[發明專利]一種穩定化處理砷堿渣的方法

有效

• 申請號: 201410374883.2
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104263949A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 李勇;杜成瓊;陳湘斌;馬秒;郭沨;吳霞;陸曉華;王玲琳;王鑫;黎慧娟
• 申請（專利權）人: 中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司;湖南中南水務環保科技有限公司
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;周棟

技術領域

本發明屬于土壤重金屬污染修復技術領域。本發明涉及一種穩定化處理砷堿渣的方法。

背景技術

我國銻礦大都含有砷，銻冶煉精煉過程中加純堿除砷時產生的除砷浮渣和其還原產生的二次砷堿渣，統稱為砷堿渣（pH>12）。這種冶煉工藝所產生的砷堿渣堿度高，砷的總濃度和浸出毒性都很高，是一類非常難以處置的危險廢物。砷堿渣中砷的平均含量為1％-20％，其主要成份為砷酸鈉、銻酸鈉以及碳酸鈉等。由于砷堿渣中的砷以砷酸鈉形式存在，劇毒且易溶于水，因此不宜露天存放。目前，全國砷堿渣的堆存量已高達20萬多噸，并且每年的產生量在0.5-1萬噸左右，占全國年產量近一半的大中型冶煉廠對砷堿渣采用專用渣庫房進行了妥善堆存，而小型冶煉廠的砷堿渣基本上是露天堆存，危害極大。

現有的砷污染土壤的處理方法主要包括生態修復、淋洗、濕法處理和穩定化/固化填埋。但沒有針對砷堿渣的處理方法。

生態修復主要選取蕨類植物蜈蚣草、井欄邊草、斜羽鳳尾蕨、金釵鳳尾蕨、紫軸鳳尾蕨、齒翅井欄邊草等砷富集植物吸收水體或土壤中的砷，或結合木糖氧化無色桿菌SY8、砷氧化菌、農桿菌、叢枝菌根真菌等耐砷的菌種，強化植物對砷的吸附。現有專利報道的砷污染土壤生態修復技術適用于砷濃度≤500mg/L或mg/kg，土壤中性的情況，因此無法修復高濃度的堿性砷污染水體和土壤。

淋洗技術是利用檸檬酸等溶液將土壤中的砷淋洗出來。這種技術只適用于沙質土壤，而且由于涉及淋洗設備，成本較高，因此限制了該項技術的使用。現有專利報道的砷污染土壤淋洗技術只對砷濃度較低的案例進行了試驗（≤200?mg/kg），因此離工程應用還有一定差距。

濕法處理是利用砷堿渣中砷酸鈉和亞砷酸鈉能溶于水，而亞銻酸鈉和銻酸鈉不溶于水的性質實現砷銻分離，使砷溶出，然后采用化學沉淀法(包括砷酸鈣沉淀、砷酸鐵沉淀、硫化砷沉淀)或者直接結晶砷酸鈉與純堿混合鹽的辦法進一步處理浸出液。此類工藝都需要將砷堿渣溶解于大量的水中，直接排放會給環境帶來巨大污染，需要深度處理才能達到排放標準，處理成本高，制約了該類工藝的使用。

穩定化/固定化技術是指通過向砷堿渣中添加化學物質，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，實現其無害化或降低其對生態系統危害性的風險，是一種相對經濟有效的治理砷污染土的方法。現有技術主要針對中性或酸性砷污染土，采用硫酸亞鐵、零價鐵粉和赤泥等含鐵物質、石灰、碳酸鎂、氫氧化鈉等堿性物質，硫化鈉、以及蒙脫石等礦物質中的一種或組合為穩定藥劑，生成穩定的砷酸鹽。或采用水泥固化，以及高溫玻璃化。但目前還沒有針對高濃度、高堿度的砷堿渣的安全填埋處置的技術。

發明內容

本發明的目的是安全處理處置砷堿渣，減少處理過程中對外界產生的二次污染，降低處置成本，提供一種穩定化處理砷堿渣的方法。

為了達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

所述穩定化處理砷堿渣的方法包括如下步驟：

（1）將砷堿渣粉碎至粒徑≤8cm，然后于攪拌反應釜中攪拌；

（2）在攪拌后的砷堿渣中加入鐵鹽穩定劑，攪拌10—60min，得混合物A；

（3）向混合物A中加入粘土，攪拌10—60min，得混合物B；

（4）向混合物B中加入質量百分比濃度為10—50%的稀酸溶液，攪拌10—60min，得pH值為5—7的混合物C；

（5）將混合物C于5—35℃條件下靜置1—7d；

步驟（2）中所述鐵鹽穩定劑是七水硫酸亞鐵、四水硫酸亞鐵、一水硫酸亞鐵、四水氯化亞鐵、二水氯化亞鐵、六水氯化鐵或九水硝酸鐵中的一種或多種；混合物A中鐵與砷的摩爾比為1.5—3:1；

步驟（3）中所述粘土是粒徑≤2μm的土壤；加入的粘土重量為砷堿渣重量的5—30%；

所述砷堿渣中砷含量為60000—100000mg/kg，砷浸出濃度為3000—5000mg/L，砷堿渣pH＞12。

優選地，步驟（4）所述稀酸溶液是稀硫酸、稀硝酸或稀鹽酸。所述混合物C中的液固比為1—3:10。

下面結合原理對本發明作進一步說明：