CN103212569A - 一种含砷混合盐无害化处理方法 - Google Patents

Abstract

一种含砷混合盐无害化处理方法，包括以下步骤：（1）将含砷混合盐与炉渣或/和废碎玻璃混合均匀，控制混合物料中砷含量为1.0～4.8wt%，得混合物料；（2）将所得混合物料送入炉内，升温至1150～1250℃，保温熔融0.4～2.2h，得熔融物；（3）将所得熔融物倒入模具内制成固体，或趁热流入水中进行水淬，得到粒状含砷固体。利用本发明处理含砷混合盐，不存在环保隐患，也不产生二次污染，且整个工艺流程简单，处理时间短，操作简便，能耗低，适应于工业生产。

Description

一种含砷混合盐无害化处理方法

技术领域

本发明涉及一种含砷混合盐无害化处理方法。

背景技术

砷化物是一类对生物体有高度毒害作用的化学物质，其对人体中毒的致死剂量为0.1-0.2g（以As₂O₃计），是国际公认的致癌、致突变、致畸因子。

砷属于亲硫的类金属或半金属元素。自然界的多种有色金属矿物中均含有砷。在开采、冶炼、提取有色金属的过程中，砷是一种不需要的有害杂质，需要除去。由于砷容易被氧化，经常采用加碱氧化的方法除砷。铅、铜、镍、锑等矿中常含有砷元素，这些金属在冶炼过程中常用加碳酸钠或氢氧化钠除砷，除砷后得到的含砷渣称为砷碱渣。砷碱渣除了含有砷外，还含有较多的有色金属以及碳酸钠或氢氧化钠。

因为砷碱渣极易溶于水，因此，目前处理砷碱渣的方法主要为水浸法。该法可以有效回收有色金属，同时，将金属与砷进行有效分离。该方法为，通过水浸将砷碱渣中的砷酸钠和碱溶入水中而与物料中的其他成分分离。含砷溶液中成分较复杂，目前多采用蒸发浓缩得到一种含砷为5-30wt%的碳酸钠混合盐。该混合盐中，砷主要以砷酸钠形式存在，因为砷的含量相对较高，用途受到限制。因而，含砷混合盐常以堆放的形式库存。随着各种有色金属长期大量冶炼生产，产生的含砷混合盐越来越多，全国因此堆积的含砷混合盐常以十万吨计。这种堆存的含砷混合盐，常常造成环境污染，严重时造成人畜中毒甚至死亡。

CN1540005A于2004年10月27日公开了一种含砷物料的处理方法，该法主要通过加入沉砷剂（如硫化物）除砷，其存在的缺点是所得含砷硫化物用途受到限制，堆放又存在环保隐患。

CN102965517A于2013年3月13日公开了一种砷碱渣玻璃固化的处理方法，该方法先将砷碱渣在熔融状态下与碳还原剂反应，然后在850℃～1200℃下回收锑，最后在850℃～1300℃下加入玻璃熔融剂将含砷物料熔融铸成玻璃，其存在的缺陷是：在回收锑的过程中，砷有部分还原为单质砷进入锑中，而锑砷分离较为困难；还有部分砷还原为三氧化二砷挥发进入环境中。尽管得到的玻璃化物料能够安全堆放，但是产生大量三氧化二砷气体，既恶化操作条件，又使周围环境变坏，存在二次污染。

CN102249609A于2011年11月23日公开了一种含砷废渣固化体及其制备方法，该方法为将含砷废渣经过处理后与工业废渣和矿物激发材料配制的固化剂、改性剂、骨料、水等配合，经过混合料搅拌、成型、养护成为强度高、砷浸出率低的固化体，其存在的缺陷是工序多，所用物料多，流程复杂，处理时间长，操作麻烦。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种不存在环保隐患，不产生二次污染，工序少，所用物料少，流程简单，处理时间短，操作简便的含砷混合盐无害化处理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含砷混合盐无害化处理方法，包括以下步骤：

