[发明专利]一种稳定化处理砷碱渣制备臭葱石的固砷方法

说明书

本发明公开了一种稳定化处理砷碱渣制备臭葱石的固砷方法，包括以下步骤：1)将砷碱渣进行氧化浸出，过滤得到含碳酸钠和砷酸钠的浸出液及锑酸钠沉淀；浸出液浓缩后通入CO₂脱碱，过滤得到脱碱浸出液及碳酸氢钠晶体；2)向步骤1)所得的脱碱浸出液中加入酸控制其pH为1.0～2.5得到富砷溶液；3)按铁砷摩尔比1.0～3.0向步骤2)所得的含砷溶液加入亚铁盐和H₂O₂的混合溶液，控制其pH为1.2～2.0，75～95℃反应即得到臭葱石晶体。本发明处理砷碱渣得到了具有双锥八面体形貌、颗粒均匀的臭葱石晶体，砷浸出浓度低于GB5085.3‑2007《危险废物鉴别标准‑浸出毒性鉴别》规定，可长期安全储存。

技术领域

本发明属于危险固体废弃物处理技术领域，具体涉及一种稳定化处理砷碱渣制备臭葱石的固砷方法。

背景技术

在锑冶炼中，通常采用碱性精炼法即加碱鼓风的方法对粗锑进行精炼，得到精锑和含砷较高的碱性渣副产物，即砷碱渣。目前，国内砷碱渣的堆存总量已达20万吨，还以每年0.5万～1万吨的速度在增加。砷碱渣中含有可溶性剧毒含砷化合物砷酸钠，一旦泄露易造成水体污染、土壤污染及农田污染，若不妥善处置，环境中的砷可能会通过食物链的富集作用进入人体，轻则危害人类身体健康，重则导致死亡。

目前砷碱渣常用的处理方法有填埋、火法冶金处理和湿法冶金处理。简单的填埋堆存处理由于安全性低及管理费用，己很少采用。在火法冶金中，常采用氧化焙烧挥发法处理砷碱渣制取三氧化二砷，或者将粗三氧化二砷进行还原精炼制取单质砷，主要有鼓风炉熔炼法和反射炉熔法。该方法具有处理量大及成本低廉的优点，但易带来二次污染，且处理含砷较低的砷碱渣效果不佳。在湿法冶金中，通常采用热水浸出和蒸发结晶得到砷碱混合盐，即碱渣砷酸钠(含砷酸钠36％-48％和碳酸钠24％-36％的结晶水合物)。由于该混合盐成分不稳定，应用价值不高。以上处理方法并未从根本上解决砷碱渣的安全隐患，砷碱渣的处理仍然是一个严峻的挑战。

臭葱石晶体是一种很稳定的结晶型水合砷酸铁(FeAsO₄·2H₂O)，在水溶液中的溶解度较无定形砷酸铁小很多，且浸出毒性小，长期堆存不会造成二次污染，是理想的砷废稳定化产物。因此将砷碱渣中的砷稳定化处理转化为臭葱石晶体，对砷碱渣的固砷有一定的潜在意义。

目前公布的专利中，专利CN 108486379 A公开了一种砷碱渣中砷与碱的高效分离方法，通过水浸使砷碱渣中砷和碱进入溶液，再通过催化反应使砷酸根转型为有机胂酸盐，通过阳极电解技术使有机胂酸盐与重金属离子反应生成有机砷酸重金属盐沉淀，与碱液分离彻底，有机胂酸盐沉淀物通过火法处理转变为砷氧化物或单质As。该方法能高效地从高碱性溶液中去除砷，但该工艺过程需经火法处理，能耗较高。专利CN 102307813 A记载了一种从含铁和含砷的溶液中将砷作为臭葱石除去的方法，该方法需经两个阶段合成臭葱石，首先从含一种含砷和含铁溶液中将砷转化为砷酸铁沉淀，随后将其水热加工制备出稳定性高的臭葱石晶体。

发明内容

针对现有技术中处理砷碱渣易造成二次污染及成本较高等缺点，本发明的目的在于提供了一种稳定化处理砷碱渣制备臭葱石的固砷方法，通过该方法处理砷碱渣得到了结晶性良好的臭葱石晶体，砷浸出浓度低于5mg/L，可以长期安全储存。

为了实现上述目的，本发明提供了一种稳定化处理砷碱渣制备臭葱石的固砷方法，包括以下步骤：

1)将砷碱渣进行氧化浸出，过滤得到含碳酸钠和砷酸钠的浸出液及锑酸钠沉淀；浸出液一次浓缩后通入CO₂脱碱，过滤得到脱碱浸出液及碳酸氢钠晶体；

2)向所得的脱碱浸出液中加酸除去剩余的碱得到富砷溶液；

3)按铁砷摩尔比1.0～3.0向步骤2)所得的富砷溶液加入亚铁盐和30％的H₂O₂的混合溶液，控制其pH为1.2～2.0，75～95℃反应即得到臭葱石晶体。