CN113426805A - 碱性砷酸盐废渣无害化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了碱性砷酸盐废渣无害化处理方法，具体包括以下步骤：第一步，将碱性含砷酸盐废渣进行破碎筛分处理；第二步，将粉末状的高铁盐、锰盐、铝盐、镁盐加入到去离子水中，搅拌均匀，得到砷酸钠盐稳定药剂；第三步，将足量的第二步制备的砷酸钠盐稳定药剂与破碎筛分处理后的含砷酸钠盐废渣混合均匀，第四步，在第三步得到的铁锰铝镁砷复合沉淀物中添加固化剂，搅拌均匀后固化成型；可对pH＝8‑10的碱性含砷酸盐废渣进行安全处置，能够有效限制限制土壤环境中重金属砷的迁移和扩散，最后添加固化剂，使得所获铁锰铝镁砷复合沉淀物固化成型，具有更好的稳定性，方便填埋处理。
Description
技术领域
本发明涉及化工环保技术领域，具体涉及碱性砷酸盐废渣无害化处理方法。
背景技术
在自然界中，砷总是伴随各种有价金属共生，随着有色金属冶炼、化工原料生产、化学品制造等行业的发展，含砷废渣、污泥来源变得越来越复杂和广泛，含砷废渣、污泥中砷将通过土壤、大气、水等介质可以对环境造成影响，特别是对地下水的影响，一旦污染，后果非常严重。目前含砷废渣、污泥一般采用中和法、沉淀法等方法进行处理，将产生大量的固体污泥，这些污泥中含有的有毒有害物质砷等重金属化合物，遇水，特别是酸性水会促使其分解，会有大量砷酸根离子溶出，危害环境，危害人畜，存在严重安全隐患，是制约行业绿色、可持续发展的一大环境瓶颈。
呈碱性的含砷酸盐废渣，其中重金属砷以砷酸钠的形式存在，其浸出液中砷浓度达到5000-10000mg/L，采用传统的石灰水泥固化方法效果不佳，药剂消耗高，固化体增容比大。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供碱性砷酸盐废渣无害化处理方法。
本发明解决上述问题的技术方案为：碱性砷酸盐废渣无害化处理方法，具体包括以下步骤：
第一步，将碱性含砷酸盐废渣进行破碎筛分处理；
第二步，将粉末状的高铁盐、锰盐、铝盐、镁盐加入到去离子水中，搅拌均匀，得到砷酸钠盐稳定药剂；
第三步，将足量的第二步制备的砷酸钠盐稳定药剂与破碎筛分处理后的含砷酸钠盐废渣混合均匀，所述含砷酸钠盐废渣在所述砷酸钠盐稳定药剂中的质量浓度为1g/mL，加热至60℃，搅拌反应15-20min后，陈化1-2h，过滤后即得到铁锰铝镁砷复合沉淀物；
第四步，在第三步得到的铁锰铝镁砷复合沉淀物中添加固化剂，搅拌均匀后固化成型。
进一步的，所述高铁盐为高氯酸铁、三氯化铁中的一种或两者组成的混合物。
进一步的，所述锰盐为硫酸锰、氯化锰中的一种或两者组成的混合物。
进一步的，所述铝盐为硫酸铝、三氯化铝中的一种或两者组成的混合物。
进一步的，所述镁盐为硫酸镁、氯化镁中的一种或两者组成的混合物。
进一步的，在第二步中制备的砷酸钠盐稳定药剂中金属元素Fe与Mn、Al、Mg的摩尔比为1:1:1:0.5-2。
进一步的，在第二步中制备的砷酸钠盐稳定药剂中的金属离子浓度在去离子水中的浓度为3mol/L。
进一步的，所述固化剂为水泥或石膏。
进一步的，在第四步中，所述固化剂与所述铁锰铝镁砷复合沉淀物的质量比为1:1-1.5。
本发明具有有益效果：
