砷是铜矿重要的伴生杂质元素,在铜精矿火法冶炼中约16%砷随烟气进入污酸。污酸产量巨大,年产10万吨粗铜火法冶炼系统,年产10²0万立方污酸。污酸具有酸性强、砷含量高、成分复杂等特点,通常硫酸含量约10¹00g/L,砷含量1³0g/L,含有氟氯及其他重金属元素。污酸无害化处置难度大,被认为是铜冶炼的“癌症”。现有石灰铁盐法和硫化法存在二次危废产量大问题,浓缩法存在成本高和设备要求高问题。基于臭蔥石固砷优势,以“零危废”和“低成本”为出发点,借助铁氧化物中和酸、吸附砷和固化砷方面的多重优势,提出了铁氧化物处置污酸技术。本论文研究了铁氧化物（Fe₂O₃、Fe₃O₄和Fe（OH）₃）处置污酸行为,优选了磁性Fe₃O₄为除砷铁源,探究了磁性Fe₃O₄处置污酸工艺中铁砷比、时间、pH和温度对处置效果的影响,系统优化了工艺中臭蔥石分离、Fe₃O₄循环利用和除砷后液深度净化等关键点,形成了完整的磁性Fe₃O₄处置污酸技术。此外,借助沉淀物结构演变、微观形貌、毒性迁移和溶液成分变化,揭示了磁性Fe₃O₄处置污酸及臭蔥石形成机理。不同铁源在污酸中溶解、吸附和沉淀行为差异很大,实验采用150℃高压实验考察了不同铁源的污酸处置效果,并揭示了时间、pH值和铁砷比对污酸处置的影响规律。结果显示:三种铁化合物（Fe₂O₃、Fe₃O₄和Fe（OH）₃）在污酸中都可被溶解并且生成Fe AsO₄·2H₂O臭蔥石晶体,Fe₃O₄比Fe₂O₃和Fe（OH）₃更容易溶解,形成较多臭蔥石结晶,具有更高的脱砷效率;在pH值范围在1.5-2之间有利于氧化物溶解及臭蔥石合成,较高的pH值不利于铁化合物溶解及臭蔥石结晶;铁砷比为2是较适合的条件,较高铁砷比有利于Fe₃O₄合成臭蔥石,增加Fe（OH）₃反应后沉淀物中的砷酸铁物相;当铁砷比为2:1时,Fe₂O₃和Fe（OH）₃处理污酸后溶液中砷的浓度接近,从原污酸砷含量13000mg/L降低至2500mg/L左右,而Fe₃O₄处理后溶液的砷浓度则降低到12mg/L,相比Fe₂O₃和Fe（OH）₃,Fe₃O₄处理污酸后溶液中的砷的浓度最低。根据高压实验结果,选择磁性Fe₃O₄作为污酸的处理原料,在常压条件下研究磁性Fe₃O₄对污酸的处理效果,揭示了铁砷比、时间、pH值和温度对污酸处置的影响规律,并探究了臭蔥石的生成机理。结果显示:预处理中,部分磁性Fe₃O₄溶解在污酸中,既中和了污酸也提供了铁离子;铁砷比对污酸的处理效果影响很大,当铁砷比为3.15:1时,对污酸的处理效果最好;随着反应时间的延长,磁性Fe₃O₄逐渐反应,先生成砷酸铁,然后逐渐结晶形成臭蔥石,当反应时间为12h时,对污酸的处理效果最好;在pH值范围在1.5²之间有利于磁性Fe₃O₄溶解及臭蔥石合成,较高的pH值不利于铁化合物溶解及臭蔥石结晶,pH值为2时处理污酸的效果最好;在常压条件下提高反应温度有利于磁性Fe₃O₄的溶解和臭蔥石的合成。当铁砷比为3.15、反应时间为12h、pH为2、反应温度为90℃时,Fe₃O₄粉末对污酸的处理效果最好,处理后滤液中砷离子的浓度为9.018mg/L,除砷率达到99.93%,得到的沉淀的浸出毒性也最低为0.82mg/L,远低于规定的标准5mg/L,可以直接堆存。最后对此条件下的沉淀进行磁铁吸附回收,回收的Fe₃O₄粉末可以循环用于污酸的处理,也可以送至炼铁厂作为炼铁原料,沉淀经过回收后只剩下纯净的臭蔥石;滤液经过石灰中和,使溶液的pH值升高到7,溶液中的重金属离子和砷离子都降为0,净化后可以直接排放。本论文提出了常压磁性Fe₃O₄处置污酸技术,实现了污酸中砷高效脱除并将砷固化在低毒性臭蔥石晶体中,实现了污酸低成本处置,是一种工艺简单的危废零排放新技术,在有色重金属冶炼工业中具有广泛的应用前景。