[发明专利]一种利用有机添加剂强化煤砷浸出的方法

说明书

本发明属于煤炭和烟气净化技术领域，涉及一种利用有机添加剂强化煤砷浸出的方法，其特征在于，具体步骤如下：将粒径为200～450μm的煤粉加水配制成煤浆，在煤浆中加入含羧基的添加剂，然后与含二氧化硫的烟气进行接触传质反应，煤炭中的可溶性砷被浸出到溶液中，烟气中的二氧化硫则被氧化成硫酸根；煤浆液pH值为1.4～2.8，温度为35～75℃；添加剂为草酸、柠檬酸、酒石酸和柠檬酸铁中的至少一种；发明人首次发现含羧基的有机添加剂能促进煤砷的浸出，提高砷浸出率，同时提高二氧化硫的脱除率；其方法科学，操作简单，脱砷效果高，市场应用前景广阔。

技术领域：

本发明属于煤炭和烟气净化技术领域，涉及一种利用有机添加剂强化煤砷浸出的方法。

背景技术：

我国能源以煤炭为主。煤炭中含有有害微量元素砷，在煤炭燃烧过程中，大部分砷形成剧毒的As₂O₃和As₂O₅，随飞灰和微颗粒物进入大气，污染大气环境。虽然砷可富集于飞灰的表面，通过除尘可有效减少砷的排放，但飞灰中的砷若不进行适当处理同样会对环境造成严重危害。

煤炭中的砷包括无机态砷、有机态砷等，多以无机态砷为主，采用硝酸等可将煤炭中的无机态砷浸出，达到煤炭脱砷的目的，但此法需要消耗酸。浸出液中砷的常见价态为正三价和正五价，正三价砷的毒性是正五价砷的约50倍，若能将浸出的砷同时氧化成五价砷，则不仅可以降低砷的毒性，五价砷还可采用沉淀法方便地去除。

利用烟气中共存的氧气和二氧化硫也能浸出煤中砷，此法能在浸出煤中砷等有害物质的同时实现烟气脱硫，可谓一举两得，但此法的砷浸出速率较低，如何提高煤砷浸出速率是问题的关键。现有必要研发强化煤砷浸出的方法，提高煤砷浸出速率。

发明内容：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点，提供一种强化煤炭脱砷的方法，在煤浆液中加入有机添加剂，煤浆与含二氧化硫的烟气进行传质反应，其中的有机添加剂能有效促进煤中砷浸出到溶液中，达到强化煤砷浸出和烟气脱硫的目的。

为了实现上述目的，本发明提供一种利用有机添加剂强化煤砷浸出的方法，具体步骤如下：将粒径为200～450μm的煤粉加水配制成煤浆，在煤浆中加入含羧基的添加剂，然后与含二氧化硫的烟气进行接触传质反应，煤炭中的无机态砷等可溶性砷被浸出到溶液中，烟气中的二氧化硫则被氧化成硫酸根；浆液pH值为1.4～2.8，温度为35～75℃；所述添加剂为草酸、柠檬酸、酒石酸和柠檬酸铁中的至少一种。

进一步地，煤粉与水的固液质量比为1:60～3:10。

进一步地，脱砷过程中浆液pH值的优选范围为1.8～2.5。

进一步地，脱砷过程中，增设紫外光照射，以使浸出的绝大部分砷氧化为五价砷。

进一步地，所述添加剂间歇加入煤浆中。

进一步地，添加剂在液相中的浓度保持在0.1～10mmol/L范围内。

进一步地，烟气和煤浆的接触传质反应设备是旋流板塔或鼓泡反应器。

本发明与现有技术相比，优点是：

发明人首次发现含羧基的有机添加剂如草酸、柠檬酸、酒石酸及柠檬酸铁等能促进煤砷的浸出，提高砷的浸出率，同时提高二氧化硫的脱除率，降低设备投资费和运行费；脱砷过程中，增设紫外光照射能使浸出的绝大部分砷氧化成五价砷，从而降低砷的毒性，方便浸出的砷的后续处理；本发明采用烟气浸出煤砷，以废治污，在煤炭脱砷的同时，能实现烟气脱硫；其方法科学，操作简单，脱砷效果高，市场应用前景广阔。

具体实施方式：

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：