[发明专利]一种砷酸铁渣稳定化的方法

说明书

本发明公开了一种砷酸铁渣稳定化的方法，包括以下步骤：(1)在含砷废渣中加入铁系稳定剂，混合；(2)混合物添加反应液，搅拌制得浆料；(3)在一定条件下搅拌浆料后，进行液固分离，过滤产物经过静置风干或烘干脱水，即得到砷酸铁渣的稳定产物；滤液返至反应液再利用。本方法具有工艺简单、易于操作、辅料成本低、无二次污染、增容比小等优点。可直接运用于砷酸铁渣的最终处理处置。

技术领域

本发明涉及一种砷酸铁渣稳定化的方法，是一种对冶金行业含砷废渣无害化新技术，属于砷污染治理领域。

背景技术

砷是一种以有毒而闻名的类金属元素，其人为污染源主要包括有色金属冶炼、化石燃料燃烧等。由于砷的毒性极强，砷制品市场逐年萎缩，大量含砷危废急需妥善处理。铁盐稳砷是主流的砷污染治理技术，其稳砷机制是：通过加入铁系稳定剂，实现游离态的砷与铁离子结合，并通过矿相调控，获得稳定砷铁矿相(如臭葱石)。然而，在实际操作过程中，砷铁矿相晶化过程容易受到杂质、工艺条件等因素的影响，其最终产物——酸性含砷污泥浸出毒性波动较大，浸出毒性很难达到《危险废物填埋污染控制标准(GB 18598-2001)》(As2.5mg/L)。因此，砷酸铁渣的高效、安全的处置成了亟待解决的问题，具有很大现实的意义。

现有含砷污泥稳定化处理工艺当中，大都采用钙盐、铁盐等稳定剂，很少有采用铁粉(零价铁)稳定化含砷污泥的研究。目前公开的一篇专利涉及相关研究(闵小波，柴立元，王密等.一种Fe-Mn体系吸附剂及其制备和应用方法.专利号：CN 104353407A)，研究人员以铁和二氧化锰为原料，利用机械球磨的活化作用，在水介质中球磨Fe-Mn体系混合物，球磨后将产物取出，调节pH值至4～6、陈化、过滤、干燥、研磨、过筛得到Fe-Mn体系吸附剂。该吸附剂对砷具有良好的吸附性能和较大的吸附容量。另有一篇专利研究(闵小波，柯勇，李阳文君等.一种Fe@FeS₂复合材料及制备方法和应用.专利号：CN 106669586A)，研究人员以铁粉和黄铁矿混合进行机械活化，得到高活性，高吸附量的砷吸附剂材料，可用于含砷废水处理。上述相关专利，虽然都是采用铁系制剂对砷进行吸附，但是这些吸附剂材料都需要复杂的制备过程，而且主要是针对含砷废水进行处理，并未提及含砷污泥的处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的砷酸铁渣稳定化的方法。该方法基于污泥中砷与铁反应的途径优化，首次利用零价铁开发了一种新型的砷酸铁类废渣稳定化技术，具有工艺简单、易于操作、辅料成本低、无二次污染、增容比小等优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术手段：

一种砷酸铁渣稳定化的方法，包括如下步骤：

(1)加入铁系稳定剂

在砷酸铁渣中按照一定比例加入铁系稳定剂并混合均匀，铁系稳定剂包括纳米零价铁粉、机械球磨后的铁粉或铁屑；

(2)稳定化阶段1

在混合物添加反应液，搅拌制得浆料，在一定温度条件下，反应一定时间；所述的反应液包括：醋酸、氯离子、硝酸根离子，并调节pH值至3.0～6.5；

(3)稳定化阶段2

将反应完成后的浆料进行液固分离，过滤产物干燥，即获得砷酸铁渣的稳定产物。

步骤(1)所述的砷酸铁渣是冶金工业产生以砷酸铁为主的砷酸铁渣，所述的砷酸铁渣主要成分及质量百分比为：As 10.08％～33.05％、Fe 7.29％～23.07％，含水率不超过90％。

步骤(1)所述铁系稳定剂粒径小于1mm，机械球磨后铁系稳定剂的粒径为10～40μm(D50)，铁质量含量90％。

步骤(1)中铁系稳定剂的添加量根据砷酸铁渣中砷的含量确定，铁系稳定剂中铁与砷酸铁渣中砷的摩尔比为0.25:1～0.75:1；优选0.5:1。