[发明专利]一种高砷危险废物清洁处置的工艺方法

说明书

本发明公开了一种高砷危险废物清洁处置的工艺方法，包括原料预处理、加热还原、升华、冷凝等步骤，使三氧化二砷粗品精炼得三氧化二砷、或金属砷及硫磺等产品。该方法采用低温还原‑‑中温升华的间断作业方式，利用电能热风炉加热的氮气对物料直接加热，冷凝尾气经处理后返回电能热风炉补热循环使用；该方法设备投资省，处置成本低，原料适应性强，砷挥发率高，操作条件温和，自动化程度高，废气废水废渣零外排，易于实现工业化生产，符合国家危险废物“减量化、无害化、资源化”的处置原则。

技术领域

本发明属于砷废物处理技术领域，具体涉及一种高砷危险废物清洁处置的工艺方法。

背景技术

砷元素广泛地存在于自然界，已发现了数百种砷矿物。含砷化合物对环境有较强的毒害作用。随着重金属矿物的采、选、炼及煤炭、化工、石油等诸多行业的快速发展，高砷危险废物的产出量会越来越多，处置不当就会对环境产生危害，并威胁人体健康。

目前对于高砷危险废物的处置工艺，主要有湿法、火法两种。湿法和火法处置工艺均存在以下问题：原料适应性差，处置成本高，生产环境恶劣，生产过程中会产生大量的废气废水；二次污染风险极大，对环境不友好。

发明内容

本发明提供了一种高砷危险废物清洁处置的工艺方法，以解决上述技术问题。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种高砷危险废物清洁处置的工艺方法，所述方法包括如下步骤：

S1、将原料与还原剂按比例进行配料混磨，然后再压球、烘干、筛分，得待处理的球状物料；筛分处理可以将破碎等不合格的物料返回再次压球处理；

S2、将S1的物料投入蒸馏装置内，通入电能热风炉加热的氮气对物料直加热；使用氮气加热物料具有加热均匀、升温迅速、能耗相对直接电加热更低等特点；

S3、S2的物料先在280-350℃条件下还原，然后再在450-700℃条件下升华，再将升华后的蒸气冷凝回收获得三氧化二砷粗品；通过热氮气的温度来控制还原、升华过程的温度；

S4、S3冷凝回收砷后的尾气，经除尘处理再返回电能热风炉补热循环使用，经除尘处理回收的粉尘含有一定量的三氧化二砷，可以与三氧化二砷粗品一起用于后续的精炼处理。

S5、S3产出的蒸馏料渣，在低温氮气换热和水套间接冷却的双重作用下，冷却至100℃以下后排出蒸馏装置；蒸馏料渣还含有铜、铅等有价金属，可综合回收利用，提高资源利用率；蒸馏料渣排出温度控制在100℃以下，避免蒸馏料渣中的可燃硫化物遇到空气时燃烧而产生二氧化硫等有害气体；

S6、产出的三氧化二砷粗品用于精炼得高纯三氧化二砷、或金属砷及硫磺等产品。本发明的方法通过对高砷废物的处置，实现了砷的回收，获得的三氧化二砷粗品能用于后续的精炼生产，以获得高纯度的金属砷或三氧化二砷等产品，生产中无废气废水废渣排放，能耗低，设备利用率高。

进一步地，所述S1中的还原剂为炭精粉，球状物料呈偏圆形，直径为40-50mm，厚度为25-35mm。将原料与还原剂混合配料，并经压球、烘干、筛分等处理，能增加两相表面积、缩短两相表面距离，按原料不同性质配入不同比例的还原剂混磨，使两者在能充分细磨并混合均匀，利于后续的还原处理，从而使得本发明的方法可用于处理不同的砷废物原料。

进一步地，所述S2为，蒸馏装置内先装满填料，每次往蒸馏装置内投放物料时，排出相应量的填料或蒸馏料渣。由于大规模生产时的蒸馏装置有近二十米的高度，为避免投料时物料由于投料高度高而甩碎，故在蒸馏装置内先装满填料，每次投料时均排出相应量的填料，直至填料全部排出，此时，蒸馏装置底部只有经还原处理后的蒸馏料渣，亦能起到缓冲作用，投料时，则排出相应量的蒸馏料渣。投料为间断作业的方式，每批次投入一定量的物料，处置完成后，再开始投下一批次的物料，并排出相应量的填料或蒸馏料渣。