CN108188145B - 一种含砷废渣的稳定化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含砷废渣的稳定化方法，包括将含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合，进行复分解反应；所述复分解反应中的pH值为2～11。本发明在适宜的pH值条件下将含砷废渣、硅酸盐、铝盐和水混合，进行复分解反应，硅酸盐和铝盐生成硅铝复合材料包覆在含砷废渣表面，使得含砷废渣与外部环境隔绝，进而提高含砷废渣的稳定性，避免砷的再次释放。实施例的结果表明，采用本发明提供的方法实现硅铝复合材料微包覆在含砷废渣的表面，经长达10天的淋溶稳定试验测试仍能较好的控制含砷废渣进一步向环境中释放砷，避免了对环境造成二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种含砷废渣处理的技术领域，特别涉及一种含砷废渣的稳定化方法。
背景技术
在冶金工业和化学工业等生产过程中，会产生大量含砷废液，而砷是一种有毒元素，需要对含砷废液进行脱砷处理。现今，溶液脱砷处理常用的方法有硫化物沉淀法、铁砷共沉淀法和臭葱石沉淀法，从而产生硫化砷渣、铁砷共沉淀渣或臭葱石渣等一系列含砷废渣，实现溶液中砷的脱除。不同含砷废渣仅仅在特定条件下比较稳定，贮存及填埋场地酸度的变化将导致含砷废渣中砷的大量释放。为了防止产生二次污染，需要对含砷废渣进行稳定化处理。
目前，含砷废渣稳定化处理方法有水泥固化稳定化技术、有机材料包覆技术和无机材料的包覆技术。其中，水泥固化稳定技术主要通过将含砷废渣和水泥混合固化，进而提高含砷废渣的稳定化；但是该技术不仅会产生大量的二次含砷固体废弃物，还存在成本较高的问题。有机材料包覆技术主要是通过有机材料在含砷废渣表面形成包覆膜，从而提高含砷废渣的稳定性；但是该方法仍存在处理成本较高的问题。相比以上两种稳定化技术，无机材料的包覆技术以其成本低的优势成为含砷废渣的稳定化技术。
现有技术中无机材料的包覆技术常采用的包覆材料有硅胶、铝胶、羟磷灰石或氟磷灰石。但是现有技术中无机材料的包覆技术对含砷废渣的稳定化效果仍不理想，存在着含砷废渣中砷的再次释放问题。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种含砷废渣的稳定化方法，使用本发明提供的方法可以对含砷废渣进行有效稳定，可以大大避免含砷废渣中砷的再次释放。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种含砷废渣的稳定化方法，包括：将含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合，进行复分解反应；所述复分解反应中反应体系的pH值为2～11。
优选的，所述含砷废渣为硫化砷渣、臭葱石废渣和铁砷共沉淀渣中的一种或多种。
优选的，所述水溶性硅酸盐包括硅酸钠和/或硅酸钾。
优选的，所述水溶性铝盐包括氯化铝、硫酸铝和硝酸铝中的一种或多种。
优选的，所述水溶性硅酸盐中硅和含砷废渣中砷的摩尔比为(0.1～10)：1；
所述水溶性铝盐中铝和硅酸盐中硅的摩尔比为(0.1～10)：1；
所述水的用量使所述含砷废渣在含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合后浆液中浓度为1～1000g/L。
优选的，所述复分解反应的时间为0.1～5h。
优选的，所述含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水的混合包括：
将所述水溶性硅酸盐与第一质量份水混合，得到硅酸盐溶液；将所述水水溶性铝盐与第二质量份水混合，得到铝盐溶液；将所述含砷废渣与剩余的水混合，得到含砷废渣浆液；
将所述硅酸盐溶液和铝盐溶液同时添加到所述含砷废渣浆液中。
