一种含砷废盐的处理工艺的制作方法

1.本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种含砷废盐的处理工艺。


背景技术：

2.砷作为有色金属矿和硫铁矿常见伴生元素，在硫酸生产煅烧工段中，砷升华进入烟气，继而在湿法净化过程进入废水。近年来，随着冶金和化工行业的发展，相当部分的砷以含砷废水、尾矿、废渣的形式进入环境中。由此造成了区域性、流域性甚至更大范围内的砷污染事故。
3.硫酸作为重要的化工产品，广泛应用于各个工业部门，其消耗量巨大。硫酸生产主要采用的原料有硫铁矿、硫磺、石膏及冶炼烟气等，我国广泛使用硫铁矿制取硫酸。虽然近年来我国对硫酸生产的原料结构进行了一定程度的调整，但在短期内硫铁矿制酸仍占据较大比重。硫铁矿制备硫酸的过程中产生的废气、废水和废渣，都是砷污染的来源。
4.硫铁矿制酸产生的酸性废水酸度高、水量大、含有多种有害物质，其中砷含量高是该类废水的主要污染特性。目前国内生产企业对于硫铁矿制酸酸性废水常用的末端化学处理方法有石灰中和法、石灰－铁盐法、三段逆流石灰法、氧化法铁氧体法、硫化法以及膜分离法等；国外一般采用氧化铁盐－石灰法多级处理、离子交换等方法。企业在实际生产中多选用相对经济的石灰处理法，但该类处理方法由于石灰的大量使用，使得含砷的废盐产生量增大，极易导致二次污染事故的发生。
5.为此，能够提供一种成本低、处理效果好和安全高效的含砷废盐的处理工艺是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明提供了一种含砷废盐的处理工艺，本发明对含砷废盐(渣)形成的溶液进行多次分步沉淀过滤，保证最终得到废水达标排放，固化体满足一般工业固体废物的填埋标准；且本发明原料成本低廉，处理效果好，整个过程安全高效，使用本发明提供的方法可以有效降低废盐(渣)中的砷浓度，处理后的废盐(渣)性质稳定。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种含砷废盐的处理工艺，具体步骤为：
9.(1)将含砷废盐淋溶后，搅拌得含砷废液，然后过滤，得到废渣1和滤液1；
10.(2)调节所述滤液ph值，进行电解，得电解液，将所述电解液过滤，得到废渣2和滤液2；
11.(3)在所述滤液2中加入稳定剂，搅拌过滤后得废渣3和滤液3，所述滤液3直接排出；
12.(4)将所述废渣1、所述废渣2和所述废渣3混合后，加入固化剂，制得固化体后填埋。
13.本发明对含砷废盐(渣)形成的溶液进行多次分步沉淀过滤，保证最终得到废水达
标排放，固化体满足一般工业固体废物的填埋标准；固化体满足一般工业固体废物的填埋标准；且本发明原料成本低廉，处理效果好，整个过程安全高效，使用本发明提供的方法可以有效降低废盐(渣)中的砷浓度，处理后的废盐(渣)性质稳定。
14.优选地，步骤(1)中所述淋溶按照所述含砷废盐和水质量体积100g:500-1000ml的比例进行。
15.优选地，步骤(1)中的所述搅拌时间为30-60min，转速为300rpm。
16.优选地，步骤(2)中所述滤液ph值调节到7-9，采用调节剂为ca(oh)2溶液。
17.本发明以ca(oh)2溶液作为ph调节剂，一方面调节溶液的ph值，另一方面ca
2+
与砷酸根离子和亚砷酸根离子形成沉淀物，可有效降低砷浓度。
18.优选地，步骤(2)中所述电解的电极为铁碳电极。
19.本发明用铁碳电极微电解含砷滤液，一方面微电解过程中可以产生fe
2+
和fe
3+
