自然界中绝大部分砷伴生于有色金属矿产资源中,有色金属冶炼过程中产生大量的含砷废水,其主要特点是酸度高、砷浓度高且富含各种重金属(Cu²⁺、Zn²⁺),碱金属（Na⁺、K⁺）、碱土金属(Mg²⁺、Ca²⁺)等杂质离子。臭葱石因其稳定性高、理论含砷量高、呈结晶态易于固液分离等优点,是近年来被公认的理想砷固化产物。在采用水热臭葱石法沉砷时,含砷废水中杂质离子对沉砷过程和沉砷渣物相及成分组成影响显著,从而影响沉砷渣的稳定性。本文研究了含砷废水中常见的重金属(Cu²⁺、Zn²⁺),碱金属（Na⁺、K⁺）、碱土金属(Mg²⁺)等杂质离子对水热臭葱石法沉砷过程的作用机理,以及对砷铁沉淀率,沉砷渣物相及成分组成、微观形貌特征、粒径大小,过程亚稳态铁物相转变行为的影响规律等,得到以下成果:（1）对比了改进常压法与水热法臭葱石固砷工艺,发现在沉砷渣微观形貌以及沉砷渣稳定性方面,水热法要优于改进常压法,采用水热法臭葱石沉砷时,沉砷渣中As含量高达29.61%,砷的沉淀率高达96.4%,且浸出毒性试验中As浓度低至0.12mg/L,达到一般固废浸出毒性As浓度低于0.5mg/L的标准,故水热法更适合于含砷废水的无害化处理。（2）由于Cu²⁺/Cu⁺离子对的催化作用,亚铁氧化速率加快,促进亚稳态碱式硫酸铁水热沉淀反应的进行,当初始Cu²⁺质量浓度为20 g/L时,As和Fe沉淀率分别为96.9%和74.9%。由于同离子效应,Zn²⁺浓度的增加导致体系中的SO₄^2-浓度随之增大,促进了Fe SO₄离子对的氧化,使Fe³⁺更易达到过饱和状态,导致亚稳态铁矾物相的生成,形成以臭葱石为主并伴有微量铁矾和碱式硫酸铁的沉砷渣。当初始Zn²⁺质量浓度为20 g/L时,沉砷渣中As,Fe和S的质量分数分别为23.5%,28.5%和3.7%,其中Zn主要以混合物的形式包覆在臭葱石表面。（3）碱金属离子对水热臭葱石沉砷过程及沉砷渣物相组成影响显著。当水热臭葱石沉砷体系中有Na⁺、K⁺存在时,更容易形成黄钠铁矾和黄钾铁矾等亚稳态铁物相。Na⁺浓度的升高有利于黄钠铁矾的生成,而臭葱石的形成逐步受到抑制;当Na⁺浓度达到10 g/L时,沉砷渣物相以次水合砷酸铁（Fe As O₄?0.75H₂O）和黄钠铁矾为主,此时沉砷渣中Na、S的含量分别高达1.7%、4.6%。体系中K⁺的存在及其浓度的增加,导致沉砷渣中黄钾铁矾的含量不断增加,沉铁率上升迅速,黄钾铁矾的生成导致沉砷渣的微观形貌发生明显变化。同时,沉砷渣的浸出毒性试验结果表明,Na⁺、K⁺的存在导致渣的稳定性逐步降低。（4）体系中Mg²⁺的存在会导致渣中S含量上升明显,沉铁率也由61.6%上升至75.5%,通过动力学方程拟合发现,其亚铁氧化为二级反应,且随着初始Mg²⁺浓度的增加,亚铁氧化速率加快;对沉砷渣进行分子结构红外光谱分析,发现砷酸铁在高温下部分形成碱式硫酸砷酸铁（BFAS）相。（5）水热法臭葱石沉砷过程热力学分析表明,高温下黄钠铁矾、黄钾铁矾以及砷酸铁三种物相的标准生成吉布斯自由能较为接近,存在竞争析出现象,且反应过程均为熵增焓增,在高温下可自发进行;拟合了黄钠铁矾、次水合砷酸铁以及砷酸铁三种物相的稳定结构总能量,发现次水合砷酸铁稳定性较差,易分解或是向臭葱石物相转化。实验结果表明:适当降低初始p H、缩短反应时间、降低反应温度均可抑制亚稳态黄钠铁矾物相的形成,有利于获得纯度较高的臭葱石沉砷渣;同时,延长反应时间可实现次水合砷酸铁向臭葱石的转化。