显提高，添加铜离子也可以促进雌黄的生物浸出，但需要提高反应温度。基于以上机理研究成果，提出了采用稀硫酸浸出和生物浸出结合的方案处理砷滤饼废渣，并设计和测试了新型生物浸出反应器，在实验中取得了较好的效果。同时进行了延伸工作，进行了铁氧化细菌促使溶液中的砷与铁形成臭葱石晶体的研究，结果表明细菌的氧化作用可以促进砷从溶液中脱除并形成臭葱石沉淀。