一種實現高濃度砷堿渣穩定化固化的方法技術

本發明專利技術公開了一種實現高濃度砷堿渣穩定化固化的方法，該方法是將砷堿渣破碎成砷堿渣顆粒，在砷堿渣顆粒中，先加入由雙氧水和過硫酸鹽組成的氧化劑，攪拌均勻；再加入由鐵鹽和/或亞鐵鹽組成的穩定劑，攪拌均勻；最后加入由高嶺土和/或凹凸棒土與赤泥及粉煤灰組成的調理劑，攪拌均勻，養護；該方法采用的穩定化固化藥劑各組分之間的協同增效作用明顯，能實現高濃度砷堿渣的高效穩定化固化，該方法操作簡單，成本低，適合推廣使用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種砷堿渣穩定化固化的方法，特別涉及一種采用復合藥劑實現高濃度砷堿渣的穩定化固化的方法，屬于廢砷渣處理

技術介紹
砷堿渣是粗銻精煉過程中加純堿除砷時產生的廢渣，渣含砷量為5％～7％，其中砷主要以砷酸鈉的形式存在，砷酸鈉劇毒且易溶于水，極易污染環境，是一類非常難以處置的危險廢物。砷堿渣一旦泄露，暴露于環境中的砷將進入水體和食物鏈，輕則危害人體健康，重則導致死亡。目前，國內外對砷堿渣的處理方式主要是穩定/固化、火法焙燒和濕法回收等處理方式，各處理方法各有優缺點。穩定/固化法是利用添加劑改變廢渣的工程特性的過程，改變重金屬的形態或價態，將污染物轉化為不易溶解、遷移能力或毒性變小的狀態或形式。常用的穩定/固化添加劑有鐵鹽、鋁鹽、鈣鹽、硫化物、粉煤灰等，但是針對不同金屬污染，其對穩定/固化添加劑的選擇、搭配存在較大的區別。目前，針對含砷廢渣的固化穩定化處理的相關報道比較少。中國專利(CN105597262A)公開了采用H2O2、FeSO4·7H2O、CaO和礦渣水泥作為含砷廢渣的穩定化固化劑，由于含砷廢渣中砷堿渣呈強堿性，導致雙氧水的利用低；特別是其砷和鐵鹽反應生成的砷酸鐵鹽沉淀受pH影響較大，在pH＞7的條件下，砷酸鐵鹽不穩定被分解，該專利固化穩定化劑中CaO和礦渣水泥投加比例較高，均為強堿性，導致砷酸鐵鹽被分解，浸出液中砷的濃度升高。另外，中國專利(CN104263949A)選用鐵鹽和粘土礦物對砷堿渣進行穩定化固化，但是砷堿渣加穩定劑后需用大量的稀酸調節pH，成本高、操作復雜，在實際工程復雜情況下難以滿足要求。
技術實現思路
針對現有的處理砷堿廢渣的藥劑及方法存在的缺陷，本專利技術的目的是在于提供一種能實現高濃度砷堿渣的高效穩定化固化的方法，該方法簡單，成本低，適合推廣使用。為了實現上述技術目的，本專利技術提供了一種實現高濃度砷堿渣穩定化固化的方法，該方法將砷堿渣破碎成砷堿渣顆粒，在砷堿渣顆粒中，先加入由雙氧水和過硫酸鹽組成的氧化劑，攪拌均勻；再加入由鐵鹽和/或亞鐵鹽組成的穩定劑，攪拌均勻；最后加入由高嶺土和/或凹凸棒土與赤泥及粉煤灰組成的調理劑，攪拌均勻，養護。本專利技術的技術方案中采用了特殊的復合穩定化固化藥劑，主要包括氧化劑、穩定劑和調理劑。氧化劑由雙氧水和過硫酸鹽組成，氧化能力強、穩定性好，大大提高了氧化效率，能保證將砷堿廢渣中的低價砷氧化成高價砷，而高價砷酸鹽如AsO43-比亞砷酸AsO33-等更容易形成穩定的固體；在此基礎上，結合鐵鹽固定砷，生成穩定的砷酸鐵沉淀；此外，本專利技術采用中性復配調理劑，赤泥和粉煤灰中的部分鋁鹽能夠和五價砷生成砷酸鋁沉淀，高嶺土和凹凸棒土起到吸附助沉的作用，各種組分之間產生協同增效作用，對砷堿渣穩定化固化效果進一步鞏固提升。