CN112028331A - 一种赤铁矿协同锰砂处理含砷污酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种赤铁矿协同锰砂处理含砷污酸的方法，属于重金属污染治理技术领域。本发明分别将赤铁矿和锰砂进行球磨筛选得到赤铁矿粉和锰砂粉；将H2O2加入到污酸中混合均匀，再加入赤铁矿粉和锰砂粉混合均匀，并在室温下搅拌预溶解处理反应2~6 h得到固液混合物；调节固液混合物的pH值为1.5~4.0，置于常压、温度为85~95℃条件下脱砷反应12~24 h，固液分离得到含砷固态物和滤液，含砷固态物堆存处理，滤液进行深度除砷处理。本发明利用天然的赤铁矿协同锰砂除砷，可减少污酸处理过程中污泥的堆存量，同时还能充分利用自然资源。
Description
技术领域
本发明涉及一种赤铁矿协同锰砂处理含砷污酸的方法，属于重金属污染治理技术领域。
背景技术
锰砂外观黑褐色，近圆形，主要成份是二氧化锰，含量在35%-45%之间。用它处理污水，工艺简单，操作方便，占地面积小，工程造价低，长效稳定，是非常好的污水处理滤料。赤铁矿主要成分为Fe2O3，是自然界分布极广的铁矿物，是重要的炼铁原料，也可用作红色颜料。赤铁矿作为我国广泛存在的天然铁矿石，其成本低廉，但利用率较低。
针对污酸的处理方法，目前应用较为广泛的是硫化沉淀-中和沉淀工艺，此法虽然工艺简单、处置成本低，但其存在很多不足，在实际应用中产生大量难处理和难堆存的水处理渣，水处理渣堆放在环境中，不仅容易释放有毒元素污染环境，而且处理成本昂贵。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种赤铁矿协同锰砂处理含砷污酸的方法，本发明利用成本低廉的天然矿石赤铁矿协同锰砂除砷，不仅减少了污酸处理过程中污泥的堆存量，还达到了充分利用自然资源的目的，本发明工艺操作简单，能耗低，具有较广阔的市场前景。
一种赤铁矿协同锰砂处理含砷污酸的方法，具体步骤如下：
（1）分别将赤铁矿和锰砂进行球磨筛选得到赤铁矿粉和锰砂粉；
（2）将H2O2加入到污酸中混合均匀，再加入赤铁矿粉和锰砂粉混合均匀，并在室温下搅拌预溶解处理反应2~6 h得到固液混合物；
（3）调节步骤（2）固液混合物的pH值为1.5~4.0，置于常压、温度为85~95℃条件下脱砷反应12~24 h，固液分离得到含砷固态物和滤液，含砷固态物堆存处理，滤液进行深度除砷处理。
进一步地，所述步骤（1）球磨转速为300~500 r/min，研磨时间为8~11 min；
所述步骤（2）H2O2与污酸中砷的摩尔比为(1.1~1.3):1。
所述步骤（2）赤铁矿粉和锰砂粉的比例g：g为(1~3):1。
所述步骤（2）污酸的含砷量为700.0~1800.0 mg/L，赤铁矿粉和锰砂粉总量与污酸的固液比g:mL为(1.8~2.2):1。
所述步骤（2）搅拌速度为180~200 r/min。
赤铁矿协同锰砂处理含砷污酸的原理：赤铁矿属于天然矿物，其中含有丰富的Fe2+和Fe3+元素，其中的Fe3+在酸性条件下会与As反应生成FeAsO4络合物，从而达到除砷的目的；锰砂中的MnO2与Fe2+发生氧化还原反应，使Fe2+变为Fe3+，之后继续生成FeAsO4沉淀，从而达到充分除砷的目的。
本发明的有益效果是：
本发明利用赤铁矿协同锰砂处理污酸中的砷，赤铁矿属于自然资源，成本低，同时可减少污酸处理过程中污泥的堆存量，起到治理环境污染的效果；锰砂具有强氧化性，可将赤铁矿中的低价铁氧化成高价铁，使得除砷效率大大提高，可使资源得到充分利用；且工艺操作简单，具有较广阔的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：本实施例赤铁矿成分如表1所示，锰砂中MnO2含量为37%，污酸来自西南地区某锌冶炼厂硫酸车间对冶炼烟气进行洗涤后产生的含有大量砷等杂质的污酸，主要成分如表2所示；
表1赤铁矿成分
表2 污酸成分
一种赤铁矿协同锰砂处理含砷污酸的方法，具体步骤如下：
（1）分别将赤铁矿和锰砂进行球磨，过200目筛得到赤铁矿粉和锰砂粉；其中球磨转速为300 r/min，研磨时间为11 min；
（2）将H2O2加入到污酸中混合均匀，再加入赤铁矿粉和锰砂粉混合均匀，并在室温下搅拌预溶解处理反应2 h得到固液混合物；其中H2O2与污酸中砷的摩尔比为1.3:1，赤铁矿粉和锰砂粉的比例g:g为1:1，污酸的含砷量为700.0 mg/L，赤铁矿粉和锰砂粉的总量与污酸的固液比g:mL为2.2:1，搅拌速度为180 r/min；
（3）调节步骤（2）固液混合物的pH值为1.5，置于常压、温度为95℃条件下脱砷反应12h，固液分离得到含砷固态物和滤液，含砷固态物堆存处理，滤液进行深度除砷处理；
