cvmetИзвестия вузов. Цветная металлургияIzvestiya. Non-Ferrous Metallurgy0021-34382412-8783НИТУ МИСИС10.17073/0021-3438-2017-2-36-42cvmet-473Research ArticleМеталлургия цветных металловMetallurgy of Non-Ferrous MetalsСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОСАЖДЕНИЯ ТРИСУЛЬФИДА МЫШЬЯКА ИЗ ПРОМЫВНЫХ ВОД СЕРНО-КИСЛОТНОГО ПРОИЗВОДСТВА МЕДЕПЛАВИЛЬНЫХ ЗАВОДОВImprovement of arsenic trisulfide precipitation from sulfuric acid production flush waters at copper worksМамяченковС. В.MamyachenkovS. V.

докт. техн. наук, профессор кафедры металлургии тяжелых цветных металлов УрФУ (620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19)

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Department of metallurgy of heavy non-ferrous metals of Ural Federal University named after first President of Russia B.N. Yeltsin (620002, Russia, Yekaterinburg, Mira str., 19)

svmamyachenkov@yandex.ruАнисимоваО. С.AnisimovaO. S.

канд. техн. наук, доцент той же кафедры УрФУ

Cand. Sci. (Eng.), Associate professor of the same Department

osanis@mail.ruКостинаД. А.KostinaD. A.

студентка той же кафедры УрФУ

Student of the same Department

dar.kostina@yandex.ruУральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» (УрФУ)РоссияUral Federal University named after first President of Russia B.N. YeltsinRussian Federation201728042017023642Copyright © Мамяченков С.В., Анисимова О.С., Костина Д.А., 20172017Мамяченков С.В., Анисимова О.С., Костина Д.А.Mamyachenkov S.V., Anisimova O.S., Kostina D.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/473

Недостатками сульфидного метода очистки промывных вод серно-кислотного производства являются образование мелкодисперсных (размер частиц от 0,3 до 1,5 мкм) труднофильтруемых осадков сульфида мышьяка (III) и опасность выделения сероводорода в атмосферу при передозировке гидросульфида натрия. Исследован процесс коагуляции золей сульфида мышьяка для разработки более эффективной и быстрой технологии фильтрации осадка. Определены скорости фильтрации в различных режимах подачи гидросульфида натрия, рассмотрена зависимость скорости отстаивания и фильтрации от присутствия коагулянтов – сульфата железа и сульфата алюминия. Установлено, что реализация рассредоточенной подачи гидросульфида натрия при осаждении сульфида мышьяка в сочетании с применением неорганического коагулянта – сульфата железа (III) – позволит в несколько раз увеличить размеры частиц As2S3, а также повысить скорости фильтрации и отстаивания пульп.

The sulfide method for purification of sulfuric acid production flush waters have such disadvantages as the formation of finely dispersed (0,3 to 1,5 μm particle size) difficult-to-filter precipitates of arsenic sulfide (III) and the risk of hydrogen sulfide release into the atmosphere in case of sodium hydrosulfide overdose. The article studies the process of arsenic sulfide sols coagulation in order to develop a more effective and fast precipitate filtration technology. The article determines filtering rates in various modes of sodium hydrosulfide feeding, and dependence of the settling and filtering rates on the presence of coagulants – iron sulfate and aluminum sulfate. It was found that the implementation of dispersed feeding of sodium hydrosulfide during the arsenic sulfide precipitation in combination with the use of inorganic coagulant – ferric sulfate (III) would make it possible to increase the size of As2S3 particles by several times, and to increase filtering and settling rates of pulps.

