This thesis presents the results of an investigation on the impact of continuous circuit and solution parameters on coprecipitation of arsenic with ferric iron from acidic sulphate solution. The techniques employed were selected, or developed, to emulate industrial practice. The concept behind the work was to better understand the link between the process of precipitation and the stability of arsenic in the resultant coprecipitates. This was performed by examining the role of circuit design and co-ions on both arsenic removal during coprecipitation and arsenic retention during ageing. The parameters/factors investigated included continuous versus batch operation, number of stages (pH profile), recycling and Ca2+, Ni2+ and Al3+ as co-ions. Arsenic removal was found to be greatly improved by continuous rather than batch coprecipitation. In addition, the presence of calcium (introduced as slaked lime) was found to be instrumental in the removal and retention of arsenic. Arsenic retention during ageing (up to 300 days) at various temperatures (3, 22, 40 and 70°C) was observed to reach an "equilibrium" that was strongly affected by the continuous circuit design, as well as the co-ions present during coprecipitation. Evidence is presented of the partitioning of arsenic within the coprecipitates in two principal phases, namely ferric arsenate (FeAsO4•xH2O) and arsenic adsorbed ferrihydrite. Continuous circuit design parameters, such as staging, that resulted in enhanced stability appear to yield coprecipitates with higher ferric arsenate content. Analysis of the kinetic and "equilibrium" arsenic retention data yielded activation energy (~ 60 kJ/mol) and enthalpy (~ -38.5 kJ/mol) values that suggest a reaction controlled exothermic dissolution mechanism. / Ce mémoire de maîtrise présente les résultats d'une étude portée sur la co-précipitation de l'arsenic et des ions ferriques en solution aqueuse sulfatée. L'utilisation d'un procédé continu et les paramètres de la solution ont été considérés comme cibles d'étude. Les techniques employées ont été sélectionnées ou développées afin de simuler les méthodes opératoires industrielles. L'idée directrice de ce travail était d'aboutir à une meilleure compréhension sur les liens entre les mécanismes de précipitation et la stabilité de l'arsenic dans les co-précipités formés. Aussi, le rôle du design du procédé ainsi que celui des co-ions sur l'extraction, respectivement la stabilisation de l'arsenic ont fait l'objet d'un examen approfondi à court terme soit au stade de co-precipitation, respectivement à long terme durant le vieillissement de la solution. Les paramètres/facteurs étudiés incluaient le caractère continu du procédé (en comparaison avec un procédé discontinu), le nombre d'étapes (le profile pH), le recyclage des produits solides et la nature (Ca2+, Ni2+ et Al3+) des co-ions introduits dans le système. Cette étude a montré que l'utilisation d'un procédé continu (en comparaison avec un procédé discontinu) améliorait considérablement l'extraction de l'arsenic à partir de solutions aqueuses sulfatées. Aussi, la présence de calcium (introduit sous forme de chaux hydratée) s'est avérée profitable à l'extraction de l'arsenic à court et à long terme. Il a été observé que la stabilisation de l'arsenic dans le cas des expériences de vieillissement (d'une durée de 300 jours) performées à différentes températures (3, 22, 40 et 70°C) atteignait un état d'équilibre fortement influencé par le design du procédé continu ainsi que par les co-ions présents lors de la co-précipitation. Il a été mis en évidence que lors de la phase de co-précipitation, l'arsenic était réparti sous forme de de
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.21969 |
| Date | January 2008 |
| Creators | De Klerk, Richard |
| Contributors | George Demopoulos (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Engineering (Department of Mining and Materials) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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