CN204338563U - 一种用于砷渣的稳定化处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于砷渣的稳定化处理设备，它包括搅拌机、皮带运输机、振动筛和加料机；所述搅拌机上设有升降加料斗，所述加料斗靠近皮带运输机前端；所述皮带运输机的传送带上方设有振动筛，所述振动筛后端设有卸渣槽；所述皮带运输机后端设有稳定剂加料机；所述搅拌机上还设有雾酸抽排装置。基于本实用新型设备的砷渣处理方法工艺简单，成本低，修复高效快速，不产生二次污染。该设备结构简单、制造成本低廉，机械化程度高、操作方便，便于工程化应用，工艺简单，成本低，修复高效快速，不产生二次污染。尤其是对超高浓度砷渣的稳定化处理效果良好。

Description

一种用于砷渣的稳定化处理设备

技术领域

本实用新型属于重金属废渣处理领域，具体涉及一种适用于砷渣的稳定化处理设备。

背景技术

砷是有色金属矿石中的主要伴生元素，在采矿或者冶炼过程中往往会产生各种含砷废物，而这些含砷废物有剧毒，在堆存、转运、处理等过程中控制不当就会成为砷污染源。历史上，除少数大型企业外，多数企业并未对含砷废渣进行有效处置，遗留大量历史砷渣需进行稳定化无害化处理。由于含砷废渣在水中溶解度大，对水体和土壤存在着二次污染，而我国危险固体废物处置水平低、起步晚，大多数工业废弃物直接堆存在厂矿空地，未设阻隔，因此废渣堆场的土壤砷污染也十分严重。

近年来，我国砷污染事故呈高发态势，且大多发生在矿区或冶炼厂集中地。因此，砷渣填埋前，必须先进行稳定化处理，避免对环境造成污染。现有的砷渣或砷污染土壤的处理方法主要包括生态修复、化学淋洗、湿法处理和稳定化/固化填埋。植物修复、化学淋洗等方法仅适用于砷浓度较低的情况。冶炼企业在处理有毒砷渣和污泥时，常用热水或酸碱等溶液将砷浸出，然后以钙、铁、镁、铝盐及硫化物等做沉淀剂，对含砷浸出液进行稳定化处理，但沉淀处理后仍将产生大量含砷废渣，二次污染风险大。稳定化/固定化技术，与其他技术相比，更能从时间和成本上满足修复的要求，目前启动的历史遗留砷渣处置工程多采用此方法。目前，污染土壤稳定化处理技术是工程实际中常用的一种方法，其步骤为：土壤经过破碎、筛分等处理之后加入搅拌机，再加入稳定剂，然后搅拌处理后即送填埋处理。但该方法效果不佳，而且并不能有效处理超高浓度的砷渣。一般修复项目中，砷含量在填埋标准的20—50倍左右，比较容易处理。但是，由于资源的匮乏，砷含量较高的贫矿被开发利用，冶炼过程中产生的很多高砷物料也被再次利用，导致排放的废渣砷浓度越来越高，甚至部分超高浓度砷渣的pH>14、浸出毒性>4000mg/L。在以往的污染治理过程中，重金属废渣中砷浸出毒性一般超标十几倍、几十倍，常用的稳定化/固定化技术能够有效使用，但对于那些浸出毒性超标几千倍的砷碱渣，沿用常规方法，设备腐蚀性大，而且处理后渣的浓度仍很高，难以达到危险废物填埋标准，因此，常规处理方法并不适用，急需新的稳定化处理工艺及设备。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的不足，提供一种用于砷渣的稳定化处理设备及方法。

为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

所述用于砷渣的稳定化处理设备包括搅拌机、皮带运输机、振动筛和加料机；所述搅拌机上设有升降加料斗，所述加料斗靠近皮带运输机前端；所述皮带运输机的传送带上方设有振动筛，所述振动筛后端设有卸渣槽；所述皮带运输机后端设有稳定剂加料机；所述搅拌机上还设有雾酸抽排装置。所述雾酸抽排装置即为抽排泵。

优选地，所述振动筛筛网孔径6—10cm，振动筛与水平面呈3—5°夹角，卸渣槽与水平面呈10—15°夹角，所述卸渣槽底端设有收集槽。

更优选地，本实用新型所述处理设备还包括锤式碎石机。

基于上述处理设备的砷渣稳定化处理过程如下：

(1)将砷渣送至振动筛过筛，过筛后的小颗粒砷渣落至皮带运输机的传送带上，由传送带送入加料斗中；过筛后的残余大块废渣则经卸渣槽收集以备后续处理；在砷渣过筛的同时，通过加料机将亚铁盐加到皮带运输机的传送带上，使砷渣与亚铁盐一起被送入加料斗中；亚铁盐与砷渣的比例按Fe：As摩尔比1：1.8—3.0控制；