优选的，所述含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水的混合包括：将所述水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合，得到胶体溶液；将所述含砷废渣加入到所述胶体溶液中。
优选的，所述复分解反应后，还包括对复分解反应料液的固液分离，得到滤液和微包覆的含砷废渣；
所述微包覆的含砷废渣表面的包覆层的厚度为0.01～100μm。
优选的，所述含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水的混合包括：将所述水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合，得到胶体溶液；将所述胶体溶液喷洒到所述含砷废渣表面。
本发明提供了一种含砷废渣的稳定化方法，包括将含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合，进行复分解反应；所述复分解反应中反应体系的pH值为2～11。本发明提供的方法在适宜的pH值条件下将含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合，进行复分解反应，硅酸盐和铝盐生成硅铝复合材料包覆在含砷废渣表面，使得含砷废渣与外部环境隔绝，进而提高含砷废渣的稳定性，避免其中的砷再次释放。实施例的结果表明，采用本发明提供的方法实现硅铝复合材料微包覆在含砷废渣的表面，经长达10天的淋溶稳定试验测试仍能较好的控制含砷废渣进一步向环境中释放砷，避免了对环境造成二次污染。
附图说明
图1为本发明实施例4中原料臭葱石渣的XRD图；
图2为本发明实施例4中臭葱石渣表面包覆层的红外光谱图；
图3为实施例4中原料臭葱石渣，微包覆处理后的臭葱石渣及经淋溶实验10天后的微包覆臭葱石的红外振动光谱图；
图4为实施例中原料臭葱石渣和稳定化处理后的臭葱石渣的SEM图；
图5为实施例中稳定化处理后的臭葱石渣表面包覆层的EDS图。
具体实施方式
本发明提供了一种含砷废渣的稳定化方法，包括：将含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合，进行复分解反应；所述复分解反应中的pH值为2～11。
在本发明中，所述含砷废渣为工业生产中所产生的含砷废渣，需要稳定化处理的含砷废渣均包含在本申请的范围内。在本发明中，所述含砷废渣优选为硫化砷渣、臭葱石废渣和铁砷共沉淀渣中的一种或多种。本发明对所述硫化砷渣、葱油石废渣和铁砷共沉淀废渣的具体来源没有特殊要求，以本领域技术人员所熟知的即可。
在本发明的实施例中，所述硫化砷渣具体来自采用硫化物对含砷废液进行脱砷处理产生的废渣；所述铁砷共沉淀渣具体来自工业废水采用铁盐对含砷废液进行沉砷得到的含砷废渣；所述臭葱石渣具体来自采用臭葱石沉淀工艺对含砷废液进行沉砷得到的结晶态砷酸铁(又名臭葱石)；本发明对硫化物的脱砷处理方式、铁盐沉砷方式以及臭葱石沉淀工艺均没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的即可。
在本发明的实施例中，所述硫化砷渣中砷的含量优选60wt.％以下；所述葱油石废渣中砷的含量优选在33wt.％以下；所述铁砷共沉淀废渣中砷的含量优选在33wt.％以下。
在本发明中，所述水溶性硅酸盐优选包括硅酸钠和/或硅酸钾。
在本发明中，所述水溶性铝盐优选包括氯化铝、硫酸铝和硝酸铝中的一种或多种。
本发明对所述水溶性硅酸盐和铝盐的具体来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的相应市售商品即可。
