[发明专利]一种砷固废处理制备含砷硼硅玻璃的方法

说明书

本发明涉及一种砷固废处理制备含砷硼硅玻璃的方法，是将含砷固废，通过提纯工艺制备成混合价砷酸盐，以混合价砷酸盐、二氧化硅为主要玻璃原料，混合均匀后，一起进行加热熔化均匀后冷却固化，制得透明或乳白色玻璃的含砷硼硅玻璃；玻璃原料中，按质量分数计，二氧化硅的含量为60～80％，混合价砷酸盐的含量为2～20％。制得的含砷硼硅玻璃按照GB19778‑2005标准进行析出量检测，砷析出量≤0.02mg/dm²；按照GB/T5086.1标准方法检测砷析出量≤0.24mg/L；本发明的方法可有效处理有色金属的固废，实现再循环，且降低了对环境的影响，更加环保且低成本，且制得的含砷硼硅玻璃相比于其它含砷硼硅玻璃，具有透明、耐热性好，化学稳定性优，而且砷析出量极低。

技术领域

本发明属含砷固废处理技术领域，涉及一种砷固废处理制备含砷硼硅玻璃的方法。

背景技术

在采矿、冶炼以及化工等过程中会产生大量的含砷残渣。我国仅有色金属行业每年产生的砷渣超过300万吨/年，原来砷可被回收以As₂O₃用作玻璃澄清剂赶气泡用，基于其毒性现已改用锑酸钠作为玻璃澄清剂，因此目前产生的含砷残渣大都以堆置或简单固化填埋的方式进行处置，具有极大的环境风险，同时也造成了砷资源的浪费。目前，冶炼行业的砷除做金属砷产品外几乎没出路，然而金属砷的利用非常有限，而且极易氧化成剧毒的砷氧化物，很难保存。用玻璃安瓿充氩气或抽真空后出售，这也是造成目前含砷固废难于处理的主要原因。

目前关于砷的相关研究有水泥、淤泥等陶瓷类固化，这个固化措施很难达到国家HJ298的标准，也有关于玻璃固化方面的研究或报道，但是采用的都是铁酸盐或磷酸盐等方式，如专利201680073830.4中，公开了一种含Fe质量分数为13.2％～26.9％的玻璃。由于该玻璃无硼并含有铁，因此玻璃为深黑色玻璃，膨胀系数大，极易析晶，一方面砷的析出量很难降低，且只能进行固废掩埋；而专利201811448997.1中公开了含砷30～50％的玻璃，由于砷在硅酸盐玻璃中极易分相，含量这么高只能进行加入20～40％的二氧化硅，同时引入5～15的氧化铁，因此该玻璃也是深黑色，而且二氧化硅较低，化学稳定性较差，固废析出量相对较高。

因此，研究一种化学稳定性高、砷析出量更低、透明度高、耐热性好且可以二次应用的含砷硼硅玻璃具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，特别是现有技术中，含砷固废处理后砷析出量高，而且只能掩埋不能二次利用的技术难题，提供一种砷固废处理制备含砷硼硅玻璃的方法。本发明不仅是固化砷，并且进一步进行将砷有效利用的方式，本发明的提供含砷冶炼残渣中砷的制成含砷硼硅玻璃的方法，以解决冶炼残渣中砷的回收问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种砷固废处理制备含砷硼硅玻璃的方法，将含砷固废，通过提纯工艺制备成混合价砷酸盐，以混合价砷酸盐和二氧化硅为主要玻璃原料，混合均匀后，一起进行加热熔化均匀后冷却固化，制得透明或乳白色玻璃的含砷硼硅玻璃；

所述混合价砷酸盐为砷酸盐和/或亚砷酸盐；

玻璃原料中，按质量分数计，二氧化硅的含量为60～80％，混合价砷酸盐的含量为2～20％。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种砷固废处理制备含砷硼硅玻璃的方法，所述混合价砷酸盐为砷酸钠和/或亚砷酸钠、或者砷酸钾和/或亚砷酸钾；

所述混合价砷酸盐由含砷有色金属固废分离提纯制备所得，具体步骤是：

A：根据含砷有色金属固废的砷含量不同，对含砷有色金属固废用质量浓度为5～20％的氢氧化钠溶液或者氢氧化钾溶液在常温～50℃进行碱浸3～8小时，并加入氧化剂(双氧水、高锰酸钾等)，根据理论转化需求量配比加入过渡液中控制砷的价态，得到浸泡液；