含砷硫酸铵溶液深度脱砷工艺研究

烟化炉含硫烟气采用氨酸法脱硫处理副产硫酸铵，主要步骤为冷却-洗涤-吸收-中和-分解-蒸发结晶。由于烟化炉原料成分波动大，烟气含砷升高，现有系统脱砷能力不足，导致脱硫产品砷含量时有超过国家标准。大量不合格品需要返回流程重新处理，增大了处理成本和系统负荷，若产品质量长期不合格可能导致烟化炉被迫停炉。严格控制硫酸铵产品中的砷含量，保证硫酸铵产品品质，对于保护生态环境、实践绿色经济、促进区域经济、社会、环境协调发展至关重要。

目前，硫酸铵溶液除砷的方法主要有：①混凝除砷技术：利用混凝剂的强大吸附作用吸附砷，然后通过过滤或者使用滤膜除去混凝产物，从而达到去除砷的目的。但是对As

的去除效果较差，往往需要将溶液中的As

氧化为高价态，再与铁离子结合生成沉淀与溶液分离，可达到除重金属的目的

。②吸附：吸附法利用活性氧化铝、稀土、铁等多价金属氧化物及其盐类等吸附剂进行吸附,除砷效果好，但稀土盐类或稀土氧化物成本较高

。③离子交换：离子交换法是一种有效的除砷方法，由于该方法处理量大，操作简单，分离效果好，有利于有价成分的回收利用，因而在废水除砷中应用越来越广泛

。④高分子粘合剂与滤膜技术：利用聚合物作为粘合剂，有效地吸附水中某些离子；然后，通过采用一种滤膜，选择性地将聚合物连同吸附的离子全部阻留，达到净化水质的目的

。⑤直接沉淀法（硫化钠法）：直接沉淀法主要是加入沉淀剂，利用化学反应直接产生沉淀，然后过滤除去砷

。⑥光催化氧化法：利用光催化剂吸收光能，然后在一定条件下以特定的波长释放，使水中溶解的氧离子化，进而使As(Ⅲ)得到氧化。但该技术只能对含砷污染水体进行预处理，还需要配合其他技术才能达到去除砷的目的。⑦生物处理法：在微生物的作用下降解、氧化、去除污染物。生物处理法既可单独作为一种处理方法，也可和其他物理化学方法（如过滤、吸附等）配合使用

。

由此，本文作者以氨酸法脱硫处理烟化炉含硫烟气的中和液作为实验原液，采用纳米铁深度脱出其中的砷，研究温度、搅拌速率、反应时间、纳米铁用量对砷脱出率的影响，并在小试的基础上开展扩大实验和除砷后液除铁实验。研究成果可为同行提供指导。

1 实验

1.1 实验原料

本实验所用原料为硫酸铵中和液，其主要成分如表1所示。

世界第四大铁矿生产商，澳大利亚的福蒂丘集团也在厄瓜多尔设立了办公室，该公司承诺今年投资1亿美元进行勘探。

1.2 实验原理

2.1.2 搅拌速率对砷脱出率的影响

或Cl

。MNF是含Fe(0)、Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的复合物，具有比传统纳米铁更强的反应活性。MNF由于具有LDH（层状双金属氢氧化物）结构，主要是通过配体交换和表面络合作用或阴离子的交换作用来吸附污染物。与其他形式的Fe

相比，MNF具有Fe相中最低的还原电位，比Fe

的反应活性强。在水溶液中，砷主要是以含As(Ⅴ)的化合物HnAsO4n-3和含As(Ⅲ)的化合物HnAsO3n-3存在，不管是As(Ⅲ)还是As(Ⅴ)，都能被Fe(Ⅱ)（羟基）氧化物强烈吸附，并且对As(Ⅲ)或As(Ⅴ)均有很高的吸附效率。研究表明，MNF对As的去除率能达到85-95mg/gFe，比纳米铁的去除效率高。