（1）将含砷混合盐与炉渣或/和废碎玻璃混合均匀，控制混合物料中砷含量为1.0～4.8wt%，得混合物料；

所述含砷混合盐为有色金属冶炼过程中经除砷、水浸法回收有色金属后的含砷酸钠、碳酸钠、氢氧化钠的混合盐，混合盐中砷含量为5～30wt%；

（2）将步骤（1）所得混合物料送入炉内，升温至1150～1250℃，保温熔融0.4～2.2h（优选0.5～1.5h），得熔融物；

（3）将步骤（2）所得熔融物倒入模具内制成固体，或趁热流入水中进行水淬，得到粒状含砷固体。

所述炉渣为有色金属冶炼过程中产生的炉渣，如：锑鼓风炉渣，其主要成分为：SiO₂ ≥40wt%，FeO ≥25wt%，CaO 15～25wt%，Al₂O₃ 5～10wt%，优选新产生的温度为1100-1150℃的炉渣；所述废碎玻璃优选破碎到50mm以下的碎块（过50mm的筛）。

本发明利用废碎玻璃与含砷混合盐熔化，形成均一的玻璃体；或者利用炉渣与含砷混合盐熔化，形成坚韧的固体。其中，所得含砷固体中的砷，难以浸出，可达到环保安全要求；而处理过程中，由于含砷混合盐中的砷为五价，五价砷不易挥发，即使在1200℃以上，其挥发性也极少；同时，由于废碎玻璃熔化比生产玻璃的原料熔化时间短，能耗较低，因而熔化的玻璃很快地与含砷混合盐形成玻璃体，进一步减小高温下砷分解挥发的可能性。尤其在采用炼锑新产生炉渣时，可直接在炼锑鼓风炉的前床（前床为鼓风炉的一个组成部分，临时存放炉渣的装置，有保温作用）内进行（此时炉渣的温度为1100-1150℃），能耗很低。

本发明所得含砷固体中砷的固化率高达97.00%以上，砷浸出毒性量低（＜2.00mg/L），浸出毒性方法按照国家环境保护总局标准HJ/T299-2007《固体废物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》进行。危险废物鉴别标准按GB5085.3—2007《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》进行，该标准规定为，固体浸出毒性中的砷（以总砷计）≤5mg/L为一般固体物，不具有危险性。可以露天堆放，也可以作为井下填充物料或者用作生产井下填充用的水泥，不存在环保隐患。

与现有技术相比，本发明既不存在环保隐患，也不产生二次污染，且整个

工艺流程简单，处理时间短，操作简便；此外，所用原料少且廉价易得，能耗低，尤其是利用新产生的炉渣，能耗更低，完全适应于工业生产。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例包括以下步骤：

（1）将240g废碎玻璃（50mm的筛下物）与60g含砷混合盐混合均匀，得混合物料（混合物料中砷含量为3.6wt%）；

所述含砷混合盐为有色金属冶炼过程中经除砷、水浸法回收有色金属后的含砷酸钠、碳酸钠、氢氧化钠的混合盐，混合盐中砷含量为18wt%；

（2）将步骤（1）所得混合物料送入炉内，升温至1200℃，保温熔融2.0h，得熔融物；

（3）将步骤（2）所得熔融物趁热倒入铸铁模具内成型，得黑色均一玻璃的小长方体固体285g。

本实施例所得玻璃固体中砷含量为3.68wt%，砷的固化率97.11%；浸出毒性为0.78mg/L，该固体为一般固体物，不具有危险性。

实施例2

本实施例包括以下步骤：

（1）将180g废碎玻璃（50mm的筛下物）、60g炉渣与60g含砷混合盐混合均匀，得混合物料（混合物料中砷含量为4.4wt%）；

所述含砷混合盐为有色金属冶炼过程中经除砷、水浸法回收有色金属后的含砷酸钠、碳酸钠、氢氧化钠的混合盐，混合盐中砷含量为22wt%；

（2）将步骤（1）所得混合物料送入炉内，升温至1200℃，保温熔融1.5h，得熔融物；

（3）将步骤（2）所得熔融物流入水中进行水淬，得到均一带墨色的小颗粒玻璃固体286g。

本实施例所得玻璃固体中砷含量为4.56wt%，砷的固化率98.80%；浸出毒性量为1.21mg/L，该固体为一般固体物，不具有危险性，可以用作填充井下的水泥生产原料。