優選的方案，氧化劑的質量為砷堿渣顆粒質量的1～3％。優選的方案，穩定劑的質量為砷堿渣顆粒質量的15～25％。優選的方案，調理劑的質量為砷堿渣顆粒質量的6～15％。較優選的方案，氧化劑中雙氧水和過硫酸鹽的摩爾比為(1.0～2.0):(0.5～1.0)。兩者組合作為氧化劑使用，協同增效作用明顯，過硫酸根自由基(SO4-·)和羥基自由基(·OH)相互激發，形成比單一種氧化劑氧化性能更強的系統。過硫酸鹽比較典型的為過硫酸銨、過硫酸鈉和過硫酸鉀等。較優選的方案，穩定劑由七水硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵、六水氯化鐵、四水氯化亞鐵中的至少一種組成。穩定化試劑主要提供鐵離子，能與高價砷負離子生成穩定的化合物，實現砷的穩定化。較優選的方案，調理劑中高嶺土和/或凹凸棒土與赤泥及粉煤灰的質量百分比為(65～80％):(15～20％):(5～15％)。本專利技術的復合調理劑為pH呈中性，且同時起到沉淀和吸附協同作用，可以實現鞏固砷的穩定化和固化。赤泥和粉煤灰中的鋁鹽能夠和五價砷生成砷酸鋁沉淀，高嶺土和凹凸棒土起到吸附助沉的作用，對砷堿渣穩定化固化效果進一步鞏固提升。進一步優選的方案，調理劑經過600～750℃高溫活化處理。通過高溫活化處理能有效激發調理劑的性能，提高調理劑的穩定化固化能力，高溫活化處理的時間一般為60～150min。優選的方案，所述砷堿渣破碎成粒度≤1cm的砷堿渣顆粒。優選的方案，將砷堿渣破碎成砷堿渣顆粒，在砷堿渣顆粒中，先加入由雙氧水和過硫酸鹽組成的氧化劑，攪拌10～30min；再加入由鐵鹽和/或亞鐵鹽組成的穩定劑，攪拌10～30min；最后加入由高嶺土和/或凹凸棒土與赤泥及粉煤灰組成的調理劑，攪拌10～20min，養護3～7。經過養護后砷堿渣中砷的水浸浸出濃度達到《危險廢物填埋污染控制標準》(GB18598-2001)中危險廢物允許進入填埋區的控制限值(小于2.5mg/L)。本專利技術技術方案采用的雙氧水為市售的常規雙氧水，其質量百分比濃度為30％左右。市售雙氧水一般稀釋到質量百分比濃度為2％后與過硫酸鹽復配使用。本專利技術的砷堿渣中砷的總含量≥20000mg/kg，根據《固體廢物浸出水平振蕩法》(HJ557-2010)，砷浸出濃度為1000～5000mg/L，pH＞11。相對現有技術，本專利技術的技術方案帶來的有益技術效果：1、本專利技術的技術方案采用的砷堿渣穩定化固化藥劑中各組分之間的協同增效作用明顯，能實現高濃度砷堿渣中砷的有效固定，處理后的砷堿渣砷的水浸浸出濃度小于2.5mg/L。氧化劑能將低價砷氧化成高價砷，高價砷酸鹽(AsO43-)在穩定劑含鐵鹽的存在下更容易形成穩定的砷酸鐵沉淀，而調理劑不但可以與五價砷生成砷酸鋁沉淀，而且具有吸附功能以促進沉淀，對砷堿渣穩定化固化效果進行進一步鞏固提升。2)本專利技術的技術方案在處理高濃度砷堿渣過程中無需采用酸調pH，簡化了步驟，降低了成本。3)本專利技術的技術方案采用的調理劑呈中性，穩定化過程中生成的砷酸鐵、砷酸鋁沉淀能夠穩定存在，對砷的去除效果較好。具體實施方式以下實施例旨在進一步說明本
技術實現思路
