[发明专利]一种含砷废液超声加压耦合矿物化固砷的方法

说明书

本发明涉及一种含砷废液超声加压耦合矿物化固砷的方法，包括以下步骤：1）催化氧化：首先将含砷废液中的As³⁺催化氧化为As⁵⁺；2）超声加压耦合反应：在经过步骤（1）催化氧化后的含砷液中缓缓加入亚铁盐并搅拌均匀，持续通入氧气，在加压的超声场内进行耦合矿物化固砷反应，反应结束后固液分离，得到结晶体的固砷矿物，即可。本发明采用液相催化氧化‑超声加压耦合固砷的技术处理含砷废液，为解决工业废水砷的无害化提供一种新工艺。本发明工艺操作简单、pH适应性范围较宽、成本低、具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于冶金环保技术领域，具体涉及一种含砷废液超声加压耦合矿物化固砷的方法。

背景技术

砷是一种严重污染环境的剧毒物质，具有累积性和致癌性。有色金属矿石中常伴生类金属砷，在焙烧/熔炼过程挥发进入烟气，在净化过程会产生大量高浓度含砷废水，固体废物及精矿湿法处理过程亦会产生含砷废液。随着有色金属行业的迅猛发展，砷污染问题日益突出，已危及人类生存健康。因此，对含砷废水处理研究是迫在眉睫且意义深远的重要课题。

现有的含砷废水处理主要关注其达标排放，企业常用的处理方法为石灰法、硫化沉淀法、石灰-铁盐沉淀法等。传统处理方法产生的沉淀物系危险废物，需要建设高维护费用的专用渣场，且投加了大量中和药剂，水质硬度难以达到回用标准。砷酸铁晶体的组成和结构特征表明臭葱石可作为一种固砷的优质矿物，常用的水热法和常压法能够在一定条件下合成臭葱石，含砷两高达30%以上，但分别存在固砷稳定性不佳、周期长。改进的常压法在常压75-90℃条件下通过缓慢氧化亚铁离子控制过饱和度，制备的臭葱石结晶度良好，但浸出稳定性较差，且不适应碱性或还原性环境。

综上，臭葱石是用于含砷废液稳定化处理的最佳固砷矿物，也是处理含砷废液的有效途径，如何增强臭葱石合成对原料的适应性范围是亟待解决的难题，进一步开发高稳定性的固砷技术显得尤为重要。因此，有必要发明一种含砷废液超声加压耦合矿物化固砷的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含砷废液超声加压耦合矿物化固砷的方法。

本发明的目的是这样实现的，包括以下步骤：

（1）催化氧化：首先将含砷废液中的As³⁺催化氧化为As⁵⁺；

（2）超声加压耦合反应：在经过步骤（1）催化氧化后的含砷液中缓缓加入亚铁盐并搅拌均匀，持续通入氧气，在加压的超声场内进行耦合矿物化固砷反应，反应结束后固液分离，得到结晶体的固砷矿物，即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明采用超声/加压耦合方法，借用超声波外场强化作用，耦合利用加压方式，实现砷的矿物固化，得到的晶态固砷矿物臭葱石不仅含砷高、渣量小，稳定性高，对环境的二次污染风险低，而且具有适应碱性还原性条件、结晶度好的优点。

2、本发明工艺简单、操作简便，制备的臭葱石含砷量高、稳定性好，适应性范围宽，可用于安全堆存或填埋。

3、本方法从酸性含砷溶液中矿物固砷的过程，沉淀物结晶良好，可适用于较宽的pH范围、较大的适应性条件，避免了传统技术中和产生的含砷石膏渣。含砷溶液含有的铁离子有自催化作用，所有的铁组分本身作为固砷反应的原料。通过各个步骤的参数控制使得反应生成高稳定性的固砷矿物。本发明方法对含砷废水具有更强的适应性。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。