[发明专利]一种含钡废渣无害化处理方法

说明书

技术领域

本发明属于含钡废渣综合利用技术领域，具体涉及一种含钡废渣无害化处理方法。

背景技术

冶金行业冶炼不锈钢等新钢种时将产生一定数量的含钡废渣，属于工业生产中产生的危险固体废弃物之一，其含钡炉渣氧化脱磷后，产生了大量的含钡废渣而且被露天堆积，导致具有很大毒性的可溶性钡盐被雨水浸出并渗入到地下水中，致使地下水中的钡离子含量严重超标，引发生物致畸、致癌、致突变等严重问题，对人体及动植物造成巨大的伤害。为了减少含钡废渣堆放对环境造成的不利影响，必须积极寻找含钡废渣的综合利用途径。

大多数含钡废渣处理方法，主要是针对钡盐生产过程中重晶石制备钡盐后浸出留下的主要成分为硫化钡的残余固体废弃物进行处理。例如：马艳荣在其申请的公开号为CN102115130A的一种利用含钡废渣制备工业氯化钡的方法中公开了利用盐酸处理含有硫酸钡、碳酸钡、硅酸钡、亚硫酸钡、铁酸钡和微量硫化钡，再用氢氧化钠吸收废气的含钡废渣处理方法；许汉兴等申请的公开号为CN 1539776A的含钡废渣水泥中公开了利用重晶石生产钡盐时排放的含钡废渣作为水泥原料之一的混合材料制成矿渣水泥的方法，并保证含钡废渣在原料中的配比达35％。但目前对于利用钡基渣系对高磷铁水进行脱磷后所产生的含钡废渣如何进行后处理仍鲜有报道。

经对脱磷后所产生的含钡废渣进行初步分析，其成分主要为Ba₃(PO₄)₂，还有部分BaO、BaF₂等，这些钡系化合物不稳定，容易渗入地下水，在堆放过程中，与生产钡盐产生的含钡废渣基本相同，因此面临着污染环境和资源浪费等问题，必须设法解决。

发明内容

本发明公开了一种含钡废渣无害化处理方法，依据该方法可以有效回收利用含钡废渣中所含有的有用合金元素，并能大幅度降低含钡废渣的毒性，减少环境污染，依此建立了适用于推广的含钡废渣无害化处理方法。

本发明的含钡废渣无害化处理方法，操作时具体包括以下步骤：

(1)含钡废渣破碎与浸出

将含钡废渣破碎至160～180目，然后将含钡废渣与质量百分比浓度为36％的浓盐酸按照1公斤∶0.75～1.25升的固液比进行混合，再按照含钡废渣与液体的固液比为1公斤∶3～5升的比例补加去离子水；在50℃～70℃的温度下，对所形成的混合物进行搅拌，搅拌时间为5～15min，搅拌转速为120rpm～180rpm；然后利用孔径为30～50μm的过滤介质对所形成的混合物进行过滤，得到一次浸出液和滤渣。

上述含钡废渣主要是指含钡脱磷渣系中经过氧化脱磷后所产生的含钡废渣，含钡废渣的成分主要包含Ba₃(PO₄)₂，同时也包括含有BaO、BaF₂等可溶性钡盐的含钡固体废弃物。含钡废渣在浸出过程中，钡系化合物主要以Ba²⁺的形式进入一次浸出液中，主要反应式如下：

BaO+2HCl＝BaCl₂+H₂O

BaF₂+2HCl＝BaCl₂+2HF

Ba₃(PO₄)₂+6HCl＝3BaCl₂+2H₃PO₄

(2)滤渣二次浸出与过滤

将经一次浸出产生的滤渣烘干，再将所述滤渣与质量百分比浓度为2％～3％的稀硫酸按照1公斤∶2～3升的固液比进行混合，混合温度为50℃～70℃，搅拌强度为120rpm～180rpm，反应时间为10～15min；再利用孔径为30～50μm的过滤介质对反应生成物进行过滤得到二次浸出液和残渣。

(3)钡、钙分离

按照钡离子与硫酸根离子的摩尔比为1∶0.9～1.1的比例向所述一次浸出液中添加质量百分比浓度为95％～98％的浓硫酸，于常温下搅拌沉淀10～15min，搅拌强度为80rpm～100rpm；然后利用孔径为30～50μm的过滤介质对反应生成物进行过滤，得到硫酸钡和一级滤液；

按照钙离子与硫酸根离子的摩尔比为1∶0.9～1.1的比例向所述一级滤液中添加质量百分比浓度为95％～98％的浓硫酸，于常温下搅拌沉淀10～15min；然后利用孔径为30～50μm的过滤介质对反应生成物进行过滤，得到硫酸钙和二级滤液。