[发明专利]一种用于砷渣的稳定化处理方法及设备

说明书

技术领域

本发明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方法及设备。

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。

发明内容

本发明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，本发明提供的技术方案为：

所述用于砷渣的稳定化处理方法包括如下步骤：

(1)将砷渣过筛，将过筛后的小颗粒砷渣与亚铁盐一起加入加料斗中，将过筛后的残余大块废渣收集备用；亚铁盐与砷渣的比例按Fe：As摩尔比1：1.8—3.0控制；

(2)将亚铁盐和砷渣混合物送入搅拌机搅拌3—7min；

(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；

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。

用于上述方法的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，本发明所述处理设备还包括锤式碎石机。

下面对本发明作进一步说明：

本发明在实际运行前，开展了药剂筛选工作，对比了3种试剂，最终确定了本申请中的亚铁试剂在效果及成本上最佳。药剂添加比例、投加方式等，均在工程应用前开展了小试研究，从而得到最佳范围，如果变动，稳定化处理效果差。对于pH>14，浸出毒性为4053mg/L的500g高浓度砷碱渣，设置4组不同七水硫酸亚铁加入量实验，养护1d后，取样测定土壤浸出液中总砷，所得结果如表1所示：

表1