сульфид мышьякакоагуляцияскорость фильтрациисульфат железасульфат алюминияarsenic sulfidecoagulationfiltering rateferric sulfatealuminum sulfateReferencesНабойченко С.С., Мамяченков С.В., Карелов С.В. Мышьяк в цветной металлургии. Екатеринбург: УрО РАН, 2004.Набойченко С.С., Мамяченков С.В., Карелов С.В. Мышьяк в цветной металлургии. Екатеринбург: УрО РАН, 2004.Piret N.L. The removal and safe disposal of arsenic in copper processing // JOM: J. Miner., Met. Mater. Soc. 1999. Vol. 51. No. 9. P. 16—17.Piret N.L. The removal and safe disposal of arsenic in copper processing // JOM: J. Miner., Met. Mater. Soc. 1999. Vol. 51. No. 9. P. 16—17.Wang H.J., Gong W.X., Liu R.P., Liu H.J., Qu J.H. Treatment of high arsenic content wastewater by a combined physical—chemical process // Colloid. Surf. 2011. Vol. 379. P. 116—120.Wang H.J., Gong W.X., Liu R.P., Liu H.J., Qu J.H. Treatment of high arsenic content wastewater by a combined physical—chemical process // Colloid. Surf. 2011. Vol. 379. P. 116—120.Dalewski F. Removing arsenic from copper smelter gases // JOM: J. Miner., Met. Mater. Soc. 1999. Vol. 51. No 9. P. 24—26.Dalewski F. Removing arsenic from copper smelter gases // JOM: J. Miner., Met. Mater. Soc. 1999. Vol. 51. No 9. P. 24—26.Vircikova E., Palfy P., Molnar L., Lech P. As(III) elimination from solutions and As- precipitates characteristic // Miner. Slov. 1996. Vol. 28. No 5. P. 406—408.Vircikova E., Palfy P., Molnar L., Lech P. As(III) elimination from solutions and As- precipitates characteristic // Miner. Slov. 1996. Vol. 28. No 5. P. 406—408.Шубинок А.В. О выводе мышьяка (III) из растворов мокрой очистки газов // Комплексное использование минерального сырья. 1992. No. 5. С. 59—63.Шубинок А.В. О выводе мышьяка (III) из растворов мокрой очистки газов // Комплексное использование минерального сырья. 1992. No. 5. С. 59—63.Mondal P., Majumder C.B., Mohanty B. Laboratory based approaches for arsenic remediation from contaminated water: recent developments // J. Hazard. Mater. 2006. Vol. 137. P. 464–479.Mondal P., Majumder C.B., Mohanty B. Laboratory based approaches for arsenic remediation from contaminated water: recent developments // J. Hazard. Mater. 2006. Vol. 137. P. 464–479.Bothe J.V., Brown P.W. Arsenic immobilization by calcium arsenate formation // Environ. Sci. Technol. 1999. Vol. 33. Р. 3806—3811.Bothe J.V., Brown P.W. Arsenic immobilization by calcium arsenate formation // Environ. Sci. Technol. 1999. Vol. 33. Р. 3806—3811.Исабаев С.М., Пашинкин А.С., Мильке Э.Г., Жамбеков М.И. Физико-химические основы сульфидирования мышьяксодержащих соединений. Алма-Ата: Наука, 1986.Исабаев С.М., Пашинкин А.С., Мильке Э.Г., Жамбеков М.И. Физико-химические основы сульфидирования мышьяксодержащих соединений. Алма-Ата: Наука, 1986.Meltem B.B., Aysegul P. Determination of arsenic removal efficiency by ferric ions using response surface methodology // J. Hazard. Mater. 2009. Vol. 166. P. 796—801.Meltem B.B., Aysegul P. Determination of arsenic removal efficiency by ferric ions using response surface methodology // J. Hazard. Mater. 2009. Vol. 166. P. 796—801.Papassiopi N., Vircfkova E., Nenov V., Kontopoulos A. Removal and fixation of arsenic in the form of ferric arsenates. Three parallel experimental studies // Hydrometallurgy. 1996. Vol. 41. P. 241—253.Papassiopi N., Vircfkova E., Nenov V., Kontopoulos A. Removal and fixation of arsenic in the form of ferric arsenates. Three parallel experimental studies // Hydrometallurgy. 1996. Vol. 41. P. 241—253.Li Guo, Yaguang Du, Qiushi Yi, Dunshun Li, Longwen Cao, Dongyun Du. Efficient removal of arsenic from «dirty acid» wastewater by using a novel immersed multi-start distributor for sulphide feeding // Separat. Purific. Technol. 