[发明专利]一种用于砷碱渣固砷的改性次氧化锌渣复合颗粒的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种用于砷碱渣固砷的改性次氧化锌渣复合颗粒的制备方法及应用，该方法是将次氧化锌渣、铁盐、水和磷酸二氢钾混合造粒，所得颗粒进行焙烧活化，冷却，即得改性次氧化锌渣复合颗粒；将改性次氧化锌渣复合颗粒作为固砷添加剂应用于砷碱渣固砷，表现出固砷效果好，稳定性强的优点，该方法实现以废治废，节约成本。

技术领域

本发明涉及一种改性次氧化锌渣复合颗粒的制备方法及其在砷碱渣固砷中的应用，属于砷碱渣固砷领域。

背景技术

砷广泛存在于自然界的多种有色金属矿物中。在开采、冶炼、提取有色金属的过程中，砷通常作为一种有害杂质而除去。由于砷容易被氧化，一般采用加碱氧化的方法除砷。锑矿中常含有砷元素，锑冶炼过程中常用加纯碱除砷，除砷后得到的含砷渣称为砷碱渣。砷碱渣中砷主要以砷酸钠的形式存在，剧毒且易溶于水，极易污染环境，是一类非常难以处置的危险废物。砷碱渣一旦泄露，暴露于环境中的砷将进入水体和食物链，轻则危害人体健康,重则导致死亡。目前，国内外对砷碱渣的处理方式主要是稳定/固化、火法焙烧和湿法回收等处理方式，各处理方法各有优缺点。

次氧化锌废渣是冶锌工业的主要废渣之一，它的主要成分是锌、铝、铁、镁、硅、锑、铟等元素的化合物。次氧化锌渣中锌含量在1.5％～12％之间，铝含量在10％～21％之间，铁的含量在8％～17％之间。由于我国生产工艺技术较落后，二次资源利用率低，有相当大一部分次氧化锌渣从可利用资源变成了污染物，不仅造成资源的浪费，而且造成了严重的环境污染。

发明内容

针对现有技术中对砷碱渣及次氧化锌废渣等处理方法存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种利用次氧化锌渣工业废渣为原料，通过简单工艺制备一种可有效固定砷碱渣中砷的改性次氧化锌渣复合颗粒的方法。

本发明的另一个目的是在于提供一种改性次氧化锌渣复合颗粒在砷碱渣固砷中的应用，改性次氧化锌渣复合颗粒用于砷碱渣固砷，表现出固砷效果好，稳定性强的优点，实现以废治废，节约成本。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种用于砷碱渣固砷的改性次氧化锌渣复合颗粒的制备方法，该方法是将次氧化锌渣、铁盐、水和磷酸二氢钾混合造粒，所得颗粒在300～450℃温度下焙烧，冷却，即得。

本发明的技术方案，首次以次氧化锌渣为原料制备用于砷碱渣固砷的改性次氧化锌渣复合颗粒，充分利用次氧化锌渣本身的特殊性，如其pH呈中性偏酸性，且含有丰富的CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等物质。本发明的技术方案通过添加铁盐、磷酸二氢钾及水，制成改性次氧化锌渣颗粒并通过焙烧使其活化，使得次氧化锌渣中的部分金属氧化物溶解，如溶出的铁、铝离子与磷酸根形成磷酸铁铝等，能够使其与砷酸根反应生成砷酸铁沉淀、砷酸铝沉淀等。同时，制备的次氧化锌渣复合颗粒呈现酸性，能够中和砷碱渣，调节pH，使得生成的砷酸铁、砷酸铝沉淀能够稳定存在，这都有利于实现砷碱渣的砷固定稳定化。

优选的方案，所述铁盐的质量为次氧化锌渣质量的2～5％。

优选的方案，所述磷酸二氢钾的质量为次氧化锌渣和铁盐总质量的2～6％。

优选的方案，所述颗粒的粒径为0.5mm～1.5mm。

优选的方案，所述焙烧的时间为60～90min。

本发明的技术方案中采用的铁盐包括七水硫酸亚铁、聚合硫酸铁或氯化铁等中至少一种。

本发明的技术方案中造粒过程加入的水一方面用于溶解磷酸二氢钾，一方面起到粘结作用，其用量为本领域常规添加量，属于本领域技术人员可以理解的范畴。

本发明还提供了所述方法制备的改性次氧化锌渣复合颗粒在砷碱渣固砷中的应用，该应用方法是将改性次氧化锌渣复合颗粒作为固砷添加剂应用于砷碱渣固砷。