硫化砷廢渣的穩(wěn)定固化方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01410402270. 5,申請(qǐng)日為2014年8月15日，發(fā)明創(chuàng)造名稱(chēng)為 "強(qiáng)酸性硫化砷廢渣的穩(wěn)定固化方法"的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及固體危險(xiǎn)廢物無(wú)害化處理工藝，具體涉及一種強(qiáng)酸性硫化砷廢渣的穩(wěn) 定固化方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 在硫酸、磷酸工業(yè)中，在強(qiáng)酸性條件下添加硫化物(硫化氫或硫化磷）進(jìn)行深度脫 砷，所產(chǎn)生的硫化砷渣為橘黃色，具有強(qiáng)酸性，其中含砷10%~20%，砷渣的浸出液pH值為 0. 5~2. 0,浸出毒性檢測(cè)測(cè)得浸出液中砷的含量為1560 mg/L~1780mg/L。根據(jù)調(diào)查，一 個(gè)年產(chǎn)10噸的硫酸或磷酸生產(chǎn)企業(yè)，每年產(chǎn)生的硫化砷黃渣超過(guò)300噸。如處置不當(dāng)，這 些強(qiáng)酸性硫化砷廢渣將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅。
[0004] 目前處理含砷廢渣的方法主要有三種，第一種是固化法，用物理、化學(xué)方法將含砷 廢渣固定或包容在惰性固體基質(zhì)內(nèi)，使之呈現(xiàn)化學(xué)穩(wěn)定性或密封性。第二種是濕法，采用酸 浸、堿浸或鹽浸等先把砷從廢渣中分離處理，然后再進(jìn)一步回收砷產(chǎn)品或進(jìn)行無(wú)害化處理； 濕法具有能耗低、污染少、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但是流程復(fù)雜，處理成本較高。第三種是火法，對(duì) 含砷廢渣進(jìn)行高溫煅燒，煅燒的溫度越高，煅燒后的砷渣溶解度就越低?；鸱ㄌ幚泶嬖谥?耗高，污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，而且煅燒后的殘?jiān)院猩椤?br>[0005] 對(duì)于上述強(qiáng)酸性含砷廢渣，若采用常用的石灰或水泥固化處置方法難以達(dá)到要 求，而且經(jīng)石灰或水泥固化處理后，浸出毒性中砷的指標(biāo)有上升的趨勢(shì)。
[0006] 關(guān)于其他固化方式，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN 102249609 B (申請(qǐng)?zhí)?01110110218. 9)公 開(kāi)了一種含砷廢渣固化體及其制備方法，提出了以含砷廢渣、固化劑、砷渣處理劑、改性劑、 骨料和水混合成型，再保濕自然養(yǎng)護(hù)28天或在95°C蒸養(yǎng)48h，或在145°C以上蒸壓8h以上， 從而制備得到含砷廢渣固化體。但該固化方法操作復(fù)雜，包括含砷廢渣處理、固化劑配制、 改性劑配制以及骨料處理，需要較長(zhǎng)時(shí)間；并且該方法增容比較大，養(yǎng)護(hù)處理時(shí)間長(zhǎng)或需要 高溫養(yǎng)護(hù)，能耗較大。
[0007] 另外中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN 102151690 A (201110024560. 7)公開(kāi)了一種處理硫化砷 渣的方法，提出了一種穩(wěn)定化藥劑處理硫化砷渣的方法，即向硫化砷渣中加入無(wú)機(jī)絮凝劑 液，攪拌均勻；再加入固體粉末吸附劑，攪拌均勻；最后加入石棉絨攪拌，并在密封袋中養(yǎng) 護(hù)。但是該固化方法需要添加較大量的穩(wěn)定化藥劑(如聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚硅酸絮 凝劑、聚磷氯化鐵、聚硅酸鐵等）和吸附劑(如鐵粉、氧化鎂粉)，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，加入石棉 絨攪拌和用密封袋養(yǎng)護(hù)不易操作，因而相對(duì)處理成本較高，規(guī)模處理具有一定的難度。
[0008] 中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN 103331289 A (申請(qǐng)?zhí)?01310230821. X)公開(kāi)了一種固砷方法， 先將含砷廢渣破碎至粒徑小于〇. 5cm，低溫烘干至含水率低于5% ;將預(yù)處理后的含砷廢渣 與熱熔劑、鐵基固化劑按一定比例混合后投入球磨機(jī)中進(jìn)行固砷反應(yīng)，即得鐵基固砷產(chǎn)物； 向上述鐵基固砷產(chǎn)物中添加鈣基強(qiáng)化劑，繼續(xù)在球磨機(jī)中進(jìn)行強(qiáng)化反應(yīng)，得到最終固砷產(chǎn) 物。該固砷方法的預(yù)處理操作比較繁瑣，耗時(shí)長(zhǎng)，且烘干操作需要消耗大量能量。