含砷固态物的毒性浸出测试按照美国环保局提供的U.S.EPA《Method 1311-toxicityCharacterisitic Leaching Procedure》方法进行，毒性测试结果见表3，
表3 含砷固态物的毒性浸出结果
滤液成分见表4；
表4 滤液成分
本实施例滤液中砷含量为47.1 mg/L ，砷的去除率为93.3 %。
实施例2：本实施例赤铁矿成分如表5所示，锰砂中MnO2含量为43%，污酸来自西南地区某锌冶炼厂硫酸车间对冶炼烟气进行洗涤后产生的含有大量砷等杂质的污酸，主要成分如表6所示；
表5赤铁矿成分
表6 污酸成分
一种赤铁矿协同锰砂处理含砷污酸的方法，具体步骤如下：
（1）分别将赤铁矿和锰砂进行球磨，过200目筛得到赤铁矿粉和锰砂粉；其中球磨转速为500 r/min，研磨时间为8 min；
（2）将H2O2加入到污酸中混合均匀，再加入赤铁矿粉和锰砂粉混合均匀，并在室温下搅拌预溶解处理反应6 h得到固液混合物；其中H2O2与污酸中砷的摩尔比为1.1:1，赤铁矿粉和锰砂粉的比例g:g为3:1，污酸的含砷量为1200.0 mg/L，赤铁矿粉和锰砂粉总量与污酸的固液比g:mL为1.8:1，搅拌速度为200 r/min；
（3）调节步骤（2）固液混合物的pH值为4.0 ，置于常压、温度为85℃条件下脱砷反应24h，固液分离得到含砷固态物和滤液，含砷固态物堆存处理，滤液进行深度除砷处理；
含砷固态物的毒性浸出测试按照美国环保局提供的U.S.EPA《Method 1311-toxicityCharacterisitic Leaching Procedure》方法进行，毒性测试结果见表7，
表7 含砷固态物的毒性浸出结果
滤液成分见表8；
表8 滤液成分
本实施例滤液中砷含量为63.6 mg/L ，砷的去除率为94.7 %。
实施例3：本实施例赤铁矿成分如表9所示，锰砂中MnO2含量为41%，污酸来自西南地区某锌冶炼厂硫酸车间对冶炼烟气进行洗涤后产生的含有大量砷等杂质的污酸，主要成分如表10所示；
表9赤铁矿成分
表10 污酸成分
一种赤铁矿协同锰砂处理含砷污酸的方法，具体步骤如下：
（1）分别将赤铁矿和锰砂进行球磨，过200目筛得到赤铁矿粉和锰砂粉；其中球磨转速为400 r/min，研磨时间为9.5 min；
（2）将H2O2加入到污酸中混合均匀，再加入赤铁矿粉和锰砂粉混合均匀，并在室温下搅拌预溶解处理反应4 h得到固液混合物；其中H2O2与污酸中砷的摩尔比为1.2:1，赤铁矿粉和锰砂粉的比例g：g为2:1，污酸的含砷量为1800.0 mg/L，赤铁矿粉和锰砂粉总量与污酸的固液比g:mL为2.0:1，搅拌速度为190 r/min；
（3）调节步骤（2）固液混合物的pH值为2.5 ，置于常压、温度为90℃条件下脱砷反应18h，固液分离得到含砷固态物和滤液，含砷固态物堆存处理，滤液进行深度除砷处理；
含砷固态物的毒性浸出测试按照美国环保局提供的U.S.EPA《Method 1311-toxicityCharacterisitic Leaching Procedure》方法进行，毒性测试结果见表11，
表11 含砷固态物的毒性浸出结果
滤液成分见表12；
表12 滤液成分
本实施例滤液中砷含量为58.6 mg/L ，砷的去除率为96.7 %。
Claims (6)
1.一种赤铁矿协同锰砂处理含砷污酸的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）分别将赤铁矿和锰砂进行球磨筛选得到赤铁矿粉和锰砂粉；
（2）将H2O2加入到污酸中混合均匀，再加入赤铁矿粉和锰砂粉混合均匀，并在室温下搅拌预溶解处理反应2~6 h得到固液混合物；
（3）调节步骤（2）固液混合物的pH值为1.5~4.0，置于常压、温度为85~95℃条件下脱砷反应12~24 h，固液分离得到含砷固态物和滤液，含砷固态物堆存处理，滤液进行深度除砷处理。
2.根据权利要求1所述赤铁矿协同锰砂处理含砷污酸的方法，其特征在于：步骤（1）球磨机的转速为300~500 r/min，研磨时间为8~11 min。
3.根据权利要求1所述赤铁矿协同锰砂处理含砷污酸的方法，其特征在于：步骤（2）H2O2与污酸中砷的摩尔比为(1.1~1.3):1。
4.根据权利要求1所述赤铁矿协同锰砂处理含砷污酸的方法，其特征在于：步骤（2）赤铁矿粉和锰砂粉的比例g:g为(1~3):1。
5.根据权利要求1所述赤铁矿协同锰砂处理含砷污酸的方法，其特征在于：步骤（2）污酸的含砷量为700.0~1800.0 mg/L，赤铁矿粉和锰砂粉的总量与污酸的固液比g:mL为(1.8~2.2):1。
6.根据权利要求1所述赤铁矿协同锰砂处理含砷污酸的方法，其特征在于：步骤（2）搅拌速度为180~200 r/min。
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