1.3 工艺流程

本实验工艺流程如图1所示。

2 实验结果与讨论

2.1 实验室小试结果与讨论

以中和液为除砷前液，研究温度、搅拌速度、反应时间、纳米铁加入量对砷脱出率的影响。

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2.3.1 实验条件

到达西安，已近黄昏。一轮被暮色放大了的落日挂在了古城墙上，整座城市被余晖渲染得无比庄重堂皇，从城门洞里走进逆光的车流和行人，宛若窑洞门窗上那些被岁月风雨冲刷过的窗花，模糊了细节，却有着剪影般的凝重分明。

由表2可知，随着温度的升高，硫酸铵砷含量呈先减小后保持不变的趋势，可能是因为温度升高导致砷酸盐的溶解度增大，温度升高还会增大能耗。因此，选择温度为20℃作为较优条件。

改性纳米铁（MNF）的比表面积比传统纳米铁更大，其晶体结构为带正电荷的氢氧化物层[FeII(1-x)FeIIIx(OH)2]

与带负电荷的阴离子An

及水分子相互交替，结构式为：[FeII(1-x)FeIIIx(OH)

]

·[(x/n)An

·(mx/n)H

O]

。其中，An-代表夹层阴离子，主要有CO

，SO

采用同一批次中和液，控制纳米铁加入量1.0mL/L，温度为20℃，反应时间1.5h，搅拌转速分别控制在150、200、300rpm进行除砷，研究搅拌速率对砷去除率的影响。除砷后液蒸发结晶制备硫酸铵，再取样分析其中的As、Pb、Fe的含量，结果如表3所示。

从表3可以看出，当搅拌速率有150r/min提高到200r/min时，硫酸铵砷含量由0.0004%下降为0.0003%，继续提高搅拌速率，硫酸铵砷含量保持不变。搅拌速率太慢会影响传质速率，降低反应速率，搅拌速率太快则会增大能耗。因此，选择搅拌速率为200r/min为较优条件。

2.1.3 反应时间对砷去除率的影响

采用同一批次中和液，控制纳米铁加入量1.0mL/L，温度为20℃，搅拌速率为200r/min，在反应30min、60min、90min分别从烧杯中取出300mL溶液进行过滤，研究反应时间对砷去除率的影响。除砷后液蒸发结晶制备硫酸铵，再取样分析其中的As、Pb、Fe的含量，结果如表4所示。

使用较小的区域来搜索局部最大值,以得到GT角点的最大数量。图6表明了许多GT角点被SUSAN算法的最后一步剔除,只保留了局部最大值并去除了其他不重要的角点。在图像处理过程中,物体之间的大小和距离都很小,因此,这个步骤对在过程结束时保存的地面真实角点数量具有重要的影响。然而,这些SUSAN算法变种的误报率比Noble算法要高得多。因此,必须找到其他方法来规避相关角点的误检,降低误报率。

选择2017年3—12月在新疆医科大学第一附属医院神经外科参与住院医师规范化培训学员54名，随机分为两组，PBL组采用PBL教学法，SBME-PBL组采用PBL结合SBME教学法，每组临床学习工作时间均为2个月。各组规培生在性别、年龄、规培前的理论考试成绩等方面差异均无统计学意义（P＞0.05），详见表1。

由表4可知，反应30min时硫酸铵含砷为0.0008%，反应60min后硫酸铵含砷降低至0.0002%，再延长反应时间，硫酸铵含砷没有较大变化。可见，随着反应时间的延长，硫酸铵砷含量呈先降低后升高的趋势，可能是由于时间的延长导致部分砷酸盐返溶。因此，选择反应时间为60min作为较优条件。

2.1.4 纳米铁用量对砷去除率的影响

采用同一批次中和液，控制温度20℃，搅拌速率200r/min，反应时间为150min，纳米铁加入量分别控制在1.0、1.5、2.0mL/L进行除砷，研究纳米铁用量对砷去除率的影响。除砷后液蒸发结晶制备硫酸铵，再取样分析其中的As、Pb、Fe的含量，结果如表5所示。

由表5可知，纳米铁加入量为1.5、2.0mL/L时硫酸铵含砷均为0.0002%，但纳米铁加入量增大时，硫酸铵含铁有增大趋势，硫酸砷含量随着纳米铁用量的增大不断升高，但是纳米铁用量过大会导致硫酸铵中铁含量升高，增大除铁困难。因此，宜选择纳米铁用量为1.5mL/L为较优条件。