在本发明中，所述水溶性硅酸盐中硅和含砷废渣中砷的摩尔比优选为(0.1～10)：1，进一步优选为(0.5～6)：1，更优选为(1～3)：1。在本发明中，所述水溶性铝盐中铝和水溶性硅酸盐中硅的摩尔比优选为(0.1～10)：1，进一步优选为(0.1～6)：1，更优选为(1～3)：1。在本发明中，所述水的用量优选使所述含砷废渣在含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合后浆液中浓度为1～1000g/L，进一步优选为10～900g/L，更优选为100～700g/L，最优选为400～600g/L。在本发明中，所述水的用量能够确保搅拌装置在浆液中的搅动以促进浆液内物料的均匀混合。
本发明将含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合，进行复分解反应。
在本发明中，所述含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水的混合的第一种方式优选包括：将所述水溶性硅酸盐与第一质量份水混合，得到硅酸盐溶液；将所述水溶性铝盐与第二质量份水混合，得到铝盐溶液；将所述含砷废渣与剩余的水混合，得到含砷废渣浆液；将所述硅酸盐溶液和铝盐溶液同时添加到所述含砷废渣浆液中。本发明将所述硅酸盐溶液和铝盐溶液添加至含砷废渣浆液中的过程中，硅酸盐和铝盐开始发生复分解反应生成硅酸铝。
本发明对所述第一质量份水和第二质量份水的质量均没有特殊要求，以能分别能实现水溶性硅酸盐和水溶性铝盐的溶解即可。在本发明中，第一质量份水、第二质量份水和与所述含砷废渣混合的水的总质量以能满足上述技术方案所述的混合浆液中含砷废渣的浓度为准。
在本发明中，所述含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水的混合的第二种方式优选包括：将所述水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合，得到胶体溶液；将所述含砷废渣加入到所述胶体溶液中。本发明对所述水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水的混合方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的溶液混合方式即可。在本发明中，所述胶体溶液配制过程中，水溶性硅酸盐和水溶性铝盐发生复分解反应，形成硅酸铝。在本发明中，所述胶体溶液中含有生成的硅铝胶以及剩余的硅胶和铝胶。
得到所述胶体溶液后，本发明优选将含砷废渣加入到所述胶体溶液中；本发明采用将含砷废渣加入到胶体溶液中的方式使得含砷废渣与胶体溶液充分接触，便于在含砷废渣表面均能包覆上硅酸铝，实现含砷废渣与外界的完全隔绝，避免含砷废渣中砷的再次释放。
在本发明中，所述含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水的混合的第三种方式优选包括：将所述水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合，得到胶体溶液；将所述胶体溶液喷洒到所述含砷废渣表面。在本发明中，所述胶体溶液的的配制与上述技术方案一致，在此不再赘述。得到胶体溶液后，本发明优选将所述胶体溶液喷洒到所述含砷废渣表面；本发明对所述喷洒方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的在含砷废渣表面的喷洒溶液的方式即可。本发明采用将胶体溶液喷洒在含砷废渣表面的方式，使得胶体溶液在含砷废渣表面均匀分散，进而促进硅酸铝在含砷废渣表面的均匀完全包覆，提高砷的稳定性。
所述喷洒后，本发明优选将表面喷洒了胶体溶液的含砷废渣进行静置后干燥，得到微包覆稳定化的含砷废渣。在本发明中，所述静置的时间优选为10h以上；所述静置过程中，胶体溶液可以充分的浸透含砷废渣，实现对含砷废渣的均匀包覆。本发明对所述干燥处理没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的干燥方式，以能实现水分的充分去除。
