一种含砷废渣转化为砷铝石稳定化处理并回收硫磺的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110407250A(43)申请公布日2019.11.05(21)申请号201910746898.X(22)申请日2019.08.14(71)申请人中国科学院生态环境研究中心地址100085北京市海淀区双清路18号(72)发明人张静李明洋刘峰(51)Int.Cl.C01G28/02(2006.01)C01B17/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种含砷废渣转化为砷铝石稳定化处理并回收硫磺的方法(57)摘要本文公开了一种含砷废渣转化为砷铝石稳定化处理并回收硫磺的方法，本文主要采用水热法，通过引入矿化剂硫酸铝将砷渣快速转化成砷铝石，对转化条件进行优化并评估砷铝石的长期稳定性。本发明通过调整含砷废渣固液比、pH等，然后将含砷废渣进行水热反应，通过控制反应温度、反应压力、反应时间方式。从而实现了砷的固化稳定化。实验结果表明，本发明提供一种砷废渣水热稳定固化处理新方法，砷的稳定化效率可高达80％，同时能够实现硫的资源化，其中硫的回收率也高于90％，纯度超过90％。处理后的砷渣毒性浸出小于2mg/L，小于危险废弃物毒性浸出标准限值(5mg/L)，满足危险废弃物堆存要求，表明了该技术对砷渣的稳定化处理经济有效。CN110407250ACN110407250A权利要求书1/1页1.一种含砷废渣转化为砷铝石稳定化处理并回收硫磺的方法，包括以下步骤：(1)配置一定浓度的硫酸铝、过氧化氢的混合液，用0.1mol/L的硫酸或氢氧化钠调节pH值并搅拌均匀；(2)将硫化砷渣加入到步骤(1)中的混合液，搅拌混合均匀；(3)将步骤(2)中混合液移至反高压应釜中，在一定温度下反应后自然冷却至室温；(4)反应后得到含砷滤渣、上清液、以及漂浮在上清液的黄色固体，分别将两种固体洗涤后干燥。2.如权利要求1所述的一种含砷废渣转化为砷铝石稳定化处理并回收硫磺的方法，其特征在于：将含砷废渣、硫酸铝(Al2(SO4)3)、过氧化氢混合液至高压反应釜中进行水热处理。3.如权利要求1所述的一种含砷废渣相化为砷铝石稳定化处理并回收硫磺的方法，其特征在于：所述含砷废渣物料可以是有色金属行业产生的高浓度含砷废酸及高浓度含砷电解液，通过沉淀工艺处理产生的三硫化二砷(As2S3)、五硫化二砷(As2S5)、砷酸钙渣(CaAsO4)、砷酸铁渣(FeAsO4)等。4.如权利要求1所述的一种含砷废渣转化为砷铝石稳定化处理并回收硫磺的方法，其特征在于：所述水热反应药剂是过氧化氢(10％～15％)、硫酸铝。5.如权利要求1所述的一种含砷废渣转化为砷铝石稳定化处理并回收硫磺的方法，其特征在于：所述混合液的固液比1:150～1:80g/ml，pH＝1～3。6.如权利要求1所述的一种含砷废渣转化为砷铝石稳定化处理并回收硫磺的方法，其特征在于：所述的水热温度为180～200℃，保温时间为2～4小时，反应釜内反应的填充率为50％～80％。7.如权利要求1所述的一种含砷废渣转化为砷铝石稳定化处理并回收硫磺的方法，其特征在于：水热后固体样为黄色固体单质硫和白色滤渣晶体砷铝石，其中单质硫的回收率大于90％；砷铝石是一种类似于臭葱石的砷酸盐矿物，大颗粒晶体结构的砷铝石有着稳定的性质，对其浸出毒性进行鉴别，符合固体废物安全堆存的要求。2CN110407250A说明书1/3页一种含砷废渣转化为砷铝石稳定化处理并回收硫磺的方法技术领域[0001]本发明涉及有色金属冶炼技术及环保领域，涉及含砷废渣的固化稳定化处理及硫磺的回收利用领域。背景技术[0002]有色金属冶炼过程中产生大量的高浓度含砷废液，对于这种高浓度含砷废酸主要是采用沉淀工艺处理，该工艺简单，处理效果好因此被广泛使用。然而过程中产生大量含砷废渣属于剧毒物质，其中包括硫化砷渣(As2S3、As2S5)、砷酸盐类渣(CaHAsO4、Ca3(AsO4)2、FeAsO4)。这些含砷废渣一般是无定型的纳米颗粒，属于剧毒物品，易致癌，易溶于碱金属氢氧化物、碳酸盐，与过氧化物和浓硝酸作用氧化成砷酸而溶解，容易对环境和人体健康造成威胁，而且，这些含砷废渣凝胶有含水率高、颗粒小、难过滤的特点，大大增加了堆存的难度，且在堆放过程中向空气中散发硫化氢气体，其中的砷极易被氧化释放到环境中，造成土壤、水体污染，对人类和环境产生极大的影响。如果砷废渣不能得到妥善的处理和处置，不仅限制企业酸性废水的硫化处理工艺运行，而且存在极大的安全隐患，非常容易造成二次污染。因此，需要找到一种经济环保的方法对含砷废渣进行后续处理。[0003]铝盐、铁盐在控制砷的迁移方面发挥着重要的作用，因为这些金属在自然环境和水处理过程中普遍存在。近几十年来，人们对铁砷相溶解度的研究越来越多，而砷铝酸盐作为