一種砷堿渣的處理方法技術

本發明專利技術提供了一種砷堿渣的處理方法，包括以下步驟：將砷堿渣或者砷堿渣浸出液和中和劑混合得到混合溶液，然后加入氧化劑進行氧化反應，反應完成后過濾得到溶液A和濾渣A；將溶液A加入微波反應器中，開啟微波并加熱升溫，緩慢加入除砷劑在pH值為2～3的條件下進行除砷反應，反應完成后進行保溫陳化，反應完成后得到溶液B；在溶液B中先加入中和劑調節pH值，再加入除砷劑進行反應，反應完成后過濾，得到硫酸鹽溶液和濾渣B。本發明專利技術的處理方法，省去硫化沉淀工序，節約處理成本；利用微波誘導結晶使得酸性廢水和砷堿渣中砷去除和穩定化率達到99％以上，且砷穩定化時間短，效率高，綜合處理成本比現有處理技術減少50％以上。

【技術實現步驟摘要】
一種砷堿渣的處理方法
本專利技術屬于危險固廢處理
，尤其涉及一種砷堿渣的處理方法。
技術介紹
我國銻資源非常豐富，在銻冶煉工業生產中，常常會產生大量的砷堿渣，砷堿渣是粗銻精煉過程中加堿除砷的產物，其中銻和砷的質量百分比分別為20％-40％和3％-9％，總堿度為20％-30％。砷堿渣中的砷以可溶砷酸鈉形式存在，有劇毒，加之其中還富含大量的殘堿，將對環境存在嚴重的污染性，危害人類的生存安全。目前處理砷堿渣的方法主要有固化填埋法、火法處理及濕法處理。濕法處理砷堿渣是目前研究的最為廣泛的領域，具有成本低、效果好、無二次污染以及資源能循環利用的優點。目前在工業上進行砷堿渣無害化處理的方法存在砷酸鈉與碳酸鈉分離不徹底的現象，對后續回收的砷酸鈉產品難以銷售，需要再次穩定化固化處理。因此，砷堿渣高效、安全的回收有價金屬銻和穩定化砷成了亟待解決的問題。同時，在有色金屬火法冶煉時，淋洗產生的酸性污水成分復雜，主要包括砷、汞、鎘、銅、鋅等有毒有害離子和氟、氯、硫等元素，且由于大量的酸性氣體溶解進入酸性污水中，致使酸性污水中的硫酸含量高達100g/L。目前，國內外已有的酸性污水處理方法主要包括石灰法、石灰鐵鹽法、硫化法、軟錳礦法、離子交換、電滲析、滲透膜處理方法和氧化鐵涂層砂處理方法等，但這些方法主要針對酸性污水的達標排放，它們存在硫酸和有價金屬未回收、危險廢物量大，危險廢物需要穩定化處理等問題，或存在處理費用高等弊端。。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是，克服以上
技術介紹
中提到的不足和缺陷，提供一種砷堿渣的處理方法，該方法不僅能夠實現酸性污水和砷堿渣中的砷元素穩定化去除，還能實現酸性污水中有價重金屬富集，達到以廢治廢的目的，并顯著降低成本。為解決上述技術問題，本專利技術提出的技術方案為：一種砷堿渣的處理方法，包括以下步驟：(1)將砷堿渣或者砷堿渣浸出液和中和劑混合得到混合溶液，然后加入氧化劑進行氧化反應，反應完成后過濾得到溶液A和濾渣A；(2)將步驟(1)后的溶液A加入微波反應器中，開啟微波并加熱升溫，緩慢加入除砷劑在pH值為2～3的條件下進行除砷反應，反應完成后進行保溫陳化，反應完成后得到溶液B；(3)在步驟(2)后的溶液B中先加入中和劑調節pH值，再加入除砷劑進行反應，反應完成后過濾，得到硫酸鹽溶液和濾渣B。上述的處理方法，優選的，所述微波的頻率為300MHz-300KMHz。微波是利用微波場下的吸波物料微觀分子或原子的介電損耗，直接將電磁能還變為熱能，加熱速度快且均勻。