[0009] 中國(guó)期刊文獻(xiàn)《李柏林，李曄，汪海濤等.含砷廢渣的固化處理[J].化工環(huán) 保.2008，28(2): 153-157》以水泥、粉煤灰、礦渣、黃砂等作為固化材料對(duì)砷渣（1.58%) 進(jìn)行了固化研究。確定了砷渣固化的最佳工藝條件：砷渣=50%、水泥=15%、粉煤灰=20%、礦 渣=10%、黃砂=5%，固化體砷的浸出毒性濃度為0. 07mg/L。但是該工藝的養(yǎng)護(hù)時(shí)間需28天， 養(yǎng)護(hù)時(shí)間太長(zhǎng)，不利于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中效率的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種操作簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、養(yǎng)護(hù)時(shí)間短的強(qiáng)酸 性硫化砷廢渣的穩(wěn)定固化方法。
[0011] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種強(qiáng)酸性硫化砷廢渣的穩(wěn)定固化方法，包括以下 步驟： ①向待處理的強(qiáng)酸性硫化砷渣中加入重金屬污泥，攪拌，獲得的物料為泥漿狀。
[0012] ②攪拌狀態(tài)下向步驟①得到的泥漿狀物料中加入氫氧化鈣粉末，繼續(xù)攪拌直至泥 漿狀物料中的黃色物質(zhì)全部消失。
[0013] ③向步驟②攪拌后得到的物料中加入黃沙和水泥，強(qiáng)酸性硫化砷廢渣與黃沙、水 泥的質(zhì)量比為1 : 0.2~0.5 : 0.2~0.5。
[0014] ④將步驟③得到的攪拌料冷卻至常溫，轉(zhuǎn)移至成型模具內(nèi)，成型后從模具中取出， 常溫養(yǎng)護(hù)后得到符合填埋標(biāo)準(zhǔn)的固化體。
[0015] 上述步驟①中所述重金屬污泥是來(lái)自冶金化工、電鍍、鋼鐵表面處理等行業(yè)的廢 水處理后產(chǎn)生的含重金屬的污泥，污泥的含水率為50%~85%，其中含有金屬鐵、鉻、鎳、銅、 鋅、鉛、鎂、鋁，金屬以氧化物、氫氧化物或碳酸鹽的形態(tài)存在，各種形態(tài)的金屬化合物占重 金屬污泥總質(zhì)量分別為鐵5%~8%，鉻2%~3%，鎳0. 5%~1. 5%，銅0. 5%~1. 0%，鋅2%~ 4%，鉛 0· 01% ~0· 05%，鎂 0· 05% ~（λ 1%，鋁 1% ~5%。
[0016] 上述步驟①中強(qiáng)酸性硫化砷渣與重金屬污泥的質(zhì)量比為I : 1~1.5。
[0017] 上述步驟②中所投加的氫氧化鈣粉末與步驟①待處理的強(qiáng)酸性硫化砷渣的質(zhì)量 比為0· 7~L 2 : 1。
[0018] 上述步驟④中攪拌料冷卻至常溫后，在成型模具內(nèi)成型時(shí)成型壓力為3~lOMpa， 從模具中取出后常溫養(yǎng)護(hù)2至3天后得到固化體。
[0019] 步驟①中所述酸性硫化砷渣來(lái)自硫酸生產(chǎn)車(chē)間或磷酸生產(chǎn)車(chē)間，砷渣的浸出液的 pH值為0· 5~2. 0,砷的浸出濃度為1560mg/L~1780 mg/L。
[0020] 本發(fā)明具有積極的效果：（1)本發(fā)明將重金屬污泥作為砷穩(wěn)定劑，以廢治廢；將強(qiáng) 酸性含砷廢渣與重金屬污泥混合，一方面污泥中以氧化物、氫氧化物或碳酸鹽的形態(tài)存在 的重金屬與廢渣中的酸反應(yīng)，降低了廢渣中酸的含量；另一方面反應(yīng)后的物料中加入熟石 灰后，砷與反應(yīng)后的鐵鹽、鉻鹽、鎳鹽、銅鹽、鋅鹽、鉛鹽等形成穩(wěn)定的共晶化合物，降低砷的 浸出，達(dá)到穩(wěn)定固化砷的效果。
[0021] (2)本發(fā)明的方法處理強(qiáng)酸性硫化砷廢渣所需的物料如重金屬污泥、石灰、水泥、 黃沙等來(lái)源廣泛，同時(shí)不需要添加其他藥劑，相比較其他方法，處理成本較低。
[0022] (3)本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間短，常溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間2~3天即可；相比其 他方法，處理效率較高。
【具體實(shí)施方式】
[0023] (實(shí)施例1) 本實(shí)施例處理的強(qiáng)酸性硫化砷廢渣來(lái)自硫酸生產(chǎn)車(chē)間，根據(jù)《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)腐 蝕性鑒別》（GB 5085. 1-2007)測(cè)得廢渣浸出液的pH值為1. 2 ;按照《固體廢物砷的測(cè)定 二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法》(GB/T 15555. 3-1995)測(cè)得砷的浸出濃度為1780mg/ L0