CN104230242B

CN104230242B - 一种高砷泥渣无害化固化砖制备方法

Info

Publication number: CN104230242B
Application number: CN201410464161.6A
Authority: CN
Inventors: 刘清汉; 胡述安; 王志云; 胡权; 王亲雄
Original assignee: HUNAN XINXIANG BILANG ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HUNAN XINXIANG BILANG ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-09-14
Filing date: 2014-09-14
Publication date: 2018-04-20
Anticipated expiration: 2034-09-14
Also published as: CN104230242A

Abstract

本发明公开一种制备原料价格低廉、工艺简单、机械化生产、砷的浸出率低，耐久性能好的高砷泥渣无害化固化砖制备方法。一种高砷泥渣无害化固化砖制备方法，其特征在于：按照质量份计算，分别加入高砷泥渣20～60份、工业废渣0～20份、砷螯合剂1～3份、固化料40～79份、水10～20份，轮碾、搅拌，在10～50MPa压力下压制而成；所述砷螯合剂是由有机硫高分子化合物和有机胺高分子化合物掺杂混制；所述固化料是由水泥、特种胶凝材料、固化激发剂组成的混合物。

Description

一种高砷泥渣无害化固化砖制备方法

技术领域

本发明涉及环保材料领域，尤其涉及一种高砷泥渣无害化固化砖制备方法。

背景技术

我国含砷有色矿产资源丰富，探明储量为世界总储量的70％，其中广西、云南、湖南三省储量分别占全国总储量的41.5％，15.5％和8.8%，合计占全国总储量的2/3。

砷在农业、电子、医药、冶金、化工等领域具有特殊用途，可用于制取杀虫剂、木材防腐剂、玻璃澄清脱色剂等。随着科技的发展，砷的市场需求不断增加，目前全世界砷的年产量（以As2O3计）约5万t。

在砷的冶炼及其化合物的生产使用过程中，大量的砷化物被引入环境，污染水源，危害人体健康，因此人们对砷毒危害已给予了极大关注。《污水综合排放标准》（GB8978-1996）规定：砷及其无机化合物最高允许质量浓度为0.5 mg/L。我国《工业企业卫生标准》规定：地面水中砷最高允许质量浓度为0.04 mg/L，居民区大气中砷化物（按砷计）日平均最高允许质量浓度为0.003mg/m3，工业“三废”中的砷处理要求愈加严格，采用现代废水处理技术，对低浓度含砷废水可以较易实现达标排放，然而，冶炼过程产生的固体含砷废物以及处理废水、废酸产生的含砷沉渣等对环境的污染和危害目前还没有得到彻底根治，大量有价金属没有得到充分利用，含砷废物的处置现状与环保部门的要求仍相距甚远。长期以来含砷废物大多采用囤积贮存的方法处理，存在对环境二次污染的隐患，随着高浓度含砷废物越积越多，对其无害化处理成为亟待解决的问题。

欧洲、美国、日本等西方国家实行饮用水的最高允许含砷质量浓度10μg/L的标准，美国环境保护协会（EPA）规定： 2006年1月23日，美国所有地区均强制实行饮用水的最高允许含砷质量浓度10μg/L的标准。我国目前实行的《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)将砷的最高允许质量浓度由0.05mg／L修订为0.01mg／L。目前，我国仍有3×107～5×107人饮用水砷含量超标，保证居民饮用水中砷含量达标已经迫在眉睫，部分使用地下水源的水厂必须采取适当的处理工艺除去水中过高含量的砷。

含砷废泥渣主要来自冶炼废渣、处理含砷废水和废酸的沉渣、电子工业的含砷废物以及电解过程中产生的含砷阳极泥等。冶炼炉渣（尤其是锑冶炼过程中产生的砷碱渣）中砷含量较高、污染较严重。从整个有色冶金系统来看，进入冶炼厂的砷，除一部分直接回收成产品白砷（如从高砷烟灰中直接提取白砷）外，其它的含砷中间产物几乎都进入到含砷废渣中。辰州的本部沃溪矿区属我国早期主要的黄金生产基地之一，公司目前是国内十大黄金矿山开发企业之一，也是全球第二大开发锑矿和国内主要的开发钨矿的公司。公司集地质勘探、采、选、冶、运输、机械修造及金属深加工为一体，拥有国际领先的金锑选矿和冶炼精细分离技术。公司拥有30吨/年黄金提纯生产线、2万吨/年精锑冶炼生产线、2万吨/年多品种氧化锑生产线、5000吨/年仲钨酸铵生产线等产品深加工能力，在锑冶炼过程中排放大量的砷泥渣碱，砷泥渣碱经过浸出、脱锑、脱砷、脱碱等工序后产生大量的高砷泥渣，公司每年产生高砷泥渣3600多吨，多经简单处理后堆积在露天环境下，经雨水冲刷对周围环境及水体造成严重污染，因此高砷泥渣的安全处置是辰州矿业需要亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种制备原料价格低廉、工艺简单、机械化生产、砷的浸出率低，耐久性能好的一种高砷泥渣无害化固化砖制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高砷泥渣无害化固化砖制备方法，原料按规定比例经轮碾搅拌、混合、压制成型，实现砷渣无害化固化处理。其特征在于，按照质量份计算，高砷泥渣20～60 份、工业废渣 0～20份、砷螯合剂1～3份、固化料40～79份、水10～20份。

