[发明专利]用于从酸性工艺水中沉淀砷和重金属的方法

说明书

本发明涉及一种用于从含有砷和重金属的酸性工艺水、特别是硫酸工艺水(12)中沉淀砷和重金属的方法，所述方法包括具有沉淀阶段(D)的沉淀工艺期(II)，在沉淀阶段中使得砷和至少一种主要重金属一起沉淀出，其中通过向工艺水(12)中添加硫化物‑沉淀试剂(20)，使得砷以硫化砷沉淀且至少一种主要重金属以金属硫化物沉淀。所述沉淀工艺期(II)包括在沉淀阶段(D)之前实施的调节阶段(C)，并且在此过程中向酸性工艺水(12)中添加调节剂(16)，所述调节剂影响至少沉淀出的硫化砷的性质，尤其是过滤特性。

技术领域

本发明涉及用于从含有砷和重金属的酸性工艺水、特别是硫酸工艺水中沉淀砷和重金属的方法，该方法包括具有沉淀阶段的沉淀工艺期，在沉淀阶段中使得砷和至少一种主要重金属一起沉淀出，其中通过向工艺水中添加硫化物-沉淀试剂使得砷以硫化砷沉淀，且所述至少一种主要重金属以金属硫化物沉淀。

背景技术

既含砷又含重金属的酸性工艺水以硫酸废水沉积，例如在铜冶炼或半导体器件制造过程中。但在很多其他工业过程中也可能产生被砷和重金属污染的酸性工艺水。这种工艺水也被称为酸性洗涤水。

在本文中，主要重金属仅旨在意指视作与砷一起沉淀的重金属。工艺水还可能包含其他不同于主要重金属的重金属，其中主要重金属相比于其他重金属通常以最高浓度存在于工艺水中。在下文中用上述工艺水的实施例说明本发明，如在铜冶炼的后续工艺中产生的工艺水。

在铜冶炼的过程中生成含硫的烟道气。它们经过已知的烟道气处理，其中将存在的硫转化成硫酸。所包含的杂质最后被收集到酸性工艺水中，在铜冶炼过程中被称为洗涤溶液和/或洗涤酸。这种工艺水和/或这种洗涤酸可能包含浓度在1％和35％之间的酸。所述工艺水相应地具有低的且任选为负的pH值。除了铜之外，这种工艺水还包含其他(重)金属，如锌、镉、钼、铅、硒和汞，以及其他杂质，特别是砷。

砷是环境毒素，因此目标总是处理如这类工艺水的沉积的残余物或废料，并使其尽可能不含砷及其化合物。为此公知的例如将砷以硫化物从洗涤酸中沉淀。

由DE 34 18 241 A1例如已知用于从废硫酸去除砷的方法，其中在硫化氢气氛中使用硫化钠Na₂S和硫氢化钠NaHS的水溶液作为硫化剂，调节硫化钠的量在化学计量上大于废酸的砷含量。在这类沉淀反应中，存在于工艺水中的铜和其他重金属也以硫化物沉淀。在沉淀反应之后，将析出的硫化物，即硫化砷和硫化铜以及其他存在的重金属的硫化物从所得的过滤混合物中过滤出来，随后处置滤饼。在已知的沉淀方法中硫化砷以絮状物的形式沉淀，其独特之处在于低密度、小的絮状物尺寸，而相对较大的整体体积。这些絮状物显示出非常低的沉降趋势并且在机械上不稳定。因此，在过滤过程中硫化砷絮状物也很容易被压碎，并形成一种油膜(Schmierfilm)或污泥，例如被设计为滤布的过滤器由于所述油膜或污泥而在短时间后堵塞，因此不再能够进行进一步和/或更有效的过滤过程。因此，该过滤器必须在已吸附少量硫化物并相应地较短的使用寿命后更换，这使得过滤过程费力、费时且成本高昂。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种前面所述类型的方法，该方法形成非常稳定和重量大的絮状物，从而可以实现具有良好的过滤特性的有效沉降。

所述目的在前面所述类型的方法中实现，即，沉淀工艺期包括在沉淀阶段之前实施的调节阶段，并且所述调节阶段中向酸性工艺水中添加调节剂，其影响至少沉淀的硫化砷的性质，尤其是过滤特性。

根据本发明，通过首先向酸性工艺水中添加调节剂以随后才开始砷和主要重金属的硫化物沉淀，由此可以在沉淀之前就已经对沉淀的硫化砷的性质产生有利的影响。因此，根据本发明还可以在沉淀反应的准备阶段就已经对沉淀化学产生积极影响，使得所获得的沉淀产物相对于没有提前添加调节剂的沉淀产物具有显著改善的沉降特性和过滤特性。