在微波作用下，砷酸根離子和三價鐵離子發生高速運動，增加了兩者碰撞的機率，從而加快了臭蔥石晶體的生長速度，同時降低過飽和度。將微波的頻率控制在本專利技術的范圍內，既能有效縮短臭蔥石結晶時間，提高廢水處理效率，將制備臭蔥石反應時間大幅減少至1-4小時，相比常規臭蔥石制備方法例如常壓法、水熱法和改進常壓法等的反應時間(通常為8-12小時)，將除砷效率提高至少一倍以上；同時經過微波誘導制備臭蔥石后廢水中砷的殘余量小于60ml/L，而改進常壓法制備臭蔥石后廢水中殘余的砷一般在300-500ml/L，有效減少了后續深度除砷過程中除砷劑的消耗量，實現了危廢量的減少和成本的進一步降低。另外，有價金屬以氫氧化物沉淀富集，實現了危廢量的減少。上述的處理方法，優選的，所述步驟(1)中，中和劑為有色金屬火法冶煉時淋洗產生的酸性污水，控制混合溶液的pH值為7-9。通過利用酸性污水中的硫酸與砷堿渣中的碳酸鈉和氫氧化鈉反應，通過將混合溶液的pH值控制在本專利技術的范圍內，能夠將酸性污水以及從砷堿渣中溶解出來的重金屬離子沉淀分離，使得有價重金屬離子得到富集，方便回收利用。另外，生成的粗硫酸鈉溶液，經過凈化、濃縮結晶后能夠得到可出售的硫酸鈉或轉化為氫氧化鈉溶液用于企業二氧化硫尾氣吸收，最終實現以廢治廢和變廢為寶的目的。上述的處理方法，優選的，所述步驟(3)中，中和劑為氫氧化鈉和/或石灰乳，控制溶液B的pH值為8-10。上述的處理方法，優選的，所述氧化劑為雙氧水和/或空氣。更優選的，所述氧化劑為雙氧水，其質量分數為1.2％-4.0％。采用質量分數為1.2％-4.0％的雙氧水作為氧化劑，對溶液中的銻有較好的去除效果，同時不會向體系中引入新的雜質元素，便于后續的處理。上述的處理方法，優選的，所述除砷劑為硫酸鐵和/或硫酸亞鐵。更優選的，綜合考慮成本和操作便利性，所述步驟(2)中除砷劑為硫酸鐵，所述步驟(3)中除砷劑為硫酸亞鐵。步驟(2)和步驟(3)中，除砷劑為硫酸亞鐵時，反應需在曝氣條件下進行，使亞鐵離子在曝氣條件下被氧化生成三價鐵離子。步驟(2)中，利用三價鐵離子和砷酸根在高溫酸性條件下反應生成砷酸鐵晶體，從而沉淀溶液中的砷。步驟(3)中，利用三價鐵離子在pH為8-10條件下生成氫氧化鐵膠體，氫氧化鐵膠體可以進一步吸附溶液中殘余的砷。上述的處理方法，優選的，為了使體系中的砷沉淀完全，所述步驟(2)中，除砷劑中鐵元素和溶液A中砷元素的摩爾比為(1～1.5)：1；所述步驟(3)中，除砷劑中鐵元素和溶液B中砷元素的摩爾比為(8～12)：1。上述的處理方法，優選的，所述步驟(2)中，升溫至65-95℃，除砷反應的時間為15分鐘-1小時。上述的處理方法，優選的，所述步驟(2)中，保溫陳化的溫度為85-100℃，時間為1-4h。將保溫陳化的參數控制在本專利技術的范圍內，可以使砷酸鐵從納米尺寸的顆粒逐漸聚集形成顆粒較大的臭蔥石晶體，提高其穩定性，降低浸出毒性。上述的處理方法，優選的，所述處理方法還包括以下步驟：向步驟(3)后的硫酸鹽溶液中加入堿再生劑生成堿。上述的處理方法，優選的，所述步驟(3)中，堿再生劑為石灰乳，所述石灰乳與硫酸鹽溶液中硫酸根的摩爾比為(1-1.2)：1。通過選用石灰乳作為堿再生劑，可以利用石灰乳與溶液中的硫酸鈉進行反應，生成的氫氧化鈉可以作為中和劑返回至步驟(3)中，實現廢水的零排放，還可以用于吸收工業生產中的二氧化硫煙氣。