在本发明中，所述复分解反应的pH值为2～11；优选为2～6，还可以优选为7.5～11，或优选为7；进一步优选为3～5或7.5～9。本发明优选采用pH值调节剂将所述含砷废渣、硅酸盐、铝盐和水的混合料液调节至所需pH值。在本发明中，所述pH值调节剂优选为氢氧化钠；在本发明中，所述pH值调节剂的使用量以能将所述混合料液调节至所需pH值为准。
本发明优选在所述复分解反应过程中，对混合料液的pH值进行实时监测，并根据所得到的实时监测结果，加入pH值调节剂将所述混合料液维持在相应pH值；所述pH值调节剂与上述技术方案一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述复分解反应的时间优选为0.1～5h，进一步优选为0.5～3.5h，更优选为1～2.5h。
当本发明采用所述第一种混合方式完成所述含砷废渣、硅酸盐、铝盐和水的混合时，所述复分解反应的时间自含砷废渣、硅酸盐、铝盐和水混合完成后开始计。
当本发明采用所述第二种方式或第三种方式完成所述含砷废渣、硅酸盐、铝盐和水的混合时，所述复分解反应的时间即硅酸盐、铝盐和水混合制备胶体溶液的时间。
本发明对所述复分解反应的温度没有特殊要求，均优选在常温下进行。
在本发明中，所述复分解反应过程中混合料液中的硅酸盐和铝盐生成的硅酸铝在含砷废渣表面进行包覆，形成包覆层，通过物理阻隔含砷废渣与外部环境接触，从而提高含砷废渣的稳定性。在本发明中，所述复分解反应机理如式I所示：
2Al3++3SiO3 2-＝Al2(SiO3)3↓ 式I。
在本发明中，当本发明采用所述第一种方式或第二种方式完成所述含砷废渣、硅酸盐、铝盐和水的混合时，所述复分解反应后，优选还包括对复分解反应料液的固液分离，得到滤液和微包覆的含砷废渣。本发明对固液分离采用的方法没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的的固液分离方法即可。
在本发明中，所述得到的微包覆的含砷废渣表面的微包覆层的厚度优选为0.01～100μm，进一步优选为0.1～90μm，更优选为10～80μm。在本发明的实施例中，所得到的微包覆的含砷废渣表面的微包覆层的厚度具体为5～6μm、10～11μm、15～16μm、20～21μm、25～26μm、30～31μm、35～36μm、40～41μm、45～46μm、50～51μm、55～56μm、60～61μm、65～66μm、70～71μm、75～76μm、85～86μm或95～96μm。
所述稳定化处理后，本发明对稳定化的含砷废渣的后处理没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的后处理方式即可。例如，可以填埋处理或废渣放置处露天放置。
在本发明中，所述微包覆的含砷废渣表面的微包覆层的组分优选包括硅酸铝，优选还包括用于进行复分解反应的硅酸盐原料和用于进行复分解反应的铝盐原料。当所述微包覆层的组分同时包括硅酸铝、用于进行复分解反应的硅酸盐原料和用于进行复分解反应的铝盐原料时，本发明对所述微包覆层中各组分的含量没有特殊要求；在本发明的实施例中，所述微包覆层中铝硅摩尔比可以为(0.1～10):1。
在本发明中，所述固液分离后得到的滤液中的主要离子为硅离子和铝离子，仅有极少量的砷离子。在本发明中，所述滤液优选用于前述技术方案所述的含砷废渣的稳定化处理过程，提供铝离子；滤液可继续用于溶解硅酸盐和铝盐实现循环利用。
下面结合实施例对本发明提供的含砷废渣的稳定化方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
