CN113953305B - 一种硫化砷渣聚乙烯塑料无害化处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硫化砷渣聚乙烯塑料无害化处理的方法，属于固体废弃物处理领域，本发明将聚乙烯塑料在80‑200℃熔化，加入硫化砷渣，搅拌、制成颗粒，然后将砷渣颗粒用水泥进行固化制成固化体。本方法简单，易于操作。本发明的用聚乙烯塑料包裹砷渣的方法，降低砷渣的活性，然后在用水泥固化的方法进行处理。该方法具有操作简单、固化效率高、固化体性质稳定的特点，经过水泥固化处理，不影响水泥的凝固性能，固化体的砷浸出浓度达到国家规定的排放标准，是一种理想的砷渣无害化处理的方法。
Description
技术领域
本发明属于固体废弃物处理领域，具体的说，涉及一种硫化砷渣聚乙烯塑料无害化处理的方法。
背景技术
有色金属中的重金属矿普遍存在着多金属共生，其中铅、锌、铜、锡均富有砷、硫等有害物质，在有色金属冶炼过程中，通过制酸，收集硫并实现对硫污染的治理。制酸产生的废水，含有很高的有毒物质砷，对人民的生产、生活构成极大威胁。对于污酸水中砷的治理普遍采用石灰法、石灰铁盐法和硫化法。硫化法具有脱砷效率高，渣量少等优点，被广泛使用。但是硫化法产生的硫化砷滤饼，又是一种含砷固体废弃物，由于硫化砷凝胶颗粒小，难过滤，含水率高，且堆存占地大，会散发硫化氢气味，砷极容易被氧化，在水中的渗出率很高，对环境安全造成极大威胁。因此对硫化砷渣的进一步处理，是十分必要的。
硫化砷渣目前处理主要有两类方法，一类是通过稳定化固化来降低硫化砷渣的环境风险和毒性；另一类是利用硫化砷渣反应生成氧化砷、单质砷或者砷酸盐实现资源化回收利用。丘克强等用金属硅蒸馏还原硫化砷的方法制取单质砷(丘克强，丁杰. 一种硫化砷渣处理并联产单质砷的方法[Z]. CN109881015A)。杜冬云等用氢氧化钠浸出硫化砷，并用双氧水氧化三价砷，得到砷酸钠和亚砷酸钠，然后用盐酸和氯化亚锡还原制备单质砷(杜冬云，崔洁，郭莉等.一种从硫化砷渣中回收单质砷的方法[Z]. CN103388076B)。王庆伟等用双氧水氧化浸出硫化砷渣得到砷酸溶液，然后用冷却结晶的方法制备三氧化二砷。（王庆伟曲胜利 潘青林等. 一种利用硫化砷渣制备三氧化二砷的方法[Z]. CN 110028101A）。目前单质砷和三氧化二砷的市场有限，尚不能消纳当前有色金属工业等行业所产生的砷渣。因此硫化砷渣的无害化处理更具现实意义。
目前硫化砷渣的无害化处理的主要技术是硫化砷与钙、铁、铝等盐反应形成溶解度较低且在空气中更稳定的砷酸盐，再用水泥固化的方法使其实现永久无害化处理。
许涛等公开了一种将硫化砷滤饼添加钙盐和铁盐使其转化为砷酸盐并用水泥固化的方法（许涛、林鸿汉、廖元杭等. 一种铜冶炼硫化砷渣转型联用固砷的方法[Z].CN110665162A）。王永好、张寿春等公开了一种将砷渣或砷碱渣氧化并加入亚铁盐制备臭葱石的方法（王永好、李明洋、王永净等. 一种将砷渣一步转化成臭葱石的方法[Z].CN111039327A，张寿春、张楠、郑雅杰等. 一种稳定化处理砷碱渣制备臭葱石的固砷方法[Z]. CN 109809494A）。张静等用硫酸铝和双氧水混合溶液浸出硫化砷渣制取砷铝石的方法（张静、李明洋、刘峰. 一种含砷废渣转化为砷铝石稳定化处理并回收硫磺的方法[Z].CN110407250A）。这些方法可以实现砷渣无害化处理，但是该方法投加药剂量大，增重比和增容比大，造成企业堆存占地大，运输和填埋费用高，企业处理经济压力很大，难于广泛推广使用。
由化学反应沉积的硫化砷或砷酸钙多为无定型分散体，具有多种成分组成和矿物结构，其比表面积大，孔隙率高。其中硫化砷在溶液中或者空气中非常不稳定，极易吸潮和氧化分解，易于和钙盐发生反应生成砷酸钙，可以破坏水泥胶体性质，使之不能凝结和硬化，因此也不适于直接用水泥固化的方法进行无害化处理。
发明内容
本发明目的在于提供了一种硫化砷渣聚乙烯塑料无害化处理的方法，该方法工艺简单，效率高，成本低，通过水泥固化方法，固化处理后砷的浸出毒性达到国家排放标准和并实现固体放量最低的效果。
为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
所述的硫化砷渣聚乙烯塑料无害化处理的方法，包括如下步骤：
1）将聚乙烯塑料颗粒熔化，加入硫化砷渣，搅拌，制成颗粒；
2）将硫化砷渣颗粒用水泥进行固化制成固化体。
进一步优选，聚乙烯塑料颗粒与硫化砷渣的混合质量比为100: 20-100:100。
进一步优选，聚乙烯塑料颗粒的熔化温度为80-200℃，搅拌速度为150-500rpm。
进一步优选，硫化砷渣为铜、铅、锌冶炼制酸过程硫化法污酸水处理得到的硫化砷渣。
进一步优选，聚乙烯塑料颗粒为市售低密度聚乙烯塑料颗粒。
