Fe(III)–As(V) precipitates obtained from a sulphate system and their leach stability

ABSTRACT

Fe(III)–As(V) precipitates were synthesised from the Fe(II)-As(V)-SO₄^2--H₂O system at a temperature of 90°C and a constant pH maintained at 1.5 ± 0.05. The precipitates obtained were characterised by X-ray diffraction (XRD), chemical composition analysis, scanning electron microscope (SEM) and Raman spectrum, thermogravimetric analyzer (TGA) and electron probe micro-analyzer (EPMA). The precipitates were in irregular aggregation of about 1–4 μm in size. The precipitates consisted of scorodite, ferric arsenate and an amorphous ferric hydroxide sulphate formulated as Fe(OH)_x(SO₄)_y. The precipitates were stable in modified Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) tests at pH 4.93 for 60 h. Arsenic concentrations in the leaching solutions of 0.27 mg L⁻¹ and 0.59 mg L⁻¹ were obtained for the precipitates prepared initial Fe(II)/As(V) molar ratios of 4.0 and 5.0, respectively. Significantly more iron than arsenic was dissolved with up to 280 mg L⁻¹ of iron reporting to solution. Long-term stability tests of the precipitates were carried out by leaching them for 40 days at 25°C under various media of pH between 9.50 and 10.57. The results showed that the precipitates tested in this study were more stable than those by previous researchers owing to a preferential dissolution of the amorphous ferric hydroxide sulphate.

RÉSUMÉ

le Fe(III)-As(V) ont été synthétisés par les précipités de Fe(II)-As(V)-SO₄^2--H2O système de à une température de 90°C et un ph constant maintenu à 1.5±0.05. les précipités obtenus ont été caractérisés par diffraction des rayons x (XRD), l'analyse de la composition chimique, microscope électronique à balayage (SEM) et le spectre raman, analyseur thermogravimétrique (TGA) et micro - analyseur sonde électronique (EPMA). l'agrégation des précipités étaient irréguliers 1-4 μm de la taille. les précipités se composait de scorodite, arsénate ferrique et le sulfate ferrique amorphe formulés en hydroxyde de Fe(OH)x(SO4)y. précipités étaient stables dans les essais à pH 4.93 modification tclp pour 60 heures.les concentrations d'arsenic dans les solutions de lixiviation de 0.27 mg L⁻¹ et de 0.59 mg L⁻¹ ont été obtenues pour les précipités préparéinitial Fe(II)/As(V) rapports molaires de 4.0 et 5.0, respectivement.significativement plus de fer que l'arsenic a été dissous jusqu'à 280 mg L⁻¹ de fer de solution.essais de stabilitéà long terme des précipités ont été réalisées par lessivage de 40 jours à 25°C dans divers médias de ph entre 9.50 et 10.57. les résultats ont montré que les précipités testées dans cette étude étaient plus stables que ceux des chercheurs précédents en raison d'une dissolution préférentielle de l'hydroxyde ferrique amorphe de sulfate.

KEYWORDS:

• Fe(III)–As(V) precipitates
• synthesis
• characterisation
• stability evaluation

Acknowledgements

We sincerely thank the anonymous reviewer for his/her helpful suggestions and comments to improve this paper a lot.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.

Notes on contributors

Pingchao Ke, Ph.D candidate, is studying in arsenic immobilization.

Zhihong Liu, professor, is engaged in hydrometallurgy and the preparation of functional powder materials fields.

Additional information

Funding

This work was supported by the National Natural Science Foundation of China [grant number 51574285].