包括如下流程:（1）称取高砷泥渣、工业废渣、砷螯合剂；（2）搅拌轮碾；（3）称取固化料和水；（4）轮碾搅拌；（5）熟化；（6）压制；（7）养护。

所述制备具体流程如下：

取高砷泥渣、工业废渣和集料，搅拌1～10min，轮碾1～10min，取固化料和水，加入轮碾搅拌机（含高砷泥渣、工业废渣和砷螯合剂的混合物料）中，轮碾搅拌1～20min，熟化10～150min，在10～50MPa压力下压制成坯体，自然养护或者蒸压养护，其中自然养护温度为5～35℃，养护时间为7～28d，蒸压养护温度为100～200℃，饱和蒸汽压为1.5MPa，蒸压时间2～8h。

优选的，所述砷螯合剂是有机硫高分子化合物、有机胺高分子化合物中的一种或几种混合物。

优选的，所述特种胶凝材料是硅酸盐、铝酸盐、铁铝酸盐、硫铝酸盐胶结料、环氧树脂胶结料中的一种或几种的混合物；

优选的，所述固化料是硅酸盐、铝酸盐、硫酸盐、氟石类矿物、海泡石类矿物中的一种或几种的混合物。

本发明的有益效果是：一种高砷泥渣无害化固化砖的制备方法，其主要原料为工业废渣、固化料和集料，固化料主要为硅酸盐、铝酸盐、硫铝酸盐，价格低廉；制备方法主要包括原料的称取、轮碾、熟化、压制成型、养护，制备工艺简单，所需的工业设备较少，而且适合大规模机械化生产；利用此技术生产的高砷泥渣无害化固化砖的力学性能优异，砷的浸出率低，耐久性能好，是一种简单安全的固化砷的途径。

附图说明

图1为一种高砷泥渣无害化固化砖制备方法的工艺流程图。。

图中，1、高砷泥渣；2、工业废渣；3、集料；4、砷螯合剂；5、固化料；6、水；7、混合料一；8、混合料二；9、熟化；10、压制成型；11、养护；12、搅拌；13、轮碾。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

具体实施例一

请参照图1，本具体实施例提供一种高砷泥渣无害化固化砖制备方法，制备方法如下：

按重量比称取原料，高砷泥渣20份，钢渣22份，砷螯合剂1份，固化料（硅酸盐9份、铝酸盐9份、硫铝酸盐19份、铁铝酸盐10份、氟石类矿物5份、海泡石类矿物5份）57份。

该高砷泥渣无害化固化砖制备方法如下：

（1）按比例加入高砷泥渣、工业废渣、砷螯合剂，搅拌、轮碾均匀；

（2）按比例加入固化料和水至轮碾机中，轮碾均匀；

（3）熟化；

（4）压制成坯体；

（5）养护，即得。

取高砷泥渣、工业废渣、砷螯合剂，搅拌10min，轮碾10min，取固化料和水，加入轮碾机（含高砷泥渣、工业废渣和砷螯合剂的混合物料）中，轮碾搅拌10min，熟化120min，在10-50MPa压力下压制成坯体，自然养护温度为25～30℃，性能检测，其抗压强度按国家建筑行业监测标准JC239-2001《粉煤灰砖标准》，抗压15.6-20.8Mpa，抗折4.1-4.5Mpa，都高于国标；其毒性浸出率按国家GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别》酸浸As含量49.26-54.14ug/L，Pb含量1ug/L，Sb含量9.01-12.26ug/L,Hg1ug/L，都低于国标。

