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              堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法與流程

              749   編輯:中冶有色技術網   來源:揚州杰嘉工業固廢處置有限公司  
              2023-11-03 15:54:38
              堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法與流程

              1.本發明涉及化工環保技術領域,具體涉及堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法。

              背景技術:

              2.在自然界中,砷總是伴隨各種有價金屬共生,隨著有色金屬冶煉、化工原料生產、化學品制造等行業的發展,含砷廢渣、污泥來源變得越來越復雜和廣泛,含砷廢渣、污泥中砷將通過土壤、大氣、水等介質可以對環境造成影響,特別是對地下水的影響,一旦污染,后果非常嚴重。目前含砷廢渣、污泥一般采用中和法、沉淀法等方法進行處理,將產生大量的固體污泥,這些污泥中含有的有毒有害物質砷等重金屬化合物,遇水,特別是酸性水會促使其分解,會有大量砷酸根離子溶出,危害環境,危害人畜,存在嚴重安全隱患,是制約行業綠色、可持續發展的一大環境瓶頸。

              3.呈堿性的含砷酸鹽廢渣,其中重金屬砷以砷酸鈉的形式存在,其浸出液中砷濃度達到5000

              ?

              10000mg/l,采用傳統的石灰水泥固化方法效果不佳,藥劑消耗高,固化體增容比大。

              技術實現要素:

              4.本發明的目的在于針對現有技術的不足之處,提供堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法。

              5.本發明解決上述問題的技術方案為:堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法,具體包括以下步驟:

              6.第一步,將堿性含砷酸鹽廢渣進行破碎篩分處理;

              7.第二步,將粉末狀的高鐵鹽、錳鹽、鋁鹽、鎂鹽加入到去離子水中,攪拌均勻,得到砷酸鈉鹽穩定藥劑;

              8.第三步,將足量的第二步制備的砷酸鈉鹽穩定藥劑與破碎篩分處理后的含砷酸鈉鹽廢渣混合均勻,所述含砷酸鈉鹽廢渣在所述砷酸鈉鹽穩定藥劑中的質量濃度為1g/ml,加熱至60℃,攪拌反應15

              ?

              20min后,陳化1

              ?

              2h,過濾后即得到鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物;

              9.第四步,在第三步得到的鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物中添加固化劑,攪拌均勻后固化成型。

              10.進一步的,所述高鐵鹽為高氯酸鐵、三氯化鐵中的一種或兩者組成的混合物。

              11.進一步的,所述錳鹽為硫酸錳、氯化錳中的一種或兩者組成的混合物。

              12.進一步的,所述鋁鹽為硫酸鋁、三氯化鋁中的一種或兩者組成的混合物。

              13.進一步的,所述鎂鹽為硫酸鎂、氯化鎂中的一種或兩者組成的混合物。

              14.進一步的,在第二步中制備的砷酸鈉鹽穩定藥劑中金屬元素fe與mn、al、mg的摩爾比為1:1:1:0.5

              ?

              2。

              15.進一步的,在第二步中制備的砷酸鈉鹽穩定藥劑中的金屬離子濃度在去離子水中的濃度為3mol/l。

              16.進一步的,所述固化劑為水泥或石膏。

              17.進一步的,在第四步中,所述固化劑與所述鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物的質量比為1:1

              ?

              1.5。

              18.本發明具有有益效果:

              19.本發明提供了堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法,經處理后的堿性含砷酸鹽廢渣,砷浸出濃度低于1.2mg/l,達到《危險廢物填埋污染控制標準》;對ph=8

              ?

              10的堿性含砷酸鹽廢渣進行安全處置,能夠有效限制限制土壤環境中重金屬砷的遷移和擴散,最后添加固化劑,使得所獲鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物固化成型,具有更好的穩定性,方便填埋處理。

              具體實施方式

              20.在本發明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以通過具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

              21.下列實施例中第一步將堿性含砷酸鹽廢渣進行破碎篩分后,按照hj/t 299

              ?

              2007《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》制備出浸出液,對浸出液按gb 5085.3

              ?

              2007《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》中的方法測定堿性含砷酸鹽廢渣中砷含量和廢渣浸出液中砷的濃度,下列實施例中堿性含砷酸鹽廢渣的ph值為8

              ?