本发明提供了碱性砷酸盐废渣无害化处理方法，经处理后的碱性含砷酸盐废渣，砷浸出浓度低于1.2mg/L，达到《危险废物填埋污染控制标准》；对pH＝8-10的碱性含砷酸盐废渣进行安全处置，能够有效限制限制土壤环境中重金属砷的迁移和扩散，最后添加固化剂，使得所获铁锰铝镁砷复合沉淀物固化成型，具有更好的稳定性，方便填埋处理。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下列实施例中第一步将碱性含砷酸盐废渣进行破碎筛分后，按照HJ/T 299-2007《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》制备出浸出液，对浸出液按GB 5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》中的方法测定碱性含砷酸盐废渣中砷含量和废渣浸出液中砷的浓度，下列实施例中碱性含砷酸盐废渣的pH值为8-10。
以下实施例所采用的高铁盐为高氯酸铁、三氯化铁中的一种或两者组成的混合物；锰盐为硫酸锰、氯化锰中的一种或两者组成的混合物；铝盐为硫酸铝、三氯化铝中的一种或两者组成的混合物；镁盐为硫酸镁、氯化镁中的一种或两者组成的混合物；所采用的固化剂为水泥或石膏。
实施例1
第一步，将碱性含砷酸盐废渣进行破碎筛分处理，所述碱性含砷酸盐废渣中砷含量为6495mg/kg，废渣浸出液中砷的浓度为5023mg/L。
第二步，将粉末状的高铁盐、锰盐、铝盐、镁盐加入到去离子水中，搅拌均匀，得到砷酸钠盐稳定药剂，所述砷酸钠盐稳定药剂中金属元素Fe与Mn、Al、Mg的摩尔比为1:1:1:1，砷酸钠盐稳定药剂中的金属离子浓度在去离子水中的浓度为3mol/L。
第三步，将足量的第二步制备的砷酸钠盐稳定药剂与破碎筛分处理后的含砷酸钠盐废渣混合均匀，所述含砷酸钠盐废渣在所述砷酸钠盐稳定药剂中的质量浓度为1g/mL，加热至60℃，搅拌反应15min后，陈化1h，过滤后即得到铁锰铝镁砷复合沉淀物。
第四步，在第三步得到的铁锰铝镁砷复合沉淀物中添加固化剂，所述固化剂所述铁锰铝镁砷复合沉淀物的质量比为1:1，搅拌均匀后固化成型，经检测固化体浸出液砷浓度为0.01mg/L，即可进行填埋处理。
实施例2
第一步，对碱性含砷酸盐废渣进行破碎筛分处理，所述碱性含砷酸盐废渣中砷含量为9243mg/kg，废渣浸出液中砷的浓度为7154mg/L。
第二步，将粉末状的高铁盐、锰盐、铝盐、镁盐加入到去离子水中，搅拌均匀，得到砷酸钠盐稳定药剂，所述砷酸钠盐稳定药剂中金属元素Fe与Mn、Al、Mg的摩尔比为1:1:1:1，砷酸钠盐稳定药剂中的金属离子浓度在去离子水中的浓度为3.5mol/L。
第三步，将足量的第二步制备的砷酸钠盐稳定药剂与破碎筛分处理后的含砷酸钠盐废渣混合均匀，所述含砷酸钠盐废渣在所述砷酸钠盐稳定药剂中的质量浓度为1g/mL，加热至60℃，搅拌反应15min后，陈化1h，过滤后即得到铁锰铝镁砷复合沉淀物。
第四步，在第三步得到的铁锰铝镁砷复合沉淀物中添加固化剂，所述固化剂与所述铁锰铝镁砷复合沉淀物的质量比为1:1.2，搅拌均匀后固化成型，经检测固化体浸出液砷浓度为0.03mg/L，即可进行填埋处理。
实施例3
第一步，将碱性含砷酸盐废渣进行破碎筛分处理，所述碱性含砷酸盐废渣中砷含量为10647mg/kg，废渣浸出液中砷的浓度为8236mg/L。
