一种强化钙盐沉砷效果和提高砷钙渣稳定性的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115124128A(43)申请公布日2022.09.30(21)申请号202210720156.1(22)申请日2022.06.23(71)申请人江西理工大学地址341000江西省赣州市红旗大道86号(72)发明人李玉虎杨裕东马艳丽赵毅徐志峰王瑞祥(74)专利代理机构长沙智勤知识产权代理事务所(普通合伙)43254专利代理师曾芳琴(51)Int.Cl.C02F1/58(2006.01)C02F9/04(2006.01)C02F101/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种强化钙盐沉砷效果和提高砷钙渣稳定性的方法(57)摘要本发明公开一种强化钙盐沉砷效果和提高砷钙渣稳定性的方法。为解决石灰沉砷效果差、沉砷渣稳定性不佳的问题，本发明提出在高压釜中进行砷的沉淀，利用高温高压条件强化砷的沉淀，实现砷的高效沉淀，并借助水热环境提高沉砷渣结晶度，进而降低沉砷渣的浸出毒性，提升砷钙渣的环境稳定性。此外，利用本工艺还可实现碱的再生，从而实现含砷废水的资源化利用。本发明具有工艺方法简单、成本低、碱回收率高的优点，具有良好的产业化应用前景。CN115124128ACN115124128A权利要求书1/1页1.一种强化钙盐沉砷效果和提高砷钙渣稳定性的方法，其特征在于：以高压釜为反应器，将含砷溶液和钙盐混合后加入反应釜内，然后搅拌加热，在高温高压下进行砷的沉淀；保温反应一定时间后，降温卸压，过滤获得纯净的碱液和稳定的沉砷渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述含砷溶液pH大于等于5，砷含量大于0.05g/L。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述钙盐为钙的氧化物或氢氧化物，为粉状，粒度大于100目。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述高温高压为反应温度为105‑210℃，压力为0.12‑1.9Mpa，所述压力为反应过程蒸汽压。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述钙盐加入量为砷摩尔量的1.7‑3.5倍。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应时间为30‑150min。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：当初始pH越高，所需反应温度越高。2CN115124128A说明书1/5页一种强化钙盐沉砷效果和提高砷钙渣稳定性的方法技术领域[0001]本发明涉及一种强化钙盐沉砷效果和提高砷钙渣稳定性的方法，属于环保领域。技术背景[0002]砷是一种极其危险的毒性致癌元素，长期饮用含砷水会导致人体出现皮肤癌、内脏癌症等问题，为此，全球各国对含砷物料有着严格的管控。世界卫生组织规定饮用水中砷浓度不得超过10μg/L，然而随着人类矿冶活动的显著增加、化石燃料的大量使用，使得砷不断进入环境，特别是进入水体后迅速扩散，导致砷污染事件频发。因此，含砷废水的处置一直备受业界关注。[0003]目前，已报道的含砷废水处理技术大致可分为沉淀法、吸附法、萃取法、离子交换法等工艺，其中以沉淀法应用较为普遍。按照沉淀类型，沉淀法又可分为铁盐沉淀法、硫化物沉淀法和石灰沉淀法。铁盐沉淀法工艺较为复杂，条件较为苛刻，适用于酸性含砷废水，特别是当溶液中本身存在足量的铁离子时，成本相对较低；否则存在成本高、效率低的缺点。硫化沉淀法通常也用于酸性溶液沉砷，由于其沉淀过程易于产生毒性较大的硫化氢气体，导致生产管控难度较大。另外，由于沉砷所用硫化剂价格加高，导致除砷成本过高，通常用于复杂溶液中砷的选择性沉淀。与硫化沉淀法和铁盐沉淀法不同，石灰沉淀法具有工艺简单、成本低的优势，因而应用较为广泛，但该方法难以将砷沉淀完全，特别对于碱性体系，砷的沉淀率更低。此外，石灰沉砷法所产砷钙渣的环境稳定性较差，在堆存过程中易于发生不一致溶解，引起二次污染问题。[0004]因此，尽管技术人员针对含砷废水的处置开展了大量的工作，并取得了一些成效，但仍存在诸多不足，如工艺复杂、砷沉淀率不高、所得固砷产物环境稳定不佳、成本高，业界亟需一种砷沉淀率高、成本低廉、产物稳定高的含砷废水的处理方法。发明内容[0005]针对现有含砷废水处理方法存在砷沉淀分离不彻底、沉砷产物稳定性不佳、成本高的不足，本发明提供了一种强化石灰沉砷效果和提高砷钙渣稳定性的方法，旨在实现砷的深度脱除，并完成砷的固化，从而实现含砷废水的资源化和无害化的处理。[0006]经大量调研和实验，发明人认为，相对其它脱砷工艺，采用石灰沉砷工艺处理含砷废水更具优势，但需要解决砷的完全沉淀和砷钙渣的稳定化问题。本发明人经过深入研究后发现，与常规高温沉砷工艺不同，利用高温高压反应条件可以强化砷的沉淀，实现砷的完全沉淀，且利用高温高压条件所营造的水热环境，可以有效调控砷酸钙的形核和生长，使得砷酸钙颗粒在低过饱和度环境下的可控生长，从而