[发明专利]一种火法炼铜烟气制酸过程中产生含砷危废渣的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以铜矿为原料火法炼铜附产二氧化硫烟气，回收二氧化硫烟气净化制酸过程中产生的含砷危废渣无害化处理的一种方法，属于有色金属冶炼技术领域。

技术背景

火法炼铜所用矿粉中的铜一般以铜的硫化物形态存在，砷主要是以砷黝铜矿(3Cu2S.As2S3)和硫砷铜矿(Cu3AsS4)的形式与铜伴生，含砷矿物在采选过程中基本不溶于水而赋存在铜精砂中，在熔炼过程中，铜精矿中的砷基本全部气化进入冶炼烟气中，并以As₂O₃的形态存在，火法炼铜附产烟气必须净化才能生产工业成品硫酸，烟气净化除砷及除重金属大部分企业采用铁盐法电絮凝联合除砷工艺，这种工艺使污酸中的砷生成亚砷酸钙、砷酸钙及氟化钙并与重金属一起沉淀，进一步用电絮凝，膜过滤、树脂过滤等方法将污水中砷离子除去，处理水达GB25467-2010标准后在生产车间闭路循环使用，这种处理工艺经生产实践证明：投资省、运行费用低，处理结果理想，是行之有效的处理工艺之一，但产生的污泥量较大，一套10吨铜的生产装置，年产生含砷危废渣19470吨，加上含水45%，年产含砷危废渣达28000余吨，这种砷渣除了含砷达3.5～4%以外，还含其它重金属盐，容易形成二次污染，再一种是硫化钠脱砷，脱砷可达98.5%以上，同样产生含砷危废渣，如果是年产10万铜的装置，产生含高砷危废渣4100吨/年以上；也要进行再处理；第三：采用硫化氢法，本方法与硫化钠法工艺相近，只是采用了氨自制硫化氢再用硫化氢与砷酸反应，过滤得到含砷渣，这种方式得到的含砷渣量与硫化钠法差不多，只是生产成本略低于硫化钠法，年产10万铜产生危废渣4100吨以上，这三种处理含砷废水的方法均会有含砷危废渣产生，都要进行二次危废渣的处理。

目前的处理方法主要有：

①永久掩埋法：用钢混砼结构建设堆放池，将废渣放入面上覆盖新土，此种方法投资大，场地宽，耗资多，放置量不多，解决不了量的问题，也有泄漏的危险。

②外委专业机构处理：目前找专业机构处理一吨危废渣费用1650合适否元，如果本市处理3200～3800元/吨，以年产十万吨铜的企业为例，它的废渣产量为6000吨/年，年处理费用达1000～2280余万元，各冶炼企业都是非常大的压力。

由于处理含砷危渣生产均为砷酸盐，微溶于水，溶于酸；氟化钙也溶于水，以上三种含砷物质均溶于水，只要有适当的条件均会对环境造成污染，面对以上尴尬局面，铜冶炼企业均进行了不同的研究，但效果不佳，主要研究的方向有：

③、含砷危废渣的固化处理

水泥固化就是以水泥为固化剂将危险废物进行固化的一种处理方法，固化时，水泥与废物中的水分或另外添加的水分发生水化反应生成凝胶，将废物中的有害微粒分别包容起来，并逐步硬化成水泥固化体。

这种方法工艺简单、设备和运行费用低，固化体的强度、耐热性、耐久性好而在工业上广泛应用，但浸出率较高，需作涂层处理；水泥固化体的容重大；有的废物需进行预处理和投加添加剂，处理费用增高，对火法炼铜产生的大量砷渣无多大意义。

④、含砷危废渣有机聚合物固化处理

有机聚合物固化是将某种有机聚合物的单体与废物在一个特殊设置的容器中完全混合并加入一种催化剂搅拌均匀，使其聚合、固化，这种方法可以在常温下操作；添加的催化剂数量很少，最终产品体积比其他固化法小，既能处理干渣，也能处理湿泥浆，不够安全，有时使用的强酸性催化剂在聚合过程中会使重金属浸出，并要求使用耐腐蚀设备；固化体耐老化性能力差；且固化体松散，需装入容器处置，增加了处置费用。

以上这些传统处理方法的特点是：有的处理方法工艺复杂，投资大；有的固化性差，运行费用高，有的体积大，外壳要作外包裹；关键是未去除有害物质砷，有再次污染的环境的危险；含砷中和渣不能资源再利用。上述方法对于产生污泥量多的铜冶炼企业不实用。

发明目的

本发明的目的是提供一种工艺简单、投资小、固化性好、避免再次污染环境；可资源化利用，能很好地解决火法炼铜烟气净化制酸过程中产生的含砷危废渣低成本处理的方法。

本发明的方法主要是通过热分解炉分解砷，在热解过程中加入二氧化硅，利用二氧化硅颗粒细腻，结合紧密等特性将脱除砷的工业废料结构改变，将危废工业废料转化为化工原料，使之能资源化利用，达到治理含砷危废中和渣的目的。