Современные технологические процессы переработки медных концентратов являются, в основном, пирометаллургическими и сопровождаются образованием большого количества отходящих газов и пылей, в которых содержится значительное количество меди, цинка и свинца. В процессе очистки отходящих газов пирометаллургических медных заводов в скрубберах образуются промывные растворы с содержанием мышьяка до 15 г/дм3. При сульфидной очистке вместе с сульфидом мышьяка осаждаются сульфиды цинка, меди и свинца, содержание которых в осадке достигает 5-8 %.
Производство мышьяка в отходах значительно превышает спрос на него и учитывая высокую экологическую опасность мышьяка, необходимо переводить его в форму слаборастворимых, малотоксичных соединений для исключения загрязнения почв и грунтовых вод. Осаждаемый сульфид мышьяка и арсенаты железа в атмосферных условиях являются аморфными, имеют высокую влажность и насыпную плотность, при длительном контакте с кислородом воздуха образует высокотоксичный окcид мышьяка (III). Нарушение условий эксплуатации хранилищ может привести к попаданию мышьяка, цинка и свинца в грунтовые воды и серьезным экологическим катастрофам.
Целью работы является научное обоснование и разработка физико-химических основ переработки мышьяксодержащих сульфидных и железо-арсенатных отходов после очистки промывных растворов и других растворов с применением новых гидрохимических процессов с выводом мышьяка в отдельный пригодный для утилизации, экологически безопасный продукт, что позволит за счет повышения комплексности использования сырья, решить проблемы накопления и складирования отходов и полупродуктов, образующихся на предприятиях цветной металлургии.
Научная новизна предлагаемого проекта состоит в установлении новых данных об особенностях морфологического и кристаллического строения изучаемых мышьяксодержащих отходов, распределении в них элементной серы и цветных металлов. Планируется получение новых данных о физико-химических закономерностях гидротермального взаимодействия элементной серы с сульфидами мышьяка и цветных металлов, образовании серо-сульфидных конгломератов, ионов меди с сульфидами мышьяка, ионов мышьяка с сульфидами цинка в атмосферных и автоклавных условиях, влияния ионов цветных металлов на скорость осаждения арсенатов железа и их кристаллическую структуру; получении на их основе обобщающих математических моделей, описывающих кинетику реакций и их лимитирующих стадий. Будут получены новые данные о токсичности сульфидов мышьяка и арсенатов железа, осажденных в гидротермальных и атмосферных условиях, согласно методу TCLP; изменении фазового состава полученных осадков при длительном хранении в различных условиях окружающей среды, степени перехода мышьяка в жидкую фазу; кинетических характеристиках выщелачивания из них мышьяка.