就高砷炼铜烟灰资源综合利用,此前的研究工作提出了碱浸脱砷预处理工艺,该工艺能实现良好的碱浸脱砷效果,并能从碱浸渣中高效回收铜、铅、锌等有价金属。针对碱浸液中砷(III)的分离与富集问题,本文研究采用了CO32-型三辛基甲基氯化铵(Tri-n-octylmethyl-ammonium chloride,TOMAC)有机相萃取硫代亚砷酸的新工艺,可以实现由高砷烟灰碱浸液中直接提取砷。新工艺为高砷烟灰短流程资源化及砷无害化奠定了基础。本文的研究内容如下:基于热力学计算,研究了水溶液中砷溶解行为。基于此,对砷萃取剂进行了筛选。为提高砷萃取能力,对所选的TOMAC,将Cl-型有机相转型为CO32-型。研究制定了TOMAC有机相转型的较优工艺。基于红外光谱,对转型前后TOMAC有机相结构进行分析比较。基于TOMAC有机相CO32-转型实验,通过热力学计算,分析了AsIII-S-H2O体系中砷赋存的离子形态,探讨了其与溶液p H值之间的关系。结果发现,在高碱条件下,HAs OS22-可能是As III硫化反应的最主要的产物。基于碱浸模拟溶液实验,测定了CO32-型TOMAC有机相(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亚砷酸的饱和容量。萃取剂与硫代亚砷酸可能按摩尔比2:1缔合。基于碱浸模拟溶液实验,研究确定了CO32-型TOMAC有机相萃取硫代亚砷酸的较优工艺条件:有机相组成,30%TOMAC+15%仲辛醇+磺化煤油;水相料液组成,0.5 mol/L Na OH+9.69×10-2 mol/L As III;萃取温度,室温;萃取相比,O/A=1/l。在上述条件下,AsIII单级萃取率为85.3%。经4级逆流萃取,萃余液中As III浓度可降至1.34×10-3 mol/L以下,萃取率可达98.5%以上,初步达到碱性溶液有效脱砷目的。负载有机相经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,单级反萃率可达89.8%。当反萃相比选择2/1,经6级逆流反萃,理论反萃率可达98%以上。进一步基于红外光谱,分析比较了有机相经“转型-萃取-反萃”后结构变化。