(2)提升加料斗，将亚铁盐和砷渣混合物送入搅拌机搅拌3—7min，优选5min；

(3)向搅拌机中加入浓硫酸，继续搅拌3—7min后卸料；每kg亚铁盐和砷渣混合物中浓硫酸的添加量为30—50mL；控制搅拌机中液固比为1.2—1.8:10，优选1.5:10；

其中，步骤(1)所述砷渣中砷含量为60000—100000mg/kg，砷浸出浓度为3000—5000mg/L。

下面对本实用新型作进一步说明：

本实用新型的一种适用于超高浓度砷渣的稳定化处理设备主要包括搅拌机、皮带运输机、振动筛、卸渣槽、加料机、锤式碎石机。所述搅拌机、皮带运输机、锤式碎石机均为直接购买的产品。振动筛、卸渣槽、加料机等则根据应用实际，自行设计尺寸并加工，材料为市场上常见的钢材。为方便机械化操作，所有装置根据高程需要，焊接一定高度的支架。

本实用新型所述处理设备中的的搅拌机为高架式，其加料斗能上下提升。加料斗下降之后，能确保传送带运输的砷渣进入加料斗。搅拌机连接浓硫酸输送管、自来水输送管，并装有电控箱、高精度电子防酸流量计、雾酸抽排装置。浓硫酸输送管道选用D50PPR热水管。对搅拌机与酸接触面做防腐处理，涂刷三遍以上环氧树脂。皮带运输机后端安装稳定剂加料机。加料机设置好容量，控制好每一次搅拌需要的药剂。加料斗上装有电机，以方便控制加料。所述振动筛的筛网孔径8cm左右，网下方结构为V型，开口根据传送带的宽度确定。振动筛上装有电机，用以控制筛网的振动。振动筛与水平面成3—5度夹角，低端设置有卸渣槽。卸渣槽横向设置于传送带上方，与水平面成10—15度夹角，低端设置有大块废渣、石块的收集槽。本实用新型的处理设备还可以包括锤式碎石机，该碎石机用于收集从卸渣槽的收集槽中的大块废渣、石块，将这些大块废渣和石块破碎后再投入到振动筛上，如此往复。

本实用新型的处理设备工作时，将超高浓度砷渣用挖掘机转运至振动筛，经过筛后，小颗粒砷渣随传送带进入加料斗。大块废渣，沿网面下滑，并卸渣槽收集后转运至锤式碎石机处理，破碎后的砷渣，放置于原砷渣处，等待下一轮处理。在砷渣过筛的同时，通过加料机将稳定剂亚铁盐(如七水硫酸亚铁)加入到传送带上，与砷渣一并进入加料斗中。根据砷渣浓度，亚铁盐的按Fe：As摩尔比1.8—3.0投加。待装满混合了亚铁盐的砷渣后，提升加料斗。混合物料放入搅拌机中，充分搅拌5min。待砷渣搅拌均匀后，用硫酸泵将浓硫酸通过管道直接输送至搅拌机的搅拌仓。每kg亚铁盐和砷渣混合物中浓硫酸的添加量为30—50mL。并根据硫酸加入量，按照液固比1.5:10补充自来水。继续搅拌5±2分钟，从搅拌机卸料。现场测定处理后的砷渣pH值，若pH在5-6范围内，则处理合格，稳定化处理的高浓度砷碱渣运输至安全填埋场地。否则，需要再次加酸搅拌处理。

本实用新型选用带有可升降加料斗的搅拌器，使得传送带高程较低，不需要高架，节省了空间和成本。高架式的搅拌机，方便处理后的砷渣的转运。

本实用新型直接将筛网置于传送带上方，节省了空间，占地面积小，同时过筛后的废渣直接落于传送带上，不需要转运，节省了人力成本。

本实用新型在搅拌机上设置雾酸抽排装置并对搅拌机与酸接触面做防腐处理，这样可以在处理砷渣过程中直接投加浓硫酸，而不至于腐蚀设备。

本实用新型的设备能够将砷渣和药剂同时加入传送带上，能够提前混合，确保了两种固体的充分接触，有利于稳定化处理的效果。另外，本发明将砷渣与亚铁盐同时添加，一是为了充分混合，二是为了便于机械化操作，便于工程现场的布置，因为要在搅拌机上面组装加药设备，比较麻烦，搅拌机上已做加酸、加水、防雾等装置及相应的计量装置，已经较复杂了，加药设备还需要配备控制投加量的装置，因此本发明采取在传送带上投加药剂，再一起进入搅拌机。而且直接加药至搅拌机中，两者都是固体状态，搅拌能耗大，且混合难以均匀；另外，避免硫酸加入量不准确而影响最后的pH，导致稳定化效果差。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型设备能够对超高浓度砷渣(浓度：60000-100000mg/kg；砷浸出浓度：3000-5000mg/L)进行稳定化处理，处理后的废渣浸出毒性低，达到《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2001)规定的控制限值2.5mg/L，实现了超高浓度含砷废渣或土壤的稳定化处置。

