[發(fā)明專利]一種用于含汞硒砷的污酸渣中重金屬分離與回收的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510733072.1
• 申請日: 2015-11-02
• 公開（公告）號: CN105385850A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 晏乃強(qiáng);瞿贊;馬永鵬;祝政軒;宗晨曦
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B7/02;C22B1/02;C22B43/00;C22B30/04;C01B19/02;C01F5/40
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種二次污染少、資源循環(huán)利用率高的用于含汞硒砷的污酸渣中重金屬分離與回收的方法。

背景技術(shù)

我國目前有色金屬冶煉工藝大多以火法冶金工藝為主，有色金屬礦多以硫化物形式存在，在冶煉過程中會產(chǎn)生大量含有高濃度的硫氧化物(包括二氧化硫和三氧化硫)、重金屬和粉塵的冶煉煙氣。由于濕法洗滌是有色金屬冶煉煙氣凈化工藝中的重要組成部分，因此，必然產(chǎn)生大量含有硫酸和重金屬的洗滌廢水和廢渣，這類廢水和廢渣在有色冶煉行業(yè)中常被稱為“污酸”和“污酸渣”，含有汞、硒、砷、鉛、鎘、鋅等多種重金屬，對人體及生物危害較大。在我國，這類有色金屬冶煉污酸渣含有大量的重金屬物質(zhì)，污染排放強(qiáng)度高，治理難度大，常規(guī)的處理方法得到大量的危險(xiǎn)廢物，亟待開發(fā)有效的污酸渣處理及資源回收的方法。

目前常見的處理方法是將其當(dāng)作廢物先進(jìn)行穩(wěn)定后再進(jìn)行固化。穩(wěn)定化是污酸渣中添加某種穩(wěn)定劑，將其中的重金屬轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的化學(xué)形態(tài)，使其變成低遷移性、低毒性物質(zhì)、低浸出性。穩(wěn)定化一般分為化學(xué)穩(wěn)定化和物理穩(wěn)定化，通常使用的化學(xué)穩(wěn)定主要是加入石灰或硫化物。固化是在危險(xiǎn)廢物中添加固化劑，使其轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢闪鲃庸腆w或形成緊密固體。通常使用較多的是水泥固化法，即利用水泥的水合和水硬膠凝作用對脫水后的污酸渣進(jìn)行固化處理，使其與環(huán)境隔離開，如專利CN103011726、CN103449790B、CN102775113B等提出利用水泥固化或添加表面活性劑、石灰等方法穩(wěn)定并固化污酸渣。該方法具有工藝簡單、原料便宜等優(yōu)點(diǎn)。但是該工藝存在固化體孔隙率較大、體積成倍增加、進(jìn)入安全填埋場造成庫容浪費(fèi)等不足，而且此類方法將污酸渣中大量重金屬進(jìn)行固化，既造成資源浪費(fèi)也存在潛在的二次污染問題。

綜上所述，現(xiàn)有的有色金屬冶煉行業(yè)污酸渣處理技術(shù)中均不體現(xiàn)各類含量高的重金屬的分離回收方法，存在一些弊端，需要進(jìn)一步開發(fā)具有分步分離和回收各種重金屬的綠色處理技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種二次污染少、資源循環(huán)率用率高的用于含汞硒砷的污酸渣中重金屬分離與回收的方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種用于含汞硒砷的污酸渣中重金屬分離與回收的方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

(1)含有SO₂、SO₃、粉塵及重金屬的廢氣，經(jīng)過煙氣洗滌系統(tǒng)洗滌后，得到污酸，將污酸通入污酸存儲池，經(jīng)自然沉淀后得到含汞硒砷的污酸渣，將含汞硒砷的污酸渣脫水，然后與氧化鎂混合得到混合渣，而脫水所得污酸液另行處理；

(2)將步驟(1)所得混合渣進(jìn)行高溫焙燒，通入空氣將焙燒得到的煙氣帶出，經(jīng)過洗滌降溫及冷凝，收集煙氣中的汞蒸氣(即將其中的汞蒸氣冷凝為小汞滴并收集下來)；煙氣中殘留的微量汞蒸氣利用吸附劑進(jìn)行深度吸附回收，同時，混合渣焙燒得到焙燒渣；所用吸附劑可為常規(guī)的汞吸附劑。該步驟焙燒過程從爐子中排出的含汞熱煙氣采用洗滌降溫與冷凝相結(jié)合的方法回收得到液態(tài)單質(zhì)汞，尾氣再用吸附劑進(jìn)行深度吸附回收汞。

(3)將步驟(2)所得焙燒渣冷卻后置于硫酸酸化池，加入硫酸進(jìn)行酸化，使焙燒渣中的硒和砷溶解，得到溶液，通過過濾裝置分離出不溶性殘余焙燒渣，其中的硒、砷含量很低，另行用于其它組分提取或處置，將濾液置于清液除硒池；

(4)向清液除硒池連續(xù)通入還原劑并攪拌，利用還原法將清液中的硒酸或亞硒酸還原為單質(zhì)硒沉淀，充分反應(yīng)后，停止通入還原劑，過濾回收高純度硒，同時將過濾后的溶液排入中和除硒池；

(5)在中和除硒池中加入中和劑，調(diào)節(jié)步驟(4)所得溶液的pH值至5～8，并連續(xù)加入含鐵元素，使溶液中的砷元素形成鐵砷鹽沉淀，過濾得到鐵砷鹽沉淀；用過濾的方法將砷鹽沉淀進(jìn)行回收利用，過濾后溶液則主要為硫酸鎂溶液；

(6)將步驟(5)過濾后所得的濾液蒸發(fā)濃縮，得到硫酸鎂晶體；或利用氨法將步驟(5)所得的濾液轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂或堿式碳酸鎂，進(jìn)行循環(huán)利用。

步驟(1)所述的含汞硒砷的污酸渣來源于有色金屬冶煉煙氣經(jīng)降溫洗滌所產(chǎn)生的污酸中的沉淀物質(zhì)，其中酸性成分為硫酸，汞硒砷含量為0.2～40wt％，所述的含汞硒砷污酸渣脫水后含水率為5～30％，加入的氧化鎂與含汞硒砷污酸渣干重比為0.1～1.0：1。

步驟(2)中用于焙燒的工具為鼓風(fēng)加熱爐或旋轉(zhuǎn)爐中的一種或多種，高溫焙燒溫度為400～900℃，有效焙燒時間為0.5～5h。