硫化沉淀耦合自还原技术：从铜电解净化液中经济高效回收铜与砷的环境友好型新策略

《Resources Chemicals and Materials》：Eco-friendly and cost-effective recovery of copper and arsenic from copper electrolyte purification solutions via sulfide precipitation coupled with self-reduction

　　本文提出了一种结合分级硫化沉淀与自还原的创新工艺，实现了铜电解液净化过程中铜（Cu）的高选择性回收（96.74%）与低砷（As）共沉淀（4.84%），并利用砷硫化物污泥（ASS）原位还原五价砷（As(V)）为三氧化二砷（As2O3），显著降低硫化剂用量（仅为传统方法的0.23倍），为重金属污染控制与资源循环提供了高效低碳解决方案。

　　

亮点（Highlights）

通过调控硫化剂投加速率实现铜的高选择性沉淀，在10分钟加药时间、5分钟反应时间及n(S^2?)/n(Cu²⁺)比例为1.1的条件下，96.74%的铜被选择性沉淀，砷共沉淀率仅为4.84%。

利用砷硫化物污泥（ASS）产生的H₂S将As(V)还原为As(III)，并回收为高纯度As₂O₃，还原率超过97%。

表征分析与淬灭实验表明，ASS中As₂S₃溶解产生的·SH和·H自由基是还原As(V)的关键活性物种。

提出三条潜在反应路径，主导机制为·SH与H₃AsO₄形成H₃AsO₃S中间体，随后分解为HAsO₂。

该工艺具有高选择性、高ASS利用率和低成本优势，硫化剂消耗量降至传统方法的0.23倍。

结论（Conclusion）

本研究提出了一种结合硫化沉淀与自还原的环境友好型低成本工艺，用于从铜电解液净化液中回收铜和砷。硫化剂的控速投加显著提升了铜的选择性回收效率。随后，通过足量硫化剂沉淀残余铜与砷，并利用ASS实现As(V)的高效还原及As₂O₃的回收。该策略为水相Cu–As(V)分离提供了可持续、低碳且经济高效的解决方案，契合循环经济与环境保护的全球目标。