具体实施例二

按重量比称取原料，高砷泥渣30份，钢渣11.5份，砷螯合剂1.5份，固化料（硅酸盐9份、铝酸盐9份、硫铝酸盐19份、铁铝酸盐10份、氟石雷矿物5份、海泡石类矿物5份）57份。

该高砷泥渣无害化固化砖制备方法如下：

（2）按比例加入固化料和水至轮碾机中，轮碾搅拌均匀；

（3）熟化；

（4）压制成坯体；

（5）养护，即得。

取高砷泥渣、工业废渣、砷螯合剂，搅拌10min，轮碾10min，取固化料和水，加入轮碾机（含高砷泥渣、工业废渣和砷螯合剂的混合物料）中，轮碾10min，熟化120min，在10-30MPa压力下压制成坯体，自然养护温度为25～30℃，性能检测，其抗压强度按国家建筑行业监测标准JC239-2001《粉煤灰砖标准》，抗压15.6-20.8Mpa，抗折4.1-4.5Mpa，都高于国标；其毒性浸出率按国家GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别》酸浸As含量50.14-83.57ug/L，Pb含量1ug/L，Sb含量9.01-12.26ug/L,Hg1ug/L，都低于国标。

具体实施例三

按重量比称取原料，高砷泥渣40份，砷螯合剂3份，固化料（硅酸盐9份、铝酸盐9份、硫铝酸盐19份、铁铝酸盐10份、氟石类矿物5份、海泡石类矿物5份）57份。

该高砷泥渣无害化固化砖制备方法如下：

（1）按比例加入高砷泥渣、工业废渣和集料、砷螯合物，搅拌、轮碾均匀

（2）按比例加入固化料和水至轮碾机中，轮碾均匀；

（3）熟化；

（4）压制成坯体；

（5）养护，即得。

取高砷泥渣、工业废渣和集料，搅拌15min，轮碾15min，取固化料和水，加入轮碾机（含高砷泥渣、工业废渣和集料的混合物料）中，轮碾搅拌15min，熟化120min，在30-50MPa压力下压制成坯体，自然养护温度为25～30℃，性能检测，其抗压强度按国家建筑行业监测标准JC239-2001《粉煤灰砖标准》，抗压15.6-20.8Mpa，抗折4.1-4.5Mpa，都高于国标；其毒性浸出率按国家GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别》酸浸As含量85.3-115.1ug/L，Pb含量1ug/L，Sb含量9.01-12.26ug/L,Hg1ug/L，都低于国标。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进讲本发明的构思和技术方案应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种高砷泥渣无害化固化砖制备方法，其特征在于：按照质量份计算，分别加入高砷泥渣20～60份、工业废渣0～20份、砷螯合剂1～3份、固化料40～79份、水10～20份，轮碾、搅拌，在10～50MPa压力下压制而成；所述砷螯合剂是由有机硫高分子化合物和有机胺高分子化合物掺杂混制；所述固化料是由水泥、特种胶凝材料、固化激发剂组成的混合物；

所述固化激发剂是硅酸盐、铝酸盐、硫酸盐、氟石类矿物、海泡石类矿物中的一种或几种的混合物。

2.根据权利要求1所述一种高砷泥渣无害化固化砖制备方法，其特征在于，制备工艺为：

(1)按比例加入高砷泥渣、工业废渣、砷螯合剂，轮碾均匀；

(2)按比例加入固化料和水至轮碾机中搅拌，轮碾均匀；

(3)熟化；

(4)压制成坯体；

(5)养护。

3.根据权利要求1或2所述一种高砷泥渣无害化固化砖制备方法，其特征在于，取高砷泥渣、工业废渣和砷螯合剂，搅拌1～10min，轮碾1～10min，取固化料和水，加入轮碾搅拌机中，轮碾1～10min，熟化10～150min，在10～50MPa压力下压制成坯体，自然养护或者蒸压养护，其中自然养护温度为5～35℃，养护时间为7～28d，蒸压养护温度为100～200℃，饱和蒸汽压为1.5Mpa，蒸压时间2～8h。

4.根据权利要求1所述一种高砷泥渣无害化固化砖制备方法，其特征在于，所述高砷泥渣是含砷量为1％～33％的工业危废渣。

5.根据权利要求1或2所述一种高砷泥渣无害化固化砖制备方法，其特征在于，特种胶凝材料是硅酸盐、铝酸盐、环氧树脂胶结料中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求5所述的一种高砷泥渣无害化固化砖制备方法，其特征在于，所述铝酸盐为铁铝酸盐和/或硫铝酸盐胶结料。