，减少后续硫酸亚铁的投加量，另一方面，在碱性条件下通入氧化性气体，铁碳微电解过程中会产生h2o2，将三价砷和有机砷氧化成毒性较小的五价砷。
20.优选地，铁碳微电解的电极材料为铸铁和炭屑，铸铁和炭屑的质量比为1-3:1。
21.本发明铁碳微电解法不需要外加电压，在不通电的情况下，以低电位的铁为阳极，高电位的碳为阴极，外接导线后微电解材料自身可产生电位差，对废水进行电解处理。
22.优选地，步骤(2)中所述电解的条件为：通入氧气，电解60-120min，氧气的通入量为100-150l/h。
23.优选地，步骤(1)中的所述搅拌时间为60-120min，转速为300rpm。
24.优选地，步骤(3)中所述稳定剂为硫酸亚铁。
25.本发明以硫酸亚铁作为稳定剂，fe
2+
及其氧化后形成的fe
3+
可以和砷酸根离子形成沉淀物，在碱性条件下，还能生成胶体fe(oh)2和fe(oh)3，作为絮凝剂吸附废水中的悬浮物，达到去除污染物的效果。
26.优选地，所述硫酸亚铁的质量为所述废液质量的5-25％。
27.优选地，步骤(4)中所述固化剂为硅酸盐水泥、粉煤灰和矿渣的混合物，质量比为硅酸盐水泥:粉煤灰:矿渣＝1:2-3:1。
28.优选地，所述固化剂的添加量为混合后所述废渣质量的20-50％。
29.现有的含砷废渣处理办法有焚烧法、湿式浸出法和固化法。焚烧法的处理成本高，焚烧过程可能会引起砷的挥发，需要较高的二次污染控制费用。湿式浸出法成本低、无二次污染,但其工艺流程复杂,对操作人员要求高，成本高昂,难以投入实际生产应用。固化法工艺流程简单，设备和运行费用低,固化体的强度、耐热性、耐久性好，在工业上广泛应用。因此，本发明采用固化法处理废渣。
30.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提供了一种含砷废盐的处理工艺，本发明对含砷废盐(渣)形成的溶液进行多次分步沉淀过滤，保证最终得到废水达标排放，固化体满足一般工业固体废物的填埋标准；且本发明原料成本低廉，处理效果好，整个过程安全高效，使用本发明提供的方法可以有效降低废盐(渣)中的砷浓度，处理后的废盐(渣)性质稳定。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
32.图1为本发明一种含砷废盐的处理工艺的流程图。
具体实施方式
33.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例1
35.如图1一种含砷废盐的处理工艺，具体步骤为：
36.(1)称取某硫酸制造工厂产生含砷废盐(含砷量约为20％)2kg，用10l水淋洗溶解，搅拌30min后通入50目过滤器，得到不溶废渣1和滤液1；
37.(2)利用ca(oh)2溶液，将滤液1的ph调节到7，铸铁和炭屑以1:1的质量比制成铁碳电极，然后微电解60min，在微电解过程中以100l/h的曝气量通入氧气，再次通入50目过滤器，得到废渣2和滤液2；
38.(3)向滤液2中加入0.6kg硫酸亚铁，搅拌60min后过滤，后得废渣3和滤液3，所述滤液3直接排出，滤液3中砷浓度为0.15mg/l；
39.(4)将以上三次过滤后产生的废渣1、废渣2和废渣3混合均匀后，再与400g硅酸盐水泥、800g粉煤灰和400g矿渣混合均匀，制成固化体后安全填埋，固化体的浸出浓度为0.36mg/l。
40.实施例2
41.一种含砷废盐的处理工艺，具体步骤为：
42.(1)称取某硫酸制造工厂产生含砷废盐(含砷量约为25.6％，ph＝5.4)2.5kg，用12l水淋洗溶解，搅拌30min后通入50目过滤器，得到不溶废渣1和滤液1；
