CN112717319B

CN112717319B - 一种含砷废弃试剂的无害化处理方法

Info

Publication number: CN112717319B
Application number: CN202011491325.6A
Authority: CN
Inventors: 范增华; 王金博; 洪常亮; 何礼龙; 张花娟; 康建; 李宇; 文锐; 李俊阳
Original assignee: Shaanxi Xintiandi Solid Waste Material Management Co ltd
Current assignee: Shaanxi Xintiandi Solid Waste Material Management Co ltd
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2022-04-08
Anticipated expiration: 2040-12-16
Also published as: CN112717319A

Abstract

本发明公开了一种含砷废弃试剂的无害化处理方法，属于危险废物剧毒试剂无害化处置技术领域。该方法包括：将含砷废弃试剂溶解，得到第一溶液；将硫酸亚铁与第一双氧水充分反应，得到第二溶液；将第二溶液缓慢加入至第一溶液中，反应，得到第三溶液；在第三溶液中加入氧化钙、水泥和砂砾。本发明中，主要通过向含砷废弃试剂中加入一定量硫酸亚铁、双氧水及氧化钙，使得含砷废弃试剂通过氧化还原、络合共沉降反应将As³⁺与Fe²⁺分别转化为As⁵⁺与Fe³⁺，从而生成砷铁络合物沉淀，以达到降低其毒性及迁移性的稳定化效果；最后通过加入水泥、沙子等稳定剂、固化剂对其进行固化处理，从而有效避免有害成分向环境中迁移扩散，降低对人体及环境的污染与危害。

Description

一种含砷废弃试剂的无害化处理方法

技术领域

本发明涉及危险废物剧毒试剂无害化处置技术领域，特别涉及一种含砷废弃试剂的无害化处理方法。

背景技术

含砷试剂是剧毒物质，例如三氧化二砷、亚砷酸钠、砷酸三钠等试剂，通过呼吸道或消化道进入体内，主要影响人神经系统和毛细血管通透性，对皮肤和粘膜有刺激作用。因此，不论是含砷试剂或者含砷包装物等必须经过合理的处置才能有效防止对人、动植物以及环境带来危害。

现有技术一：一种含砷废物的处理方法，申请号为CN106180138A，该发明通过碱性浸出高含砷物料，得到高浓度亚砷酸钠或者砷酸钠溶液，通过氧化使其完全转变为砷酸钠；向反应釜中添加少量晶种纤铁矿(γFeOOH)浆料，再缓慢加入含砷溶液，同时加入略过量的高浓度铁盐溶液，通过加入中和剂，维持反应pH为3.5～5.5，并控制反应过程中的温度，使溶液中砷完全反应全部进入沉淀，所得的沉淀渣易于过滤，能实现含砷溶液的无害化及稳定化处理。

现有技术二：一种含砷废物的处理方法，申请号为CN108706763A，该发明包括如下步骤：(1)调节pH值：向含砷废物溶液加入氢氧化钠和氯化氢，调节pH值到6～8；(2)初级沉淀：向调节pH值后的含砷废物溶液中加入三氯化铁，使含砷废物中Fe：As＝5～7：1，搅拌30min后静置60min后将水渣分离；(3)二次沉淀：再向分离后的水溶液中加入石灰乳，搅拌10min后通入氧气，氧化时间为20～25min，送氧速率为0.5～0.6L/min，进行水渣分离；(4)过滤并检测含砷量：将步骤(3)的溶液通过活性炭过滤，并检测器含砷量，含砷量小于5％即可排出。

综上所述，现有技术仅能处置砷矿渣，砷含量较低的含砷废物，对纯品亚砷酸钠、砷酸三钠、三氧化二砷无法进行处置。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种含砷废弃试剂的无害化处理方法。所述方法包括：