第二步，将粉末状的高铁盐、锰盐、铝盐、镁盐加入到去离子水中，搅拌均匀，得到砷酸钠盐稳定药剂，所述砷酸钠盐稳定药剂中金属元素Fe与Mn、Al、Mg的摩尔比为1:1:1:1，砷酸钠盐稳定药剂中的金属离子浓度在去离子水中的浓度为4mol/L。
第三步，将足量的第二步制备的砷酸钠盐稳定药剂与破碎筛分处理后的含砷酸钠盐废渣混合均匀，所述含砷酸钠盐废渣在所述砷酸钠盐稳定药剂中的质量浓度为1g/mL，加热至60℃，搅拌反应15min后，陈化1.5h，过滤后即得到铁锰铝镁砷复合沉淀物。
第四步，在第三步得到的铁锰铝镁砷复合沉淀物中添加固化剂，所述固化剂与所述铁锰铝镁砷复合沉淀物的质量比为1:1.4，搅拌均匀后固化成型，经检测固化体浸出液砷浓度为0.05mg/LL，即可进行填埋处理。
实施例4
第一步，将碱性含砷酸盐废渣进行破碎筛分处理，所述碱性含砷酸盐废渣中砷含量为12186mg/kg，废渣浸出液中砷的浓度为9425mg/L。
第二步，将粉末状的高铁盐、锰盐、铝盐、镁盐加入到去离子水中，搅拌均匀，得到砷酸钠盐稳定药剂，所述砷酸钠盐稳定药剂中金属元素Fe与Mn、Al、Mg的摩尔比为1:1:1:1，砷酸钠盐稳定药剂中的金属离子浓度在去离子水中的浓度为4.3mol/L。
第三步，将足量的第二步制备的砷酸钠盐稳定药剂与破碎筛分处理后的含砷酸钠盐废渣混合均匀，所述含砷酸钠盐废渣在所述砷酸钠盐稳定药剂中的质量浓度为1g/mL，加热至60℃，搅拌反应17min后，陈化2h，过滤后即得到铁锰铝镁砷复合沉淀物。
第四步，在第三步得到的铁锰铝镁砷复合沉淀物中添加固化剂，所述固化剂与所述铁锰铝镁砷复合沉淀物的质量比为1:1.5，搅拌均匀后固化成型，经检测固化体浸出液砷浓度为0.11mg/LL，即可进行填埋处理。
实施例5
第一步，将碱性含砷酸盐废渣进行破碎筛分处理，所述碱性含砷酸盐废渣中砷含量为12994mg/kg，废渣浸出液中砷的浓度为9852mg/L。
第二步，将粉末状的高铁盐、锰盐、铝盐、镁盐加入到去离子水中，搅拌均匀，得到砷酸钠盐稳定药剂，所述砷酸钠盐稳定药剂中金属元素Fe与Mn、Al、Mg的摩尔比为1:1:1:1，砷酸钠盐稳定药剂中的金属离子浓度在去离子水中的浓度为5mol/L。
第三步，将足量的第二步制备的砷酸钠盐稳定药剂与破碎筛分处理后的含砷酸钠盐废渣混合均匀，所述含砷酸钠盐废渣在所述砷酸钠盐稳定药剂中的质量浓度为1g/mL，加热至60℃，搅拌反应20min后，陈化2h，过滤后即得到铁锰铝镁砷复合沉淀物。
第四步，在第三步得到的铁锰铝镁砷复合沉淀物中添加固化剂，所述固化剂与所述铁锰铝镁砷复合沉淀物的质量比为1:1.5，搅拌均匀后固化成型，经检测固化体浸出液砷浓度为0.14mg/LL，即可进行填埋处理。
再进行3组对比组进行结果比对，分别为对比例1-3；
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1中的砷酸钠盐稳定药剂按照以下步骤获得：将粉末状的高铁盐、锰盐、铝盐按照一定比例加入到去离子水中，搅拌均匀，得到砷酸钠盐稳定药剂，其中高铁盐、锰盐、铝盐中金属元素Fe与Mn、Al的摩尔比为1:1:1，砷酸钠盐稳定药剂中的金属离子浓度在去离子水中的浓度为3mol/L。碱性含砷酸盐废渣中砷含量为6493mg/kg，废渣浸出液中砷的浓度为5015mg/L。