，而不是限制本專利技術權利要求的保護范圍。1、穩定化固化藥劑配制：本專利技術高濃度砷堿渣穩定化固化藥劑由氧化劑、穩定劑和調理劑組成，根據砷堿渣性質按照一定順序、一定比例進行添加。氧化劑為雙氧水(30％)和過硫酸鹽。雙氧水(30％)稀釋至2％后和過硫酸鹽按照(1.0～2.0)：(0.5～1.0)摩爾比例復合活化形成氧化劑；穩定劑為七水硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵、六水氯化鐵、四水氯化亞鐵中的一種或多種；所述調理劑由赤泥、高嶺土或凹凸棒土、粉煤灰組成。將調理劑各成分按照赤泥15～20％、高嶺土或凹凸棒土65～80％、粉煤灰5～15％比例混合，過100目篩，得到調理劑粉末；調理劑的熱活化處理：將得到的調理劑粉末焙燒，焙燒溫度600～750℃，焙燒時間60～150min，冷卻后即制備成調理劑。2、穩定化固化藥劑使用方法：先將砷堿渣破碎、篩分至粒徑≤1cm；然后加入1～3％氧化劑攪拌10～30min，得混合物；在混合物中加入15～25％穩定劑，攪拌10～30min；在混合物中加入6～15％調理劑，攪拌10～20min，養護3～7d。實施例1氧化劑制備：采用市售30％的雙氧水稀釋至2％后，與過硫酸鈉按照2：1的摩爾比例均勻混合配置成氧化劑；穩定劑制備：將七水硫酸亞鐵和聚合硫酸鐵按照5：1質量比例混合即成穩定劑；調理劑制備：赤泥15％本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種實現高濃度砷堿渣穩定化固化的方法，其特征在于：將砷堿渣破碎成砷堿渣顆粒，在砷堿渣顆粒中，先加入由雙氧水和過硫酸鹽組成的氧化劑，攪拌均勻；再加入由鐵鹽和/或亞鐵鹽組成的穩定劑，攪拌均勻；最后加入由高嶺土和/或凹凸棒土與赤泥及粉煤灰組成的調理劑，攪拌均勻，養護。

【技術特征摘要】
1.一種實現高濃度砷堿渣穩定化固化的方法，其特征在于：將砷堿渣破碎成砷堿渣顆粒，在砷堿渣顆粒中，先加入由雙氧水和過硫酸鹽組成的氧化劑，攪拌均勻；再加入由鐵鹽和/或亞鐵鹽組成的穩定劑，攪拌均勻；最后加入由高嶺土和/或凹凸棒土與赤泥及粉煤灰組成的調理劑，攪拌均勻，養護。2.根據權利要求1所述的實現高濃度砷堿渣穩定化固化的方法，其特征在于：所述氧化劑的質量為砷堿渣顆粒質量的1～3％；所述穩定劑的質量為砷堿渣顆粒質量的15～25％；所述調理劑的質量為砷堿渣顆粒質量的6～15％。3.根據權利要求1或2所述的實現高濃度砷堿渣穩定化固化的方法，其特征在于：所述的氧化劑中雙氧水和過硫酸鹽的摩爾比為(1.0～2.0):(0.5～1.0)。4.根據權利要求1或2所述的實現高濃度砷堿渣穩定化固化的方法，其特征在于：所述的穩定劑由七水硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵、六水氯化鐵、四水氯化亞...

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓鳳，史學峰，邵樂，劉曉月，李娟，李昌武，丁旺，李鵬，劉衛國，
申請(專利權)人：湖南凱天重金屬污染治理工程有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43