CN108554996A - 一种砷铁渣稳定化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种砷铁渣稳定化处理方法，具体包括：将砷铁渣进行清洗，去除其中的钠、钾等碱金属，所得砷铁渣加入稳定剂，混合均匀后进行焙烧处理，处理完成后，砷铁渣得到稳定化。本发明具有如下的有益效果：(1)加热过程废渣中的水分等可挥发性物质得到挥发，实现砷铁渣的减量化；(2)稳定固化流程短，操作简单，成本相对较低；(3)处理过程能耗、成本相对较低；(4)本发明的稳定剂可更有效的防止砷的挥发，降低环境污染。(5)处理过程无废水产生，不需二次处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种砷铁渣稳定化处理方法，具体是针对用铁盐吸附法处理砷浓度小于50mg/L的低浓度含砷废水后产生的砷铁渣稳定化处理的方法。
背景技术
砷的化合物都具有很强的毒性，如果处理不当，其毒性得到释放，会对环境和人体健康造成巨大威胁。近年来，我国砷污染事故呈高发态势，如湖南郴州、贵州独山、广西南丹、辽宁阜新、河北保定、云南阳宗海等地发生多起恶性砷中毒事件，造成巨大的经济损失和人员伤亡。
目前，含砷废水多采用石灰法和铁盐法。石灰法缺陷在于：1)处理程度有限。一般只可将废水废水中砷将至10mg/L左右。若要进一步降低，则需要数倍于理论用量的石灰，才能实现目的；2)石灰法所得泥渣并不稳定，在堆存过程中容易受到空气中二氧化碳的侵袭，发生碳酸钙化反应，从而释放出其中的砷离子；3)处理过程所产生的砷钙渣容易膨化，造成体积过大给存储和运输造成了很大的困难。鉴于以上缺点，铁盐法得到了更多研究者的青睐。铁盐法除砷原理有两点：1)砷浓度较高时，形成砷酸铁，其溶解度较低；2)砷浓度较低时，主要靠铁氧化物的吸附作用。一般铁盐法可将废水中砷浓度降低至1mg/L以下，能够较好的实现处理目的。不过，处理过程中产生的砷铁渣溶解度虽小，但却很难满足毒性浸出试验标准，这也给渣的进一步处置造成了较大的难度。研究者对此采取的对策是，让铁与砷形成更稳定的化合物，即臭葱石。臭葱石是目前发现的含砷铁化合物中溶解度最小并且最为稳定的物种，因此，可以作为最终处置的中间载体。然而，臭葱石的生成条件是比较苛刻的，一般都是在高温高压条件下，才能形成满意的臭葱石。对于含砷废水而言，这种处理手段所需能耗在成本上是很难让相关企业接受的，特别是一些水量大、含砷浓度却比较低的企业，若采用此方法，其成本显然已经远远超过了可以负担的程度。例如，日处理水量上千吨而砷含量仅仅为几十毫克升时，通过加热加压方式来产生臭葱石，在成本上显然是无法接受的。此时，合理的方法是用铁盐吸附法进行处理，然后对所得砷铁渣再进行固化。对此，当然也可以将之溶掉，再用臭葱石法进行处理，但该方法因其高温高压的特点，对设备要求较高，且工艺参数要求严格，容易造成出水含砷超标，又须二次处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种砷铁渣稳定化处理方法，具体是针对用铁盐吸附法处理砷浓度小于50mg/L的低浓度含砷废水后产生的砷铁渣稳定化处理的方法，本发明采用热处理方式对该类砷铁渣进行处理，工艺控制简单，一步到位实现这类渣的稳定固化。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种砷铁渣稳定化处理方法，包括以下步骤：
(1)将砷铁渣进行清洗，去除其中的碱金属，过滤后得砷铁渣泥饼；所述砷铁渣是用铁盐吸附法处理砷浓度小于50mg/L的低浓度含砷废水后产生的砷铁渣；
(2)在所述砷铁渣泥饼中加入稳定剂，所述稳定剂是按照稳定剂中有效成分与砷铁渣泥饼中砷的摩尔比0.5～2.0:1进行投加，充分混合均匀后置于气氛加热炉中进行焙烧，焙烧温度控制为500～800℃，焙烧时间1～10h，完成后，所得产物砷浸出毒性≤5.0mg/L，得到稳定化处理；所述稳定剂为含钙化合物或者是为含钙化合物与含镁化合物按钙与镁的摩尔比1～5:1混合均匀得到的混合物，所述稳定剂的有效成分按稳定剂中元素钙和元素镁的总量计。
本发明的方案中，所述稳定剂的添加可以有效防止砷的挥发，其中进一步优选方案所述含钙化合物是氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的一种或它们的组合。进一步优选方案所述的含镁化合物是氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁中的一种或它们的组合。含钙化合物和含镁化合物的合理组合，可以增强稳定效果，达到协同增效作用。
优选方案，所述气氛加热炉中的气氛是氧化气氛或惰性气氛中的一种。
优选方案，所述稳定剂按照稳定剂中有效成分与砷铁渣泥饼中砷的摩尔比0.6～1:1进行投加。合理的稳定剂添加比例可以使得稳定效果更优。
优选方案，所述稳定剂是将含钙化合物和含镁化合物按钙与镁的摩尔比1～2:1混合均匀得到。合理的稳定剂配比可以使得稳定效果更优。
优选方案，所述焙烧温度控制为600～800℃，焙烧时间1～2h。