对比例2与实施例1的区别在于，对比例2中的砷酸钠盐稳定药剂按照以下步骤获得：将粉末状的高铁盐、锰盐、铝盐、镁盐按照一定比例加入到去离子水中，搅拌均匀，得到砷酸钠盐稳定药剂，所述高铁盐、锰盐、铝盐、镁盐中金属元素Fe与Mn、Al、Mg的摩尔比为1:1:1:2，砷酸钠盐稳定药剂中的金属离子浓度在去离子水中的浓度为3mol/L。碱性含砷酸盐废渣中砷含量为6498mg/kg，废渣浸出液中砷的浓度为5027mg/L。
对比例3与实施例1的区别在于，对比例3中的砷酸钠盐稳定药剂按照以下步骤获得：将粉末状的高铁盐、锰盐、铝盐、镁盐按照一定比例加入到去离子水中，搅拌均匀，得到砷酸钠盐稳定药剂，所述高铁盐、锰盐、铝盐、镁盐中金属元素Fe与Mn、Al、Mg的摩尔比为1:1:1:0.5，砷酸钠盐稳定药剂中的金属离子浓度在去离子水中的浓度为3mol/L。碱性含砷酸盐废渣中砷含量为6491mg/kg，废渣浸出液中砷的浓度为5011mg/L。
将实施例1-5和对比例1-3进行性能测试：
性能测试参照《固体废物_浸出毒性浸出方法_硫酸硝酸法》(HJ-T299-2007)附录E：P32-34将实施例1-5和对比例1-3所获固化物进行毒性浸出检测，检测分析结果如表1所示：
表1检测分析结果
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.碱性砷酸盐废渣无害化处理方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
第一步，将碱性含砷酸盐废渣进行破碎筛分处理；
第二步，将粉末状的高铁盐、锰盐、铝盐、镁盐加入到去离子水中，搅拌均匀，得到砷酸钠盐稳定药剂；
第三步，将足量的第二步制备的砷酸钠盐稳定药剂与破碎筛分处理后的含砷酸钠盐废渣混合均匀，所述含砷酸钠盐废渣在所述砷酸钠盐稳定药剂中的质量浓度为1g/mL，加热至60℃，搅拌反应15-20min后，陈化1-2h，过滤后即得到铁锰铝镁砷复合沉淀物；
第四步，在第三步得到的铁锰铝镁砷复合沉淀物中添加固化剂，搅拌均匀后固化成型。
2.如权利要求1所述的碱性砷酸盐废渣无害化处理方法，其特征在于：所述高铁盐为高氯酸铁、三氯化铁中的一种或两者组成的混合物。
3.如权利要求1所述的碱性砷酸盐废渣无害化处理方法，其特征在于：所述锰盐为硫酸锰、氯化锰中的一种或两者组成的混合物。
4.如权利要求1所述的碱性砷酸盐废渣无害化处理方法，其特征在于：所述铝盐为硫酸铝、三氯化铝中的一种或两者组成的混合物。
5.如权利要求1所述的碱性砷酸盐废渣无害化处理方法，其特征在于：所述镁盐为硫酸镁、氯化镁中的一种或两者组成的混合物。
6.如权利要求1-5任意一项所述的碱性砷酸盐废渣无害化处理方法，其特征在于：在第二步中制备的砷酸钠盐稳定药剂中金属元素Fe与Mn、Al、Mg的摩尔比为1:1:1:0.5-2。
7.如权利要求6所述的碱性砷酸盐废渣无害化处理方法，其特征在于：在第二步中制备的砷酸钠盐稳定药剂中的金属离子浓度在去离子水中的浓度为3mol/L。
8.如权利要求1所述的碱性砷酸盐废渣无害化处理方法，其特征在于：所述固化剂为水泥或石膏。
9.如权利要求1或8所述的碱性砷酸盐废渣无害化处理方法，其特征在于：在第四步中，所述固化剂与所述铁锰铝镁砷复合沉淀物的质量比为1:1-1.5。
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