进一步优选，硫化砷渣颗粒和水泥的混合质量比为20:100至250:100。
进一步优选，水泥为硅酸钙水泥（325#或425#）。
本发明的有益效果：
本发明利用聚乙烯塑料软化点低，融化后流动性好的特点，将聚乙烯塑料与硫化砷渣、砷酸钙渣、水碎渣和他们的混合体混合，然后冷却制成聚乙烯塑料砷渣颗粒，硫化砷渣被聚乙烯塑料颗粒包裹，而失去硫化砷的活性。用聚乙烯塑料固化的砷渣颗粒与水泥混合，颗粒表面的少量硫化砷物质可以与水泥成分发生反应，但已被大幅度削弱了其活性，因此仍可用水泥固化处理。这种方法可以实现砷渣的永久、稳定无害化处理。该方法具有操作简单、操作温度低、渣量小、固化效率高、固化体性质稳定的特点，经过水泥固化处理，不影响水泥的凝固性能，固化体的砷浸出浓度达到国家规定的排放标准，是一种理想的砷渣无害化处理的方法，非常适用于硫化砷渣的安全处置堆存和安全填埋。
附图说明
图1为本发明实施例原料硫化砷渣样外观照片；
图2为本发明实施例原料硫化砷渣样SEM图；
图3为本发明实施例原料硫化砷渣样XRD图；
图4为本发明实施例提供的硫化砷渣聚乙烯塑料造粒后的渣样外观照片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，以下结合实施例对本发明做进一步说明。
以下实施例中采用的硫化砷成分如表1所示。
| 成分 | As | S | Cu | Na | Bi | Fe | Zn | Pb |
| 含量/% | 37.56 | 38.12 | 0.58 | 2.33 | 0.79 | 0.31 | 0.092 | 0.16 |
实施例1
取聚乙烯塑料333g，加热至完全熔化（200℃），取硫化砷渣66.7g，加入熔化的聚乙烯塑料液体中，搅拌，降温，继续搅拌直至形成颗粒（聚乙烯塑料:硫化砷渣=100:20）。
分别称取聚乙烯塑料硫化砷颗粒各100g，与200g水泥(425#)混合，静置养生28天，按国标（HJ 557—2010）进行砷的浸出浓度检测，砷的浸出浓度为0.344mg/L，达到国家规定的排放标准。
实施例2
取聚乙烯塑料200g，加热至完全熔化（350℃），取硫化砷渣200g，加入熔化的聚乙烯塑料液体中，搅拌，降温，继续搅拌直至形成颗粒（聚乙烯塑料:硫化砷渣=100:100）。
分别称取聚乙烯塑料硫化砷颗粒100g，与60g水泥(425#)混合，静置养生28天，按国标（HJ 557—2010）进行砷的浸出浓度检测，砷的浸出浓度为0.805mg/L，达到国家规定的排放标准。
本发明利用聚乙烯塑料软化点低，融化后流动性好的特点，将聚乙烯塑料与硫化砷渣、砷酸钙渣、水碎渣和他们的混合体混合，然后冷却制成聚乙烯塑料砷渣颗粒，硫化砷渣被聚乙烯塑料颗粒包裹，而失去硫化砷的活性。用聚乙烯塑料固化的砷渣颗粒与水泥混合，颗粒表面的少量硫化砷物质可以与水泥成分发生反应，但已被大幅度削弱了其活性，因此仍可用水泥固化处理。该方法具有操作简单、操作温度低、渣量小、固化效率高、固化体性质稳定的特点，经过水泥固化处理，不影响水泥的凝固性能，固化体的砷浸出浓度达到国家规定的排放标准，是一种理想的砷渣无害化处理的方法，非常适用于硫化砷渣的安全处置堆存和安全填埋。
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种硫化砷渣聚乙烯塑料无害化处理的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)将聚乙烯塑料颗粒熔化，加入硫化砷渣，搅拌，制成聚乙烯塑料硫化砷颗粒；
2)将聚乙烯塑料硫化砷颗粒用水泥进行固化制成固化体。
2.根据权利要求1所述的一种硫化砷渣聚乙烯塑料无害化处理的方法，其特征在于：聚乙烯塑料颗粒与硫化砷渣的混合质量比为100:20-100:100。
3.根据权利要求1或2所述的一种硫化砷渣聚乙烯塑料无害化处理的方法，其特征在于：聚乙烯塑料颗粒的熔化温度为80-200℃,搅拌速度为150-500rpm。
4.根据权利要求1或2任一项所述的一种硫化砷渣聚乙烯塑料无害化处理的方法，其特征在于：硫化砷渣为铜、铅、锌冶炼制酸过程硫化法污酸水处理得到的硫化砷渣。
5.根据权利要求1所述的一种硫化砷渣聚乙烯塑料无害化处理的方法，其特征在于：聚乙烯塑料颗粒为市售低密度聚乙烯塑料颗粒。
6.根据权利要求1或2所述的一种硫化砷渣聚乙烯塑料无害化处理的方法，其特征在于：聚乙烯塑料硫化砷颗粒和水泥的混合质量比为20:100至250:100。
7.根据权利要求1所述的一种硫化砷渣聚乙烯塑料无害化处理的方法，其特征在于：所述水泥为硅酸钙水泥。
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