将含砷废弃试剂溶解与水中，得到第一溶液；

将硫酸亚铁与第一双氧水充分反应，得到第二溶液；

将所述第二溶液缓慢加入至所述第一溶液中，反应，得到第三溶液；

在所述第三溶液中加入氧化钙、水泥和砂砾，反应，得到不溶于水的砷酸铁络合物。

进一步地，所述含砷废弃试剂为亚砷酸钠、砷酸三钠和三氧化二砷中的一种。

进一步地，当所述含砷废弃试剂为所述三氧化二砷时，在将所述第二溶液缓慢加入至所述第一溶液中之前，在所述第一溶液中加入第二双氧水进行氧化还原反应。

进一步地，当所述含砷废弃试剂为所述亚砷酸钠或所述砷酸三钠时，将所述含砷废弃试剂溶解于水中。

进一步地，当所述含砷废弃试剂为所述三氧化二砷时，将所述含砷废弃试剂溶解于浓度为≥10％的氢氧化钠溶液中。

进一步地，当所述含砷废弃试剂为所述亚砷酸钠或者所述砷酸三钠时，所述含砷废弃试剂、水、硫酸亚铁、第一双氧水、氧化钙、水泥、和砂砾之间的质量比为1:7:2:4:0.5:5:10。

进一步地，当所述含砷废弃试剂为所述三氧化二砷时，所述含砷废弃试剂、≥10％的氢氧化钠溶液、硫酸亚铁、第一双氧水、第二双氧水、氧化钙、水泥、和砂砾之间的质量比为1:1:1:0.7:3:0.5:5:10。

进一步地，所述硫酸亚铁与所述第一双氧水的反应时间为20～40min。

进一步地，所述第一溶液与所述第二双氧水的反应时间为15～30min。

进一步地，所述第三溶液与所述氧化钙、水泥和砂砾反应时间为2h。

进一步地，所述第三溶液与所述氧化钙、水泥和砂砾反应后pH为10～11。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明中，主要通过向含砷废弃试剂中加入一定量硫酸亚铁、双氧水及氧化钙，使得含砷废弃试剂通过氧化还原、络合共沉降反应将As³⁺与Fe²⁺分别转化为As⁵⁺与Fe³⁺，从而生成砷铁络合物沉淀，以达到降低其毒性及迁移性的稳定化效果；最后通过加入水泥、沙子等稳定剂、固化剂对其进行固化处理，从而有效避免有害成分向环境中迁移扩散，降低对人体及环境的污染与危害。另外，本发明处置范围较广，包括砷酸三钠、亚砷酸钠、三氧化二砷等，步骤简单，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种含砷废弃试剂的无害化处理方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种含砷废弃试剂的无害化处理方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种含砷废弃试剂的无害化处理方法的流程图；

图4是本发明实施例四提供的一种含砷废弃试剂的无害化处理方法的流程图。

具体实施方式

除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例目的，不是旨在于限定本发明。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

一种含砷废弃试剂的无害化处理方法，参见图1，该方法包括以下步骤：

步骤(1)：将含砷废弃试剂溶解，得到第一溶液。

步骤(2)：将硫酸亚铁与第一双氧水充分反应，得到第二溶液。

步骤(3)：将第二溶液缓慢加入至第一溶液中，反应，得到第三溶液；

步骤(4)：在第三溶液中加入氧化钙、水泥和砂砾，反应，得到不溶于水的砷酸铁络合物。

实施例二

结合图2对上述图1所示的一种含砷废弃试剂的无害化处理方法进行详细论述，参见图2，该方法包括以下步骤：

步骤(101)：将1000g亚砷酸钠溶解于7000g水中，得到第一溶液。

步骤(102)：将2000g硫酸亚铁与4000g第一双氧水充分反应20～40min，得到第二溶液。

步骤(103)：将第二溶液缓慢加入至第一溶液中，反应1h，得到第三溶液。

步骤(104)：在第三溶液中加入500g氧化钙、5000g水泥、10000g砂砾，反应2h，反应后pH为10～11，得到不溶于水的砷酸铁络合物。

需要说明的是，按照上述方法工作人员进行了三组试验，得到三组亚砷酸钠处置样品，并对三组亚砷酸钠处置样品进行检测，检测项目及数据参见表一：

表一

从上述表格的检测数据可以看出，三组亚砷酸钠处置样品中均没有检测出Cd、Tcr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cr⁶⁺和F^-，并且As的含量在合格范围之内。