臭葱石渣(结晶态砷酸铁):含As量33wt.％，含铁23wt.％和余量的氢、氧，将臭葱石渣20g和100ml水混合，得到臭葱石渣混合浆，在机械搅拌下将硫酸铝溶液20mL和硅酸钠溶液20mL同时滴加到臭葱石渣混合浆中，其中硫酸铝溶液中铝和硅酸钠中硅的摩尔比为0.6：1，硅酸钠溶液中硅和臭葱石渣中砷的摩尔比为1:1。滴加完成后继续复分解反应3小时，采用酸或碱将微包覆过程的pH值始终控制在2～5的范围内。
对微包覆过程浆液中砷含量进行检测(As含量检测方法为：采用硼氢化钾测试剂通过原子荧光光谱仪测定，每测5个样品后对原子荧光光谱仪(AFS-2202E)进行单点校验)，可得微包覆过程浆液中砷浓度仅为0.09mg/L，说明微包覆过程不促进臭葱石渣中砷的释放。
对复分解反应后的料液进行固液分离，得到滤液和稳定化处理后的微包覆的臭葱石废渣，滤液继续作为微包覆稳定化含砷废渣的载液循环使用。
将原料臭葱石渣和微包覆臭葱石渣分别进行淋溶稳定实验，分别在淋溶不同时间后的喷淋液进行取样，对喷淋液中砷浓度进行检测，喷淋用溶液的pH为6，所得检测结果如表1所示：
表1pH＝6淋溶稳定实验中As(T)含量(mg/L)
实施例2
臭葱石渣(结晶态砷酸铁):含As量:33wt.％，将臭葱石渣20g和100ml水混合，得到臭葱石渣混合浆，在机械搅拌下将硫酸铝溶液和硅酸钠溶液同时滴加到臭葱石渣混合浆中，其中硫酸铝溶液中铝和硅酸钠中硅的摩尔比为0.5：1，硅酸钠溶液中硅和臭葱石渣中砷的摩尔比为2：1。采用酸或碱保持微包覆过程的pH值始终控制在2～5的范围内。滴加完成后继续复分解反应3小时，进行固液分离，得到滤液和经微包覆稳定化处理的臭葱石废渣。
按照实施例1中的方法对微包覆过程浆液的砷浓度进行检测，可得微包覆过程浆液液的砷浓度仅为为0.10mg/L，说明微包覆过程不促进臭葱石砷的释放。
对复分解反应后的料液进行固液分离，得到滤液和稳定化处理后的微包覆的臭葱石废渣，滤液继续作为微包覆稳定化含砷废渣的载液循环使用。
按照实施例1中的方法对臭葱石和经微包覆稳定化臭葱石进行淋溶稳定试验测试，所得检测结果如表2所示：
表2pH＝8淋溶稳定实验中As(T)含量
根据表2可以看出，在同一淋溶pH值的条件下，经微包覆稳定化后的臭葱石砷浸出量明显低于未经稳定化处理的臭葱石。说明经微包覆稳定化的臭葱石具有较高的稳定性。
实施例3
臭葱石渣(结晶态砷酸铁):含As量:33wt.％。在机械搅拌下将硫酸铝溶液和硅酸钠溶液混合溶液调节至pH为3～5形成硅酸铝复合材料的混合浆，将臭葱石渣废渣投加至混合浆中，其中硫酸铝溶液中铝和硅酸钠中硅的摩尔比为0.6：1，硅酸钠溶液中硅和臭葱石渣中砷的摩尔比为1.5：1。采用酸或碱保持微包覆过程的pH值始终控制在3～5的范围内。滴加完成后继续复分解反应3小时，进行固液分离，得到滤液和经微包覆稳定化处理的臭葱石废渣。
按照实施例1中的方法对微包覆过程液的砷浓度进行检测，可得微包覆过程液砷浓度仅为0.12mg/L，说明微包覆过程不促进臭葱石砷的释放。
对复分解反应后的料液进行固液分离，得到滤液和稳定化处理后的微包覆的臭葱石废渣，滤液继续作为微包覆稳定化含砷废渣的载液循环使用。
按照实施例1中的方法对臭葱石和经微包覆稳定化臭葱石进行淋溶稳定试验测试，所得检测结果如表3所示：
表3pH＝4淋溶稳定实验中As(T)含量
根据表3可以看出，在同一淋溶pH值的条件下，经微包覆稳定化后的臭葱石砷浸出量明显低于未经稳定化处理的臭葱石。说明经微包覆稳定化的臭葱石具有较高的稳定性。
实施例4
臭葱石渣(结晶态砷酸铁):含As量:33wt.％。将臭葱石渣20g和100ml水混合，得到臭葱石渣混合浆，在机械搅拌下将硫酸铝溶液和硅酸钠溶液同时滴加到臭葱石渣混合浆中，其中硫酸铝溶液中铝和硅酸钠中硅的摩尔比为0.5：1，硅酸钠溶液中硅和臭葱石渣中砷的摩尔比为1：1。采用酸或碱保持微包覆过程的pH值始终控制在2～5的范围内。滴加完成后继续稳定3小时，进行固液分离，得到滤液和经微包覆稳定化处理的臭葱石废渣，滤液继续作为微包覆稳定化含砷废渣的载液循环使用。
对原料臭葱石渣进行XRD检测，检测结果如图1所示，与标准卡片对照，可见为臭葱石。