实施例3

本实施例包括以下步骤：

（1）将240g炉渣与20g含砷混合盐混合均匀，得混合物料（混合物料中砷含量为2.15wt%）；

所述含砷混合盐为有色金属冶炼过程中经除砷、水浸法回收有色金属后的含砷酸钠、碳酸钠、氢氧化钠的混合盐，混合盐中砷含量为28wt%；

（2）将步骤（1）所得混合物料送入炉内，升温至1150℃，保温熔融1.0h，得熔融物；

（3）将步骤（2）所得熔融物趁热倒入铸铁模具内成型，得黑色均一的小正方体固体251g。

本实施例所得黑色均一的固体中砷含量为2.18wt%，砷的固化率97.71%；浸出毒性量为0.56mg/L，该固体为一般固体物，不具有危险性，可以用作填充井下的水泥生产原料。

实施例4

本实施例包括以下步骤：

（1）将60g废碎玻璃（50mm的筛下物）、180g炉渣与100g含砷混合盐混合均匀，得混合物料（混合物料中砷含量为1.47wt%）；

所述含砷混合盐为有色金属冶炼过程中经除砷、水浸法回收有色金属后的含砷酸钠、碳酸钠、氢氧化钠的混合盐，混合盐中砷含量为5.00wt%；

（2）将步骤（1）所得混合物料送入炉内，升温至1250℃，保温熔融0.5h，得熔融物；

（3）将步骤（2）所得熔融物趁热流入水中进行水淬，得到黑色均一的颗粒固体268g。

本实施例所得黑色均一的固体中砷含量为1.83wt%，砷的固化率98.09%；浸出毒性量为0.23mg/L，该固体为一般固体物，不具有危险性，可以用作填充井下的水泥生产原料。

实施例5

本实施例包括以下步骤：

（1）将40g废碎玻璃（50mm的筛下物）、140g炉渣与80g含砷混合盐混合均匀，得混合物料（混合物料中砷含量为4.61wt%）；

所述含砷混合盐为有色金属冶炼过程中经除砷、水浸法回收有色金属后的含砷酸钠、碳酸钠、氢氧化钠的混合盐，混合盐中砷含量为15.00wt%；

（2）将步骤（1）所得混合物料送入炉内，升温至1200℃，保温熔融1.8h，得熔融物；

（3）将步骤（2）所得熔融物趁热倒入铸铁模具内成型，得黑色均一的小圆柱体固体245g。

本实施例所得黑色均一的固体中砷含量为4.76wt%，砷的固化率97.18%；浸出毒性量为1.56mg/L，该固体为一般固体物，不具有危险性，可以用作填充井下的水泥生产原料。

实施例6

本实施例包括以下步骤：

（1）将刚取出炉的1000g炉渣（温度1100℃）与120g含砷混合盐混合均匀，得混合物料（混合物料中砷含量为1.07wt%）；

所述含砷混合盐为有色金属冶炼过程中经除砷、水浸法回收有色金属后的含砷酸钠、碳酸钠、氢氧化钠的混合盐，混合盐中砷含量为10.00wt%；

（2）将步骤（1）所得混合物料送入炉内，升温至1250℃，保温熔融0.5h，得熔融物；

（3）将步骤（2）所得熔融物趁热流入水中进行水淬，得到黑色均一的颗粒1080g。

本实施例所得黑色均一的固体中砷含量为1.08wt%，砷的固化率97.20%；浸出毒性量为0.68mg/L，该固体为一般固体物，不具有危险性，可以用作填充井下的水泥生产原料。

各实施例中浸出毒性方法按照国家环境保护总局标准HJ/T299-2007《固体废物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》进行。危险废物鉴别标准按GB5085.3—2007《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》进行，该标准规定为，固体浸出毒性中的砷（以总砷计）≤5mg/L为一般固体物，不具有危险性。

Claims (2)

1. 一种含砷混合盐无害化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将含砷混合盐与炉渣或/和废碎玻璃混合均匀，控制混合物料中砷含量为1.0～4.8wt%，得混合物料；

所述含砷混合盐为有色金属冶炼过程中经除砷、水浸法回收有色金属后的含砷酸钠、碳酸钠、氢氧化钠的混合盐，混合盐中砷含量为5～30wt%；

（2）将步骤（1）所得混合物料送入炉内，升温至1150～1250℃，保温熔融0.4～2.2h，得熔融物；

（3）将步骤（2）所得熔融物倒入模具内制成固体，或趁热流入水中进行水淬，得到粒状含砷固体。

2.如权利要求1所述的含砷混合盐无害化处理方法，其特征在于，步骤（2），保温熔融时间为0.5～1.5h。