2015. Vol. 142. Р. 209—214.Li Guo, Yaguang Du, Qiushi Yi, Dunshun Li, Longwen Cao, Dongyun Du. Efficient removal of arsenic from «dirty acid» wastewater by using a novel immersed multi-start distributor for sulphide feeding // Separat. Purific. Technol. 2015. Vol. 142. Р. 209—214.Lewis A., Hille R.P. An exploration into the sulphide precipitation method and its effect on metal sulphide removal // Hydrometallurgy. 2006. Vol. 81. Р. 197—204Lewis A., Hille R.P. An exploration into the sulphide precipitation method and its effect on metal sulphide removal // Hydrometallurgy. 2006. Vol. 81. Р. 197—204Lewis A.E. Review of metal sulphide precipitation // Hydrometallurgy. 2010. Vol. 104. Р. 222—234.Lewis A.E. Review of metal sulphide precipitation // Hydrometallurgy. 2010. Vol. 104. Р. 222—234.Raman G., Gnanam F.D., Ramasamy P. Gel grown single crystals of arsenic trisulphide // J.Crystal Growth. 1986. Vol. 75. No. 3. P. 471—472.Raman G., Gnanam F.D., Ramasamy P. Gel grown single crystals of arsenic trisulphide // J.Crystal Growth. 1986. Vol. 75. No. 3. P. 471—472.Mokone T.P., Hille R.P., Lewis A.E. Effect of solution chemistry on particle characteristics during metal sulfide precipitation // J. Colloid. Int. Sci. 2010. Vol. 351. Р. 10—18.Mokone T.P., Hille R.P., Lewis A.E. Effect of solution chemistry on particle characteristics during metal sulfide precipitation // J. Colloid. Int. Sci. 2010. Vol. 351. Р. 10—18.Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. СПб.: Лань, 2010.Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. СПб.: Лань, 2010.Junhao Jiang, Jinke Gong, Weiqiang Liu, Tao Chen, Chao Zhong. Analysis on filtration characteristic of wall-flow filter for ash deposition in cake // J. Aerosol. Sci. 2016. Vol. 95. P. 73—83.Junhao Jiang, Jinke Gong, Weiqiang Liu, Tao Chen, Chao Zhong. Analysis on filtration characteristic of wall-flow filter for ash deposition in cake // J. Aerosol. Sci. 2016. Vol. 95. P. 73—83.Ma Wei, Ma Wenji, Ma Rongjun. Arsenic removal by sulfidation sedimentation in magnetic field // Trans. Nonferr. Met. Soc. 1998. Vol. 8. No. 3. P. 529—532.Ma Wei, Ma Wenji, Ma Rongjun. Arsenic removal by sulfidation sedimentation in magnetic field // Trans. Nonferr. Met. Soc. 1998. Vol. 8. No. 3. P. 529—532.Shalabh S., Qiankun W., Dimitrios F., Demopoulos G.P. Acidity, valency and third-ion effects on the precipitation of scorodite from mixed sulfate solutions under atmospheric- pressure conditions // Metall. Mater. Trans. 2006. Vol. 37. No. 2. P.189—198.Shalabh S., Qiankun W., Dimitrios F., Demopoulos G.P. Acidity, valency and third-ion effects on the precipitation of scorodite from mixed sulfate solutions under atmospheric- pressure conditions // Metall. Mater. Trans. 2006. Vol. 37. No. 2. P.189—198.Белоглазов И.Н., Голубев В.О. Основы расчета фильтрационных процессов. М.: Руда и металлы, 2002.Белоглазов И.Н., Голубев В.О. Основы расчета фильтрационных процессов. М.: Руда и металлы, 2002.Javorskyj I., Leśkow J., Kravets I., Isayev I., Gajecka E. Linear filtration methods for statistical analysis of periodically correlated random processes. Pt 1: Coherent and component methods and their generalization // Signal Process. 2012. Vol. 92. No. 7. P. 1559—1566.Javorskyj I., Leśkow J., Kravets I., Isayev I., Gajecka E. Linear filtration methods for statistical analysis of periodically correlated random processes. Pt 1: Coherent and component methods and their generalization // Signal Process. 2012. Vol. 92. No. 7. P. 1559—1566.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.