取实施例4中原料臭葱石渣，微包覆处理后的臭葱石渣及经淋溶实验10天后的微包覆臭葱石使用红外振动光谱对其进行检测，所得红外(ATR-FITR)图谱如图3所示；根据图3可以看出，与原料臭葱石渣相比，本发明得到的经微包覆处理后的位于～878cm-1处臭葱石的特征峰被包覆材料掩盖，经10天pH＝8的淋溶实验后的固体臭葱石渣红外图谱与微包覆后的臭葱石渣没有变化。说明经pH＝8的淋溶实验处理10天的包覆材料仍微包覆在臭葱石表面，可见，稳定化处理效果持续性好。
使用扫描电子显微镜对所得臭葱石及经稳定化处理后的臭葱石渣进行观测，所得SEM图如图4所示，其中a为原料臭葱石检测图，b为经稳定化处理后臭葱石渣检测图；根据图4可以看出，所得臭葱石为粒径小于10μm的晶体颗粒，并且棱角分明，表面光滑，经微包覆处理后臭葱石颗粒的粒径增加约15μm，表面变得粗糙。
对经过微包覆的臭葱石渣进行ESD检测，其中图4中右图对应的包覆层的EDS图如图5所示，可以看出包覆层的表面含氧53.56wt.％，铝为10.24wt.％和硅19.52wt.％，表明了生成的物质的确包覆在了臭葱石的表面。
对经过微包覆的臭葱石渣进行红外光谱分析，检测结果如图2所示，右图2可知，包覆层中含有硅酸铝。
实施例5
铁砷共沉淀渣:含As量:8wt.％，将铁砷共沉淀渣20g和100ml水混合，得到臭葱石渣混合浆，在机械搅拌下将硫酸铝溶液和硅酸钠溶液同时滴加到臭葱石渣混合浆中，其中硫酸铝溶液中铝和硅酸钠中硅的摩尔比为0.6：1，硅酸钠溶液中硅和臭葱石渣中砷的摩尔比为1.5：1。采用酸或碱保持微包覆过程的pH值始终控制在8～11的范围内。滴加完成后继续稳定3小时，进行固液分离，得到滤液和经微包覆稳定化处理的臭葱石废渣，滤液继续作为微包覆稳定化含砷废渣的载液循环使用。
对微包覆过程浆液中砷含量进行检测(As含量检测方法为：采用硼氢化钾测试剂通过原子荧光光谱仪测定，每测5个样品后对原子荧光光谱仪(AFS-2202E)进行单点校验)，可得微包覆过程液砷浓度仅为0.09mg/L，说明微包覆过程不促进臭葱石砷的释放。
按照实施例1中的方法对铁砷共沉淀渣和经稳定化处理后的铁砷共沉淀渣在pH＝5下淋溶稳定实验液相中砷浓度进行检测，所得检测结果如表4所示：
表4pH＝5淋溶稳定实验中As(T)含量(mg/L)
根据表4可以看出，在同一淋溶pH值的条件下，经微包覆稳定化后的铁砷共沉淀渣浸出量明显低于未经稳定化处理的铁砷共沉淀渣。说明经微包覆稳定化的臭葱石具有较高的稳定性。
实施例6
臭葱石渣:含As量:30wt.％，将铁砷共沉淀渣10g粉体均匀分散在培养皿中；在机械搅拌下将硫酸铝溶液和硅酸钠溶液同时滴加到水中，体系的pH值始终控制在2～6的范围内并逐渐形成硅铝复合材料，滴加完成后继续稳定约1小时，得到含有硅酸铝的胶体材料；将胶体材料均匀喷洒至含有臭葱石粉体的培养皿中，其中硫酸铝溶液中铝和硅酸钠中硅的摩尔比为0.5：1，硅酸钠溶液中硅和臭葱石渣中砷的摩尔比为1：1。完成后静置10小时以上，使胶体可以充分的浸透臭葱石粉体后进行干燥，水分蒸发后得到经稳定化处理的臭葱石废渣，并对含砷废渣的在pH＝7下进行淋溶稳定性的分析。
对微包覆过程浆液中砷含量进行检测(As含量检测方法为：采用硼氢化钾测试剂通过原子荧光光谱仪测定，每测5个样品后对原子荧光光谱仪(AFS-2202E)进行单点校验)，可得微包覆过程液砷浓度仅为0.09mg/L，说明微包覆过程不促进臭葱石砷的释放。
按照实施例1中的方法对臭葱石和经微包覆稳定化后的臭葱石进行淋溶稳定试验测试，所得检测结果，所得检测结果如表5所示：
表5pH＝6淋溶稳定实验中As(T)含量(mg/L)
根据表5可以看出，在同一淋溶pH值的条件下，经微包覆稳定化后的臭葱石砷浸出量明显低于未经稳定化处理的臭葱石。说明经微包覆稳定化的臭葱石具有较高的稳定性。