实施例三

结合图3对上述图1所示的一种含砷废弃试剂的无害化处理方法进行详细论述，参见图3，该方法包括以下步骤：

步骤(201)：将1000g砷酸三钠溶解于7000g水中，得到第一溶液。

步骤(202)：将2000g硫酸亚铁与4000g第一双氧水充分反应20～40min，得到第二溶液。

步骤(203)：将第二溶液缓慢加入至第一溶液中，反应1h，得到第三溶液。

步骤(204)：在第三溶液中加入500g氧化钙、5000g水泥、10000g砂砾，反应2h，反应后pH为10～12，得到不溶于水的砷酸铁络合物。

需要说明的是，按照上述方法工作人员进行了三组试验，得到三组砷酸三钠处置样品，并对三组砷酸三钠处置样品进行检测，检测项目及数据参见表二：

表二

从上述表格的检测数据可以看出，三组砷酸三钠处置样品中均没有检测出Cd、Tcr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cr⁶⁺和F^-，并且As的含量在合格范围之内。

实施例四

结合图4对上述图1所示的一种含砷废弃试剂的无害化处理方法进行详细论述，参见图4，该方法包括以下步骤：

步骤(301)：将1000g三氧化二砷溶于1000g≥10％的氢氧化钠溶液中，得到第一溶液。

步骤(302)：将1000g硫酸亚铁与700g第一双氧水充分反应20～40min，得到第二溶液。

步骤(303)：将3000g第二双氧水加入至第一溶液中，充分反应15～30min。

步骤(304)：将第二溶液缓慢加入至与第二双氧水进行氧化还原反应后的第一溶液中，反应1h，得到第三溶液。

步骤(305)：在第三溶液中加入500g氧化钙、5000g水泥、10000g砂砾，反应2h，反应后pH为10～12，得到不溶于水的砷酸铁络合物。

需要说明的是，按照上述方法工作人员进行了三组试验，得到三组三氧化二砷处置样品，并对三组三氧化二砷处置样品进行检测，检测项目及数据参见表三：表三

从上述表格的检测数据可以看出，三组三氧化二砷处置样品中均没有检测出Cd、Tcr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cr⁶⁺和F^-，并且As的含量在合格范围之内。

值得说明的是，本发明中，主要通过向含砷废弃试剂中加入一定量硫酸亚铁、双氧水及氧化钙(或直接加入聚合硫酸铁)，使得含砷废弃试剂通过氧化还原、络合共沉降反应将As³⁺与Fe²⁺分别转化为As⁵⁺与Fe³⁺，从而生成砷铁络合物沉淀，以达到降低其毒性及迁移性的稳定化效果；最后通过加入水泥、沙子等稳定剂、固化剂对其进行固化处理，从而有效避免有害成分向环境中迁移扩散，降低对人体及环境的污染与危害。另外，本发明处置范围较广，包括砷酸三钠、亚砷酸三钠、三氧化二砷等，步骤简单，成本低。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种含砷废弃试剂的无害化处理方法，其特征在于，所述方法包括：

将含砷废弃试剂溶解，得到第一溶液；

所述含砷废弃试剂为亚砷酸钠、砷酸三钠和三氧化二砷中的一种，

当所述含砷废弃试剂为所述亚砷酸钠或所述砷酸三钠时，将所述含砷废弃试剂溶解于水中；

当所述含砷废弃试剂为所述三氧化二砷时，将所述含砷废弃试剂溶解于浓度为≥10%的氢氧化钠溶液中，

将硫酸亚铁与第一双氧水充分反应，得到第二溶液；

当所述含砷废弃试剂为所述三氧化二砷时，在将所述第二溶液缓慢加入至所述第一溶液中之前，在所述第一溶液中加入第二双氧水进行氧化还原反应，

2.根据权利要求1所述的一种含砷废弃试剂的无害化处理方法，其特征在于，当所述含砷废弃试剂为所述亚砷酸钠或者所述砷酸三钠时，所述含砷废弃试剂、水、硫酸亚铁、第一双氧水、氧化钙、水泥、和砂砾之间的质量比为1:7:2:4:0.5:5:10。

3.根据权利要求2所述的一种含砷废弃试剂的无害化处理方法，其特征在于，当所述含砷废弃试剂为所述三氧化二砷时，所述含砷废弃试剂、≥10%的氢氧化钠溶液、硫酸亚铁、第一双氧水、第二双氧水、氧化钙、水泥、和砂砾之间的质量比为1:1:1:0.7:3:0.5:5:10。

4.根据权利要求1所述的一种含砷废弃试剂的无害化处理方法，其特征在于，所述硫酸亚铁与所述第一双氧水的反应时间为20~40min。

5.根据权利要求1所述的一种含砷废弃试剂的无害化处理方法，其特征在于，所述第一溶液与所述第二双氧水的反应时间为15~30min。