[发明专利]一种机械活化解毒含砷镉污酸渣的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械活化解毒含砷镉污酸渣的方法，是一种对冶金行业含砷镉污酸渣

无害化新技术，属于能源化学领域。

背景技术

铅冶炼工业在生产过程中产生大量二氧化硫烟气。对这类烟气通常采用酸洗，因此会产生大量废酸，此类废酸通常会采用硫化法、石灰中和等方法处置。使重金属以难溶的化合物沉淀析出，产生大量含As、Cd的污酸废水沉渣。由于含砷镉污酸渣中的砷、镉等重金属化合物是一种非稳定状态，如处置不当，在自然条件下，重金属有可能再溶出而污染土壤或地下水造成环境生态的危害，该重金属污泥一般均归为危险废物，因此对含砷镉污酸渣进行无害化处理与处置具有很现实的意义。

发明内容

鉴于以上特点，本发明的目的是提供一种机械活化解毒含砷镉污酸渣的方法，该方法以铅冶炼工业含砷镉污酸渣、铅锌冶炼渣为原料，通过混配、球磨、注模、成型等工艺制备得到固化块。

本发明方法通过如下具体实施过程实现：

一种机械活化解毒含砷镉污酸渣的方法，包括以下步骤：

(1)将含砷镉污酸渣干燥并破碎；

(2)将铅锌冶炼渣、解毒剂与步骤(1)干燥破碎后的含砷镉污酸渣混合后进行球磨，球磨后物料中添加水，搅拌制得混合物料；

(3)将混合物料进行压制成型，即得到含砷镉污酸渣固化块。

所述的含砷镉污酸渣来源于铅冶炼厂生产过程中产生的二氧化硫烟气，烟气经过酸洗产生酸性废水，然后对这类废水采用生物制剂、石灰中和沉淀或者硫化法处理使重金属以难溶的物质析出，产生的含As、Cd、Zn的含砷镉污酸渣，其pH为5-9。

所述的含砷镉污酸渣主要成分及质量百分比为：Ca25.69％-37.62％、S8.5％-15.43％、As1.32％-5.81％、Pb0％-0.35％、Zn0.35％-3.56％、Cd0.88％-2.84％、Fe0.12％-0.89％。

所述的含砷镉污酸渣主要物相为二水硫酸钙与半水硫酸钙，其中二水硫酸钙质量百分比大于50％，半水硫酸钙质量百分比大于5％。

上述方法中将步骤(1)中含砷镉污酸渣干燥至含水率低于3％，并过0.15mm的筛网，筛余量不超过5％。

上述方法中步骤(2)中所述的解毒剂中所述的解毒剂中高岭土质量百分比为40％-60％、硫化钠质量百分比为10％-30％、铁-锰混合解毒剂质量百分比为20％-40％，最佳解毒剂质量比为高岭土：硫化钠：铁-锰为5：2：3。所述的铁-锰混合解毒剂是通过铁粉与二氧化锰的摩尔比为5:5-7:3混合(优选6:4)，经球磨制得，球磨时间30-45min(优选时间为40min)。

上述方法中步骤(2)中将质量百分比70％-90％的含砷镉污酸渣、质量百分比5％-25％的铅锌冶炼渣、质量百分比3％-8％的解毒剂混合进行球磨。最佳配比污酸渣：冶炼渣：解毒剂为80:15:5，球磨时间为50-70min(优选时间为60min)。

上述方法中步骤(2)球磨后的物料取出加水，添加水的质量为物料质量的37％-45％，对混合物料进行搅拌，搅拌时间8-10min(优选时间6min)，制得混合物料。

上述方法中步骤(3)混合物料成型条件为10MPa，压制速率为2-3KN/S(优选2.5KN/S)，保压时间为1-3秒。

本发明所述铅锌冶炼渣为铅锌火法冶炼过程所产生的高温渣，包括但不局限于挥发窑渣、烟化炉渣等，铅锌冶炼渣风干后即可使用。主要成分及质量百分比为：Fe25.25％～35.23％、Si13.13％～15.93％、Al3.15％～4.63％、Zn1.05％～4.56％、K0.38％～2.34％、Mg0.48％-2.10％。

由于本发明所述的含砷镉污酸渣中含有二水硫酸钙和半水硫酸钙导致其自胶结性受限。机械活化过程可将部分二水硫酸钙转变成半水硫酸钙提高含砷镉污酸渣自胶结性。铅锌冶炼渣属于惰性胶凝材料，经机械活化过程激发铅锌冶炼渣胶凝性，并与活化后的含砷镉污酸渣发生一定的水化反应提高后期固化块的强度，并且有效包裹废渣中的重金属成分，起到解毒效果。