对实施例1～3以及实施例5和实施例6中淋溶实验前和淋溶10天后包覆含砷废渣进行红外图谱检测，不同实施例中淋溶实验前后红外图谱均没有变化。说明经淋溶实验处理10天的包覆材料仍微包覆在臭葱石表面，可见，稳定化处理效果均持续良好。
分别对实施例1～3以及实施例5和实施例6中稳定化处理前含砷废渣和稳定化处理后的含砷废渣进行微观观察，SEM图与图4类似，经稳定化处理前含砷废渣粒径均小于稳定化处理后的含砷废渣的粒径，并且稳定化处理后含砷废渣表面均变得粗糙，可见经稳定化处理后，含砷废渣表面均形成了包覆层。进一步分别对稳定化处理后的含砷废渣表面的包覆层进行红外光谱分析，均检测出含有硅酸铝。
由以上实施例可知，本发明提供的方法能够有效的将硅铝复合材料微包覆在含砷废渣的表面，并能较好的控制含砷废渣进一步向环境中释放砷，避免了对环境造成二次污染；再者，本发明提供的方法可实现水溶性硅酸盐和水溶性铝盐的高效利用，实现对含砷废渣的均匀包覆，避免稳定后砷的再次释放。
由以上实施例可知，本发明以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种含砷废渣的稳定化方法，包括：将含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合，进行复分解反应；所述复分解反应中反应体系的pH值为2～5；所述复分解反应的时间为0.1～5h；所述复分解反应的温度为常温；所述水溶性硅酸盐包括硅酸钠和/或硅酸钾；所述含砷废渣中砷的含量为8～33wt.％；
所述复分解反应后，还包括对复分解反应料液的固液分离，得到滤液和微包覆的含砷废渣；
所述微包覆的含砷废渣表面的包覆层的厚度为0.01～100μm。
2.根据权利要求1所述的稳定化方法，其特征在于，所述含砷废渣为硫化砷渣、臭葱石废渣和铁砷共沉淀渣中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的稳定化方法，其特征在于，所述水溶性铝盐包括氯化铝、硫酸铝和硝酸铝中的一种或多种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的稳定化方法，其特征在于，所述水溶性硅酸盐中硅和含砷废渣中砷的摩尔比为(0.1～10)：1；
所述水溶性铝盐中铝和硅酸盐中硅的摩尔比为(0.1～10)：1；
所述水的用量使所述含砷废渣在含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合后浆液中浓度为1～1000g/L。
5.根据权利要求1所述的稳定化方法，其特征在于，所述含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水的混合包括：
将所述水溶性硅酸盐与第一质量份水混合，得到硅酸盐溶液；将所述水溶性铝盐与第二质量份水混合，得到铝盐溶液；将所述含砷废渣与剩余的水混合，得到含砷废渣浆液；
将所述硅酸盐溶液和铝盐溶液同时添加到所述含砷废渣浆液中。
6.根据权利要求1所述的稳定化方法，其特征在于，所述含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水的混合包括：将所述水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合，得到胶体溶液；将所述含砷废渣加入到所述胶体溶液中。
7.根据权利要求1所述的稳定化方法，其特征在于，所述含砷废渣、水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水的混合包括：将所述水溶性硅酸盐、水溶性铝盐和水混合，得到胶体溶液；将所述胶体溶液喷洒到所述含砷废渣表面。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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