就高砷煉銅煙灰資源綜合利用,此前的研究工作提出了堿浸脫砷預處理工藝,該工藝能實現良好的堿浸脫砷效果,并能從堿浸渣中高效回收銅、鉛、鋅等有價金屬。針對堿浸液中砷(III)的分離與富集問題,本文研究采用了CO32-型三辛基甲基氯化銨(Tri-n-octylmethyl-ammonium chloride,TOMAC)有機相萃取硫代亞砷酸的新工藝,可以實現由高砷煙灰堿浸液中直接提取砷。新工藝為高砷煙灰短流程資源化及砷無害化奠定了基礎。本文的研究內容如下:基于熱力學計算,研究了水溶液中砷溶解行為。基于此,對砷萃取劑進行了篩選。為提高砷萃取能力,對所選的TOMAC,將Cl-型有機相轉型為CO32-型。研究制定了TOMAC有機相轉型的較優工藝。基于紅外光譜,對轉型前后TOMAC有機相結構進行分析比較。基于TOMAC有機相CO32-轉型實驗,通過熱力學計算,分析了AsIII-S-H2O體系中砷賦存的離子形態,探討了其與溶液p H值之間的關系。結果發現,在高堿條件下,HAs OS22-可能是As III硫化反應的最主要的產物。基于堿浸模擬溶液實驗,測定了CO32-型TOMAC有機相(30%TOMAC+15%仲辛醇+磺化煤油)自含As III 9.69×10-2 mol/L、Na OH 0.5 mol/L的水相料液中萃取硫代亞砷酸的飽和容量。萃取劑與硫代亞砷酸可能按摩爾比2:1締合。基于堿浸模擬溶液實驗,研究確定了CO32-型TOMAC有機相萃取硫代亞砷酸的較優工藝條件:有機相組成,30%TOMAC+15%仲辛醇+磺化煤油;水相料液組成,0.5 mol/L Na OH+9.69×10-2 mol/L As III;萃取溫度,室溫;萃取相比,O/A=1/l。在上述條件下,AsIII單級萃取率為85.3%。經4級逆流萃取,萃余液中As III濃度可降至1.34×10-3 mol/L以下,萃取率可達98.5%以上,初步達到堿性溶液有效脫砷目的。負載有機相經1.0 mol/L Na Cl+2.0 mol/L Na OH混合溶液以相比O/A=1/l反萃,單級反萃率可達89.8%。當反萃相比選擇2/1,經6級逆流反萃,理論反萃率可達98%以上。進一步基于紅外光譜,分析比較了有機相經“轉型-萃取-反萃”后結構變化。