[发明专利]一种含砷石膏资源化处理的方法及处理所得低砷石膏的应用

说明书

本发明属于废弃物资源化处理技术领域，尤其涉及一种含砷石膏资源化处理的方法及处理所得低砷石膏的应用，包括以下步骤：将含砷石膏与酸性溶液混合，依次进行重结晶和固液分离处理，得到低砷石膏和含砷溶液。本发明以含砷石膏为原料，实现了工业废弃物的回收再利用；将含砷石膏和酸性溶液混合，保证酸性的重结晶环境，有利于促进含砷石膏的溶解和再结晶，且使得含砷石膏中释放出来的HAsO₄^2‑转化为含H₂AsO₄^‑的砷化物或者H₃AsO₄，阻碍砷再次嵌入到溶解重结晶形成的新的石膏晶格中，从而得到含砷量极低的低砷石膏。实验数据表明，由本发明提供的方法得到低砷石膏中，砷浸出浓度小于0.2mg/L，砷含量低于35mg/kg。

技术领域

本发明属于废弃物资源化处理技术领域，特别涉及一种含砷石膏资源化处理的方法及处理所得低砷石膏的应用。

背景技术

砷是一种有毒元素，主要以硫化物的形式存在并伴生于其他金属，如金、铜、铅、镍、钴和锌等元素的矿物中，在有色冶炼及硫酸工业烟气制酸过程中会产生大量的含砷酸性废水(污酸)及硫化砷渣。污酸及硫化砷渣中的砷必须固定在稳定的化合物中，以消除对环境的污染，因此，有色金属冶炼研究项目领域中砷的去除与固定技术一直是研究的热点。

石膏作为含砷污酸及固废处理过程的主要副产物之一，其晶体结构内往往会掺杂大量的砷。国家将砷含量0.1wt.％的石膏列为危废，危废不能直接堆放于环境中；此外，国标规定堆放于环境中的含砷固体废弃物砷浸出量不得高于5mg/L；用于建筑的水泥中砷含量不得高于30mg/kg(ppm)。但现有含砷石膏砷元素含量远大于国标限定，无法二次利用甚至无法堆放。

目前，污酸处理技术主要有：石灰沉淀法、石灰-铁盐共沉淀法、硫化法、吸附和离子交换法；硫化砷渣处理技术主要有硫化砷制取三氧化二砷技术、硫化砷制取砷酸盐技术、硫化砷渣制取三氯化砷技术、高温高压酸浸出提取-臭葱石技术以及高温碱溶-砷提取-臭葱石沉淀技术。

其中，高温碱溶-砷提取-臭葱石沉淀技术与石灰沉淀法是分别用于处理硫化砷渣和含砷废水的高效且经济可行的技术，这两种方法在运行时均会采用石灰来沉淀提取液相中的砷，进而产生大量的含砷副产物—砷酸钙、亚砷酸钙和石膏及石灰石的混合物(砷钙渣)。砷钙渣砷含量高，并且稳定性极差，属于危废；砷钙渣需酸浸处理，再将浸出的砷以稳定矿物的形式进行固定。目前，企业通常采用酸解法(如硫酸酸解)处理这类含砷中间产物。但在采用硫酸酸解砷酸钙和亚砷酸钙的过程中，形成的石膏(硫酸钙)会与砷酸钙和/或亚砷酸钙溶出的砷结合，产生大量的含砷石膏，且石膏中砷含量高达1.5％，高砷石膏无法直接进行二次应用，且其堆放或掩埋于环境中具有导致环境砷污染的风险。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含砷石膏的资源化处理的方法及处理所得低砷石膏的应用。本发明由含砷石膏回收得到可再利用的低砷石膏，可以有效提高石膏的二次利用率，避免了二次含砷固废对环境产生的污染，同时实现了资源的充分利用。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种含砷石膏资源化处理的方法，包括以下步骤：

将含砷石膏与酸性溶液混合，依次进行重结晶和固液分离处理，得到低砷石膏和含砷溶液。

优选的，所述酸性溶液中的氢离子与所述含砷石膏中的钙元素的摩尔比为(0.1～100)：1。

优选的，所述含砷石膏的含砷量为0.1～5wt.％。

优选的，所述酸性溶液为盐酸溶液、硫酸溶液和硝酸溶液中的一种或多种。

优选的，所述重结晶的终点pH值小于等于2。

优选的，所述重结晶的温度为50～300℃。