43.(2)利用ca(oh)2溶液，将滤液1的ph调节到8，用铁碳电极微电解90min，在微电解过程中以110l/h的曝气量通入氧气，再次通入50目过滤器，得到废渣2和滤液2；
44.(3)向滤液2中加入2kg硫酸亚铁，搅拌90min后过滤，后得废渣3和滤液3，所述滤液3直接排出，滤液3中砷浓度为0.12mg/l；
45.(4)将以上三次过滤后产生的废渣1、废渣2和废渣3混合均匀后，再与550g硅酸盐水泥、1100g粉煤灰和550g矿渣混合均匀，制成固化体后安全填埋，固化体的浸出浓度为0.31mg/l。
46.实施例3
47.一种含砷废盐的处理工艺，具体步骤为：
48.(1)称取某硫铁矿制酸工厂的含砷废盐(含砷量约为34.5％)3.2kg，用32l水淋洗溶解，搅拌120min后通入50目过滤器，得到不溶废渣1和滤液1；
49.(2)利用ca(oh)2溶液，将滤液1的ph调节到9，铸铁和炭屑以3:1的质量比制成铁碳电极，然后微电解120min，在微电解过程中以150l/h的曝气量通入氧气，再次通入50目过滤器，得到废渣2和滤液2；
50.(3)向滤液2中加入8.8kg硫酸亚铁，搅拌120min后过滤，后得废渣3和滤液3，所述滤液3直接排出，滤液3中砷浓度为0.18mg/l；
51.(4)将以上三次过滤后产生的废渣1、废渣2和废渣3混合均匀后，再与600g硅酸盐水泥、1800g粉煤灰和600g矿渣混合均匀，制成固化体后安全填埋，固化体的浸出浓度为0.42mg/l。
52.对比例1
53.cn108570562a公开了一种含砷冶炼废渣的电化学处理方法，所述含砷冶炼废渣的电化学处理方法包括如下步骤：
54.(1)将碱和溶剂或碱溶液与含砷冶炼废渣混合，得到混合物；
55.(2)将所述混合物作为电解质，置于电化学反应装置中进行电化学反应，所述电化学反应过程中向所述电解质中通入氧化性气体；
56.(3)将步骤(2)得到的反应产物进行固液分离，得到含砷溶液。
57.该方法砷的提取率较高、清洁无污染、工艺条件温和、成本低并且对设备的要求低，但外接电源会增加电耗，最终得到的废水中仍然含砷。
58.本发明采用的铁碳微电解法无需外加电压，节省能耗，同时以铁阳极可溶解产生絮凝剂，发挥絮凝吸附的作用。
59.对比例2
60.cn108706763a公开了一种含砷废物的处理方法，包括如下步骤：
61.(1)调节ph值：向含砷废物溶液加入氢氧化钠和氯化氢，调节ph值到6～8；
62.(2)初级沉淀：向调节ph值后的含砷废物溶液中加入三氯化铁，使含砷废物中fe：as＝5～7:1，搅拌30min后静置60min后将水渣分离；
63.(3)二次沉淀：再向分离后的水溶液中加入石灰乳，搅拌10min后通入氧气，氧化时间为20～25min，送氧速率为0.5～0.6l/min，进行水渣分离；
64.(4)过滤并检测含砷量：将步骤(3)的溶液通过活性炭过滤，并检测器含砷量，含砷量小于5％即可排出。
65.该方法可有效脱除废水中的重金属，对重金属砷的脱除高达97％，满足环保要求，使废水中分离出来的含砷污泥变成无污染。但使用三氯化铁和石灰乳作为沉淀剂，氯离子对设备具有腐蚀性，石灰乳与砷酸根离子形成的砷酸钙稳定性较差，具有二次污染的风险。
66.本发明以硫酸亚铁为沉淀剂，ca(oh)2主要用于调节ph值，对于沉淀砷酸根只起辅助作用。
67.各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
68.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。