2.2 实验室小试结论

改性纳米铁脱砷较优工艺为：温度为20℃，搅拌转速为200r/min，反应时间为60min，纳米铁用量为1.5mL/L。在该条件下，硫酸铵砷含量可以降到0.0002%。

2.1.1 温度对砷脱出率的影响

2.3 扩大型实验

由于观光采摘节是利用果树的花期或果期作为依托的节庆活动，如果没有果品资源以外的其他资源优劣势、人们的需求情况、政府和地方的重视程度等因素的作用，观光采摘节应具有明显的淡旺季之分。

采用同一批次中和液，控制纳米铁加入量1.0mL/L，搅拌速率200r/min，反应时间1.5h，分别在溶液温度为常温（约25）、40℃、60℃下进行除砷，研究温度对砷去除率的影响。除砷后液蒸发结晶制备硫酸铵，再取样分析其中的As、Pb、Fe的含量，结果如表2所示。

根据小试得到的较优条件，以50L中和液作为除砷前液开展扩大实验。改性纳米铁脱砷工艺条件为：温度为20℃，搅拌转速为200r/min，反应时间为60min，纳米铁用量为1.5mL/L。

为了验证和巩固小试结论，针对小试得到的较优工艺条件，开展一级纳米铁除砷工艺的扩大实验，考察反应时间、硫酸亚铁加入量、曝气量对硫酸铵除砷的影响。

2.3.2 实验结果与讨论

按照实验条件开展扩大实验研究，采用同一批中和液，脱砷时间分别控制为0.5h、1h、1.5h,反应结束后过滤，滤液蒸发结晶制备得硫酸铵，取样分析其中的As、Fe、N、Pb含量，结果如表6所示。

一是要充分利用退伍转业军人。从国家层面，要加强立法，严格执法，通过完善和落实预备役登记制度及约束措施，确保把退伍、复员、转业、自主择业等有服现役经历的人全部纳入管理范围，为参加预备役组织提供政策保障。对于预备役部队而言，要采取多种渠道掌握信息，特别是要加强与省军区系统兵役机关的沟通协调，并结合每年一度的预备役整组搞好潜力调查，确保把有现役经历的人优先作为预任军官、预编士兵对象，最大限度利用军事资源。原则上，预备役军官中服现役经历的比例不低于90%，预备役士兵中服现役经历的比例不低于70%。

从表6可知，反应1h后，硫酸铵砷含量都降至0.0001%，但纳米铁除砷1小时后，硫酸铵含Fe由0.0016%上升至0.0028%，随着反应时间延长，硫酸铵Fe含量继续升高。

2.4 除砷后液中铁的去除

向改性纳米铁除砷后液中加入双氧水除铁，工业双氧水用量为5mL/L，除铁后对除铁后液蒸发结晶得到固体硫酸铵，取样分析，结果如表7所示。

由表7可知，一级改性纳米铁除砷后，硫酸铵As含量由0.0017%降低至0.0001%，但是，铁含量由0.0016%升高0.0018%，加入双氧水反应0.5小时后，硫酸铵Fe含量由0.0018%降低至0.0001%。

这也使茅台酱香酒系列酒在销量不变的情况下，保持销售额稳步增长，提升了品牌价值，实现了由高速度增长向高质量增长的转变，成为今年茅台酱香系列酒的最大亮点。

3 结论

（1）改性纳米铁脱砷较优工艺为：温度为20℃，搅拌转速为200r/min，反应时间为60min，纳米铁用量为1.5mL/L。在该条件下，硫酸铵砷含量可以降到0.0002%。

对照组患者采用氯氮平片联合碳酸锂进行治疗:患者开始服用的剂量为每天50mg,14天内增加药物剂量至每天150mg到300mg之间,具体根据患者病情状况进行调整。整个治疗过程中,氯氮平片的平均剂量为每天(210±31.5)mg,碳酸锂的平均剂量为每天1g。

（2）扩大型实验硫酸铵砷含量可降至0.0001%，但硫酸铵铁含量由0.0016%上升至0.0028%，随着反应时间延长，硫酸铵Fe含量继续升高。

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