[发明专利]一种协同处理含砷石膏渣和含砷污酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种协同处理含砷石膏渣和含砷污酸的方法，属于湿法冶金技术和废弃物处理技术领域。

背景技术

目前，我国粗铜产量每年为52万吨左右，这些铜大部分使用火法冶炼，铜矿中的硫元素在铜的火法冶炼过程中分离出来用于制酸，制酸过程中会产生大量酸性废水，简称“污酸”。在铜的冶炼过程中伴生于铜矿中的砷（As）、镉（Cd）、铅（Pb）、铜（Cu）、锌（Zn）、汞（Hg）、硒（Se）等随冶炼烟气进入制酸工艺，通过制酸工艺对冶炼烟气的净化，使得烟气达标排放。而伴生于铜矿中的杂质元素则大部分进入定期抽出的“污酸”中。据估计，年产10万吨铜冶炼厂配套的石灰-铁盐法工艺年产石膏渣约1万吨，由此，中国铜冶炼行业每年要产生百万吨左右的含砷石膏渣污泥。而整个中国冶炼行业，历年堆存的含砷废料已达数千万吨之巨。

含砷石膏渣对环境和资源的危害主要表现在可对大气、土壤和水源构成不同程度的污染：（1）含砷石膏渣露天堆放，自然风化过程中会释放三氧化二砷（As₂O₃）、砷化氢（AsH₃）等有毒有害气体，导致风向下游方位的人畜产生不同程度的砷中毒症状。同时，风化过程也会有微细粒度的含砷固体颗粒随风飘散，造成污染源的扩散，在气候干燥区域微细含砷颗粒污染源的扩散更为严重；（2）含砷石膏渣中除有砷外，还有大量的Cd、Pb、Cu、Zn、Hg等重金属元素，一旦遇到罕见的特大降雨或其他地质灾害，就可能破坏“三防”渣库的防护措施，石膏渣污泥经浸泡后溢出渣库，重金属离子溶出后随雨水迁移污染水源。通常情况下，含砷工业废弃物对水源的污染是三种污染种类中污染情况最严重的；（3）重金属元素易于被土壤吸附是重金属元素最重要的特性之一，这也是土壤污染相对于大气污染和水污染最难治理的原因。在冶炼厂及其周边区域长期堆存的含砷石膏渣可能会由于管理不善等方面的原因，被当做一般工业固体废弃物而从管制区流散出去，从而造成土壤或耕地污染，耕地重金属污染严重威胁农产品质量，间接危害人类健康。

发明内容

本发明的目的是提供一种协同处理含砷石膏渣和含砷污酸的方法，本方法利用含砷污酸浸出含砷石膏渣中的砷，再采用石灰-铁盐法处理浸出后的酸液，实现含砷石膏渣和含砷污酸中毒性高的砷转变为稳定的砷酸铁进行堆放处理，防止砷的危害，实现以废治废的目的，整个工艺流程经济环保。

一种协同处理含砷石膏渣和含砷污酸的方法，具体步骤如下：

（1）将含砷石膏渣加入到含砷污酸中进行浸出反应6~12h，固液分离得到固体渣A和酸液A；

（2）在步骤（1）的酸液A中加入石灰和铁盐进行反应6~12h，固液分离得到固体渣B和液体B，固体渣B返回步骤（1）与含砷石膏渣混合一起加入到含砷污酸中进行浸出反应；

（3）采用步骤（2）所得液体B和自来水混合清洗步骤（1）所得固体渣A，得到固体渣C和液体C，固体渣C进行堆放处理；

（4）在步骤（3）所得液体C中加入铁盐进行反应6~12h，固液分离得到固体渣D和液体D，固体渣D返回步骤（1）与含砷石膏渣混合一起加入到含砷污酸中进行浸出反应，在液体D中加入絮凝剂进行沉淀，固液分离得到固体渣E和液体E，固体渣E进行堆放处理，液体E排放；

（5）循环操作步骤（1）~（4）至步骤（3）中固体渣B的浸出率小于5mg/L，所得固体渣B进行堆放处理。

所述步骤（1）中含砷污酸和含砷石膏渣的液固比L:g为10~5:1；

所述步骤（2）中酸液A与石灰的液固比L:g为10~5:1，铁盐中的铁与酸液A中砷的摩尔比为1.3~1.5:1；

步骤（4）铁盐中的铁与液体C中砷的摩尔比为1.3~1.5:1，絮凝剂与溶液中金属的摩尔比为1.5~2 :1；

进一步地，所述步骤（4）中絮凝剂为二甲基二硫代氨基甲酸钠（C₃H₆NS₂Na·2H₂O）、聚丙烯酰胺、磺化聚乙烯苯、聚乙烯醚；

所述铁盐为硫酸铁、硝酸铁。

本发明的有益效果是：

（1）本发明方法利用污酸的强酸特性浸出含砷石膏渣中的砷，实现污酸的资源化利用，处理工艺以废治废且废液循环利用，经济环保；

（2）本发明方法将含砷污酸和含砷石膏渣中的有毒金属砷转变成化学性质不活泼的砷酸铁形态，阻止砷在环境中迁移、扩散等过程，降低金属砷的毒害程度；