[发明专利]一种基于砷铁白冰铜的固砷方法

说明书

本发明公开了一种基于砷铁白冰铜的固砷方法，将砷铁白冰铜置于反应釜中加热至熔融状态，使砷铁白冰铜成分均匀得到金属液，再将所述金属液冷却至室温，凝固形成稳定固体，即完成砷的固化；所述冷却速度为5~25℃/s。本发明通过控制砷铁白冰铜凝固过程中的冷却速度，改变了其凝固组织，细化晶粒尺寸，使结构更加致密，制得的固化产物稳定性好，形状可控，有效地固化了砷铁白冰铜中的砷，砷的浸出量低于国家《危险废物浸出毒性鉴别标准》（GB5085.3‑2007）。该方法工艺简单，操作方便，无需添加化学试剂，处理成本低效果好，绿色经济，易于工业化生产，具有良好的应用前景和经济效益。

技术领域

本发明涉及治理砷污染技术领域，特别的涉及一种基于砷铁白冰铜的固砷方法。

背景技术

近年来，由于金属矿石的开采、冶炼及化工、农药等产品生产，工业废物的不当排放，大量砷化物被引入环境，污染土壤、大气和水源。根据 ATSDR报道，砷在有毒物质的排行榜上位列第一，鉴于其对身体的明显负作用和作为有毒金属普遍存在于环境中，砷的研究已经越来越得到社会各阶层的广泛注意。从砷污染的来源来看，人为作用占了相当大的部分，其中采冶行业一直是砷污染的主要来源，并且随着传统贱金属资源的减少，复杂含砷矿物的加工逐渐占据重要地位。矿产资源的开发利用不一定会导致严重的砷污染问题，但随着矿产资源开发和利用强度加大，当企业缺乏砷回收的动力和手段时，大量含砷物质直接或间接地进入大气、水体和土壤，将会导致砷污染问题越来越突出。据统计，仅在中国每年就产生 50万含砷渣，并已囤积200万含砷渣仍需处理，大量含砷渣的堆放不仅占用土地，存在严重的环境污染风险，而且造成很大的资源浪费。一旦遭受砷污染，其治理难度很大、成本很高，而且周期很长，很难通过自然的吸收分化而消除，需付出巨大的环境和经济代价。因此，着力解决采冶行业的砷问题，是源头控砷治砷的关键。

在有色金属火法冶炼过程中，砷很容易挥发至烟尘中，特别是铜、铅冶炼企业，烟尘中除了含有铜铅外，还含有多种有价金属和砷的氧化物，多次利用后砷在烟尘富集，这种烟尘属于Ⅰ类危险废物，必须在冶炼前先脱砷。目前，专业的再生资源综合利用企业对于含砷量小于2%的烟尘或含砷的其他物料，能在富氧侧吹还原炉中勉强利用，但冶炼过程中砷仍然挥发富集进入自产烟灰中，砷含量越来越高可达10~15%。为了解决砷高的危害，企业通常采用水洗脱砷的办法除砷，然后再返回冶炼，但水洗脱砷后的产物为砷酸钙、砷酸铁和硫化砷等，并且工艺流程操作非常复杂。近十年来，有色冶炼行业为了避免焙烧产生的大量废气污染，省略熔炼前水洗过滤的工艺，通过调整富氧还原熔炼的技术参数，直接将含砷物料加入炉中进行高温处理，并在冶炼过程中加入铁，在产生粗金属的同时富集有价金属，此时大量的砷进入砷铁白冰铜中（高达80%以上），这种非传统意义上的砷铁白冰铜含有价金属少，作为后续冶炼二次资源已无使用价值。但砷铁白冰铜产量大，比重高，约为7.3，可作为配重材料进行出售，有一定的经济价值，同时，这种砷铁白冰铜稳定性相对较高，通常会被封装起来使用，从而很大程度上减少了砷的污染，减轻了砷处理成本，和避免了产品市场萎缩等问题，可作为砷处理的一个重要方向。但该材料的含砷量高达25%，即使作为配重材料使用通常会被封装起来，极大的减少了砷的污染，但砷铁白冰铜本身的浸出毒性，有时会超出国家允许的范围（GB5085.3-2007国家标准规定在碱性或强还原性条件下砷的毒性浸出限值5mg/L），这也表明其存在安全隐患。