2AsO43-+5S2-+16H+=As2S5↓+8H2O (4)
H2S+HAsO2=As2S3↓+4H2O (5)
3S2-+2As3+=As2S3↓ (6)
Cu2++S2-=CuS↓ (7)
堿性條件下,會發生如下反應:
As2S3+6NaOH=Na3AsO3+Na3AsS3+3H2O (8)
硫化氫氣體是最終參與硫化反應的關鍵物質,只有當硫化氫達到溶解平衡時,離解出的S2-才使銅、砷離子形成沉淀物。
因此,污酸硫化反應只能在酸性條件下進行。
2.2.3控制指標:
控制適當的氧化還原電位值,使得硫化濾后液含砷小于40mg/l。生產實踐證明,硫化后液含砷小于40mg/l,后續石膏渣毒性浸出指標才可能不會超標。
2.2.5運行案例:
江西銅業、金隆公司、紫金銅業、祥光銅廠等國內大型銅冶煉企業,均采用硫化反應槽對污酸進行硫化處理,去除其中的銅、砷離子;硫化反應槽及硫化濾后液濃密池采用密封形式,槽頂及池頂均加設殘余硫化氫氣體保安吸收系統,用液堿吸收殘余的硫化氫氣體;2012年建設的北方銅業公司20萬噸銅項目,直接采用硫化氫氣體對污酸進行硫化除銅除砷;江西銅業的污酸硫化工藝已經安全運行近30年;南方冶金集團因石灰石直接一步中和污酸工藝出水含砷指標不達標,改為兩段硫化鈉硫化除砷+石灰乳中和+鐵鹽氧化工藝后,出水達標。
污酸硫化反應后得到銅砷濾餅,含銅約3%,含砷約12%,屬于危險廢物,需要交由具備相應資質的企業進行處理。
2.3制取石膏
2.3.1主要目的:去除污酸中的硫酸根及H+。
2.3.2基本原理:污酸中投加石灰石漿液,硫酸根與石灰石中的鈣反應生成石膏渣而被去除。主要反應為:
CaCO3+H2SO4+H2O=CaSO4?2H