(2)施工操作简便、机械化程度高，便于工程化应用。而且砷有剧毒，处理过程中避开大量的人工操作，能保证人身安全。对于超高浓度有毒砷渣，实现机械化、自动化处置，十分必要。

(3)设备结构简单，加工容易，制造成本低。稳定剂为常见药剂，成本低廉；处理时间短，修复高效快速，不产生二次污染。

总之，本实用新型提供了一种能作为工程化应用的超高浓度砷渣的稳定化处理设备。该设备结构简单、制造成本低廉，机械化程度高、操作方便，便于工程化应用，工艺简单，成本低，修复高效快速，不产生二次污染。尤其是对超高浓度砷渣的稳定化处理效果良好。

附图说明

图1为本实用新型处理设备结构示意图。

图中，1-搅拌机，2-皮带运输机，3-振动筛，4-卸渣槽，5-加料机，6-加料斗，7-电控箱，8-流量计，9-高精度电子防酸流量计，10-自来水输送泵，11-硫酸输送泵，12-雾酸抽排装置，13-加料电机，14-振动筛电机，15-锤式碎石机。

具体实施方式

实施例1

参见图1，所述用于砷渣的稳定化处理设备包括搅拌机1、皮带运输机2、振动筛3和加料机5；其特征在于，所述搅拌机1上设有升降加料斗6，所述加料斗6靠近皮带运输机2前端；所述皮带运输机2的传送带上方设有振动筛3，所述振动筛3后端设有卸渣槽4；所述皮带运输机2后端设有稳定剂加料机5；所述搅拌机1上还设有雾酸抽排装置12。

所述振动筛3筛网孔径6—10cm，振动筛3与水平面呈3—5°夹角，卸渣槽4与水平面呈10—15°夹角，所述卸渣槽4底端设有收集槽。

所述搅拌机1上还设有电控箱7，所述搅拌机1还连有硫酸输送泵11、自来水输送泵10，硫酸输送泵11与搅拌机1相连的管道上设有高精度电子防酸流量计9，自来水输送泵10与搅拌机1相连的管道上设有流量计8。

所述振动筛3上还设有振动筛电机14。加料机5上还设有加料电机13。

所述处理设备还包括锤式碎石机15。

实施例2某有色金属工业园遗留重金属污染场地高浓度砷污染渣土修复工程实例

采用挖掘机挖取超高浓度的棕红色砷渣(砷渣中砷含量为60000—100000mg/kg，砷浸出浓度为3000—5000mg/L)，放入筛网中去掉大块物质，小颗粒砷渣随传送带进入加料斗中。通过加料斗投加七水硫酸亚铁到传送带上，与砷渣一并进入加料斗中。加料斗装满后提升，将物料转入搅拌仓中充分搅拌5min。然后加酸调节砷渣pH，加酸的同时，开启搅拌设备，搅拌使得混合物呈稀泥状。本实施例采用大小为0.5m³的搅拌机，每转满一盘加料斗后，砷渣的量约为800kg，七水硫酸亚铁的量约为250kg(5袋)，浓硫酸消耗40L，自来水消耗40L。处理后的废渣，现场测得pH为5.4。养护2天后渣的pH为5.5，浸出液As浓度为0.3mg/L，满足《危险废物填埋污染控制标准》。

Claims (2)

1.一种用于砷渣的稳定化处理设备，包括搅拌机(1)、皮带运输机(2)、振动筛(3)和加料机(5)；其特征在于，所述搅拌机(1)上设有升降加料斗(6)，所述加料斗(6)靠近皮带运输机(2)前端；所述皮带运输机(2)的传送带上方设有振动筛(3)，所述振动筛(3)后端设有卸渣槽(4)；所述皮带运输机(2)后端设有稳定剂加料机(5)；所述搅拌机(1)上还设有雾酸抽排装置(12)。

2.如权利要求1所述的处理设备，其特征在于，所述振动筛(3)筛网孔径6—10cm，振动筛(3)与水平面呈3—5°夹角，卸渣槽(4)与水平面呈10—15°夹角，所述卸渣槽(4)底端设有收集槽。