與現有技術相比，本專利技術的優點在于：本專利技術的處理方法，首先利用火法冶煉廠產生的危險廢物酸性污水來處理砷堿渣，協同控制混合廢水的pH值及各項工藝參數，使酸性污水中重金屬離子和砷堿渣中的銻易于沉淀富集，省去酸性污水常用的硫化沉淀工序及硫化劑消耗，同時三價砷易于被氧化成五價砷，避免了酸性條件下強氧化劑的消耗，為將廢水中的砷以臭蔥石的形式穩定化沉淀創造條件；在沉砷過程中特別采用微波輔助沉砷，有效縮短了臭蔥石結晶時間，提高了廢水處理效率，有效減少了后續深度除砷過程中除砷劑的消耗量，實現了危廢量的減少和成本的進一步降低。本專利技術的處理方法，物料成本低，實現了酸性污水和砷堿渣中的砷元素的除去和穩定化，達到了以廢治廢的優異效果，而且實現了廢水的零排放，最終產物的砷渣穩定性高，砷的浸出毒性低于《危險廢物填埋污染控制標準》(GB18598-2019)控制限值(1.2mg·L-1)，節省了穩定化固化處理成本。本專利技術的處理方法，利用含砷廢渣和酸性廢水2種物料相本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種砷堿渣的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：/n(1)將砷堿渣或者砷堿渣浸出液和中和劑混合得到混合溶液，然后加入氧化劑進行氧化反應，反應完成后過濾得到溶液A和濾渣A；/n(2)將步驟(1)后的溶液A加入微波反應器中，開啟微波并加熱升溫，緩慢加入除砷劑在pH值為2～3的條件下進行除砷反應，反應完成后進行保溫陳化，反應完成后得到溶液B；/n(3)在步驟(2)后的溶液B中先加入中和劑調節pH值，再加入除砷劑進行反應，反應完成后過濾，得到硫酸鹽溶液和濾渣B。/n

【技術特征摘要】
1.一種砷堿渣的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)將砷堿渣或者砷堿渣浸出液和中和劑混合得到混合溶液，然后加入氧化劑進行氧化反應，反應完成后過濾得到溶液A和濾渣A；
(2)將步驟(1)后的溶液A加入微波反應器中，開啟微波并加熱升溫，緩慢加入除砷劑在pH值為2～3的條件下進行除砷反應，反應完成后進行保溫陳化，反應完成后得到溶液B；
(3)在步驟(2)后的溶液B中先加入中和劑調節pH值，再加入除砷劑進行反應，反應完成后過濾，得到硫酸鹽溶液和濾渣B。


2.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述微波的頻率300MHz-300KMHz。


3.根據權利要求1或2所述的處理方法，其特征在于，所述步驟(1)中，中和劑為有色金屬火法冶煉時淋洗產生的酸性污水，控制混合溶液的pH值為7-9。


4.根據權利要求1或2所述的處理方法，其特征在于，所述步驟(3)中，中和劑為氫氧化鈉和/或石灰乳，控制溶液B的pH值為8-10。

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳偉，曹柏林，歐陽坤，萬文玉，朱安玲，
申請(專利權)人：湖南有色金屬研究院，
類型：發明
國別省市：湖南;43