本发明具有如下的有益效果：(1)加热过程废渣中的水分等可挥发性物质得到挥发，实现砷铁渣的减量化；(2)稳定固化流程短，操作简单，成本相对较低；(3)处理过程能耗、成本相对较低；(4)本发明的稳定剂可更有效的防止砷的挥发，降低环境污染。(5)处理过程无废水产生，不需二次处理。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1砷铁渣样品取自湖南湘乡市某电镀废水处理厂，是经机械脱水后的砷铁渣，含水率为48.5％。直接对此渣进行毒性浸出试验(HJT299-2007)，砷浸出浓度达到38.554mg/L，属于危险固废。
取砷铁渣2Kg进行清洗，去除其中的钠、钾等碱金属后，进行液固分离，得砷铁渣泥饼。将氢氧化钙与碳酸镁按钙镁摩尔比2:1混合均匀后，得稳定剂。按稳定剂中有效成分与砷铁渣泥饼中砷的摩尔比为0.8:1加入稳定剂，充分搅拌混合均匀后，置于马弗炉中进行焙烧，焙烧温度控制为800℃，焙烧时间2h，完成后，所得产物进行毒性浸出试验测试，其砷浸出浓度为3.534mg/L，得到稳定化处理。
实施例2砷铁渣样品取自湖南郴州市某矿山废水处理站，是经机械脱水后的砷铁渣，含水率为56.7％。直接对此渣进行毒性浸出试验(HJT299-2007)，砷浸出浓度达到27.658mg/L，属于危险固废。
取砷铁渣5Kg进行清洗，去除其中的钠、钾等碱金属后，进行液固分离，得砷铁渣泥饼。将氧化钙与氢氧化镁按钙镁摩尔比1:1混合均匀后，得稳定剂。按稳定剂中有效成分与砷铁渣泥饼中砷的摩尔比为0.6:1加入稳定剂，充分搅拌混合均匀后，置于管式炉中进行焙烧，焙烧过程中，通入空气控制为氧化气氛，焙烧温度控制为600℃，焙烧时间2h，完成后，所得产物进行毒性浸出试验测试，其砷浸出浓度为1.228mg/L，得到稳定化处理。
实施例3
其它条件同实施例1，但是所述稳定剂仅为氧化钙，添加量相同，处理条件相同，完成后，所得产物进行毒性浸出试验测试，其砷浸出浓度为4.221mg/L。
实施例4
其它条件同实施例2，但是所述稳定剂仅为氧化钙，添加量相同，处理条件相同，完成后，所得产物进行毒性浸出试验测试，其砷浸出浓度为3.422mg/L。
对比例1
其它条件同实施例1，不添加稳定剂，处理条件相同，完成后，所得产物进行毒性浸出试验测试，其砷浸出浓度为8.424mg/L。不加稳定剂的方案不仅仅是砷浸出浓度不合格，而且砷的挥发性严重，造成二次污染。
对比例2
其它条件同实施例1，但是所述稳定剂仅为碳酸镁，处理条件相同，完成后，所得产物进行毒性浸出试验测试，其砷浸出浓度为5.423mg/L。
对比例3
其它条件同实施例2，但是所述稳定剂仅为氢氧化镁，处理条件相同，完成后，所得产物进行毒性浸出试验测试，其砷浸出浓度为5.123mg/L。
对比例4
其它条件同实施例2，不添加稳定剂，处理条件相同，完成后，所得产物进行毒性浸出试验测试，其砷浸出浓度为7.253mg/L。不加稳定剂的方案不仅仅是砷浸出浓度不合格，而且砷的挥发性严重，造成二次污染。
Claims (7)
1.一种砷铁渣稳定化处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将砷铁渣进行清洗，去除其中的碱金属，过滤后得砷铁渣泥饼；所述砷铁渣是用铁盐吸附法处理砷浓度小于50mg/L的低浓度含砷废水后产生的砷铁渣；
(2)在所述砷铁渣泥饼中加入稳定剂，所述稳定剂是按照稳定剂中有效成分与砷铁渣泥饼中砷的摩尔比0.5～2.0:1进行投加，充分混合均匀后置于气氛加热炉中进行焙烧，焙烧温度控制为500～800℃，焙烧时间1～10h，完成后，所得产物砷浸出毒性≤5.0mg/L，得到稳定化处理；所述稳定剂为含钙化合物或者是为含钙化合物与含镁化合物按钙与镁的摩尔比1～5:1混合均匀得到的混合物，所述稳定剂的有效成分按稳定剂中元素钙和元素镁的总量计。
2.根据权利要求1所述砷铁渣稳定化处理方法，其特征在于：所述含钙化合物是氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的一种或它们的组合。
3.根据权利要求1所述砷铁渣稳定化处理方法，其特征在于：所述的含镁化合物是氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁中的一种或它们的组合。
4.根据权利要求1所述砷铁渣稳定化处理方法，其特征在于：所述气氛加热炉中的气氛是氧化气氛或惰性气氛中的一种。
5.根据权利要求1所述砷铁渣稳定化处理方法，其特征在于：所述稳定剂按照稳定剂中有效成分与砷铁渣泥饼中砷的摩尔比0.6～1:1进行投加。
6.根据权利要求1所述砷铁渣稳定化处理方法，其特征在于：所述稳定剂是将含钙化合物和含镁化合物按钙与镁的摩尔比1～2:1混合均匀得到。
7.根据权利要求1-6之一所述砷铁渣稳定化处理方法，其特征在于：所述焙烧温度控制为600～800℃，焙烧时间1～2h。
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2018
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