[發明專利]一種硫化脫砷渣穩定化處理方法

在審

• 申請號: 201510864358.3
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105499250A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 孫寶輝;宋連民;周杰;夏舉佩;蘇毅;李國斌;羅中秋;寧勤科
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學;新疆五鑫銅業有限責任公司
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00
• 代理公司: 北京國智京通知識產權代理有限公司 11501
• 代理人: 孫文彬

技術領域

本發明涉及危險固體廢棄物固化安全處理技術領域，特別涉及一 種硫化脫砷渣穩定化處理方法。

背景技術

砷主要以硫化物的形式伴生或共生于各種金屬礦中，如鐵礦、銅 礦、鉛鋅礦等，在這些金屬礦冶煉過程中，砷主要以氧化物的形式氣 化后轉入尾氣中，大部分經除塵系統以固態形式收集，其余部分在水 洗除塵中以砷酸或亞砷酸溶于吸收液中，在加硫化鈉除砷時，產生的 沉淀物稱為硫化砷渣，砷在硫化砷渣中的存在形式為As₂S₃或As₂S₅。 由于處理冶煉煙氣的廢酸中一般含有AsO^2-、AsO4^3-、Cu²⁺、Sb³⁺等重 金屬離子，因此加入硫化鈉后可發生如下反應：

2AsO^2-+3S^2-+8H⁺＝As₂S₃↓+4H₂O

2AsO₄^3-+5S^2-+16H⁺＝As₂S₅↓+8H₂O

Cu₂++S^2-＝CuS↓

2Sb³⁺+3S^2-＝Sb₂S₃↓

因而硫化砷渣中除含砷外，還含有銅、鉛、鉻、汞等重金屬離子， 屬于危險固體廢棄物，必須進行安全固化處理方可堆存。

目前，世界上對硫化砷渣的無害化處理主要有穩定化/固化技術。 穩定化/固化技術在歐美、日本等國家已應用多年且效果顯著，該技 術起初發展于處理核工業產生的放射性廢棄物，而后得到較普遍的推 廣。目前，該技術已在電鍍污泥、砷渣、汞渣、鉻渣和鎘渣等危險廢 棄物的處理方面得到較多應用。

穩定化/固化技術是指通過在廢棄物中摻入適宜固化劑、化學添 加劑等，以物理或化學的方式降低其中有害物質的毒性、溶解遷移性。 最常用的穩定化方法是將有毒害的危險廢棄物轉變為在物理和化學 性質上更加穩定的物質，以降低有害物質的溶出遷移特性，從而減少 對環境的污染；所謂固化技術，是指利用固化劑等材料將危險廢棄物 制備成具有一定工程力學性能的固化體，使其從污泥或顆粒的不規整 形態轉變為規則、有形的固體物質。經過固化處理后的固體廢棄物便 于貯存甚至二次使用。通過固化技術減少了固體廢棄物同環境接觸的 比表面積，使有害組分被包裹在固化體中，從而大大降低了有毒有害 組分滲漏的可能性。

由于穩定化/固化技術工藝過程簡單、便于操作、處理量大、材 料來源廉價豐厚，并且固化處理后形成的固化體力學性能、抗浸出特 性較好等優點而在國內外得到較廣泛應用。

目前國內外常用的穩定化/固化技術有以下幾種：水泥固化、有 機聚合物固化、塑性材料固化和熔融固化。

1、水泥固化

水泥是一種無機膠結材料，是最常用且較為廉價的危險廢棄物穩 定劑。水泥固化是指以水泥為固化劑將危險廢棄物進行穩定化處理的 一種方法。水泥與廢棄物中的水分或外添水分發生水化反應生成凝 膠，形成固結體，對廢棄物中的有害微粒進行包裹，是國際上處理有 毒有害固體廢棄物的主要方法之一，美國環保局將水泥固化稱為處理 有害廢棄物的最佳技術，國內外學者對水泥固化含砷廢渣技術進行了 深入而廣泛的研究并取得較好的成果。

2、有機聚合物固化

有機聚合物(包括聚酯樹脂、環氧樹脂、聚氯乙烯、瀝青等)固 化是利用聚合物流動性把有毒物質分散到流體中，最終在聚合物玻璃 態下實現固化的一種方法。TriT.Hoang對含砷廢渣進行了聚酯樹脂 (OPE)、環氧乙烯酯樹脂(EVE)固化的實驗研究，對固化體用TCLP 和SPLC方法進行檢測，研究表明，OPE、EVE固化穩定效果都很好， 固化體的耐久性、硬度比水泥固化體的更好，說明OPE、EVE固化 具有良好的應用前景。