              10。

              22.以下實施例所采用的高鐵鹽為高氯酸鐵、三氯化鐵中的一種或兩者組成的混合物;錳鹽為硫酸錳、氯化錳中的一種或兩者組成的混合物;鋁鹽為硫酸鋁、三氯化鋁中的一種或兩者組成的混合物;鎂鹽為硫酸鎂、氯化鎂中的一種或兩者組成的混合物;所采用的固化劑為水泥或石膏。

              23.實施例1

              24.第一步,將堿性含砷酸鹽廢渣進行破碎篩分處理,所述堿性含砷酸鹽廢渣中砷含量為6495mg/kg,廢渣浸出液中砷的濃度為5023mg/l。

              25.第二步,將粉末狀的高鐵鹽、錳鹽、鋁鹽、鎂鹽加入到去離子水中,攪拌均勻,得到砷酸鈉鹽穩定藥劑,所述砷酸鈉鹽穩定藥劑中金屬元素fe與mn、al、mg的摩爾比為1:1:1:1,砷酸鈉鹽穩定藥劑中的金屬離子濃度在去離子水中的濃度為3mol/l。

              26.第三步,將足量的第二步制備的砷酸鈉鹽穩定藥劑與破碎篩分處理后的含砷酸鈉鹽廢渣混合均勻,所述含砷酸鈉鹽廢渣在所述砷酸鈉鹽穩定藥劑中的質量濃度為1g/ml,加熱至60℃,攪拌反應15min后,陳化1h,過濾后即得到鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物。

              27.第四步,在第三步得到的鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物中添加固化劑,所述固化劑所述鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物的質量比為1:1,攪拌均勻后固化成型,經檢測固化體浸出液砷濃度為0.01mg/l,即可進行填埋處理。

              28.實施例2

              29.第一步,對堿性含砷酸鹽廢渣進行破碎篩分處理,所述堿性含砷酸鹽廢渣中砷含量為9243mg/kg,廢渣浸出液中砷的濃度為7154mg/l。

              30.第二步,將粉末狀的高鐵鹽、錳鹽、鋁鹽、鎂鹽加入到去離子水中,攪拌均勻,得到

              砷酸鈉鹽穩定藥劑,所述砷酸鈉鹽穩定藥劑中金屬元素fe與mn、al、mg的摩爾比為1:1:1:1,砷酸鈉鹽穩定藥劑中的金屬離子濃度在去離子水中的濃度為3.5mol/l。

              31.第三步,將足量的第二步制備的砷酸鈉鹽穩定藥劑與破碎篩分處理后的含砷酸鈉鹽廢渣混合均勻,所述含砷酸鈉鹽廢渣在所述砷酸鈉鹽穩定藥劑中的質量濃度為1g/ml,加熱至60℃,攪拌反應15min后,陳化1h,過濾后即得到鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物。

              32.第四步,在第三步得到的鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物中添加固化劑,所述固化劑與所述鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物的質量比為1:1.2,攪拌均勻后固化成型,經檢測固化體浸出液砷濃度為0.03mg/l,即可進行填埋處理。

              33.實施例3

              34.第一步,將堿性含砷酸鹽廢渣進行破碎篩分處理,所述堿性含砷酸鹽廢渣中砷含量為10647mg/kg,廢渣浸出液中砷的濃度為8236mg/l。

              35.第二步,將粉末狀的高鐵鹽、錳鹽、鋁鹽、鎂鹽加入到去離子水中,攪拌均勻,得到砷酸鈉鹽穩定藥劑,所述砷酸鈉鹽穩定藥劑中金屬元素fe與mn、al、mg的摩爾比為1:1:1:1,砷酸鈉鹽穩定藥劑中的金屬離子濃度在去離子水中的濃度為4mol/l。

              36.第三步,將足量的第二步制備的砷酸鈉鹽穩定藥劑與破碎篩分處理后的含砷酸鈉鹽廢渣混合均勻,所述含砷酸鈉鹽廢渣在所述砷酸鈉鹽穩定藥劑中的質量濃度為1g/ml,加熱至60℃,攪拌反應15min后,陳化1.5h,過濾后即得到鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物。

              37.第四步,在第三步得到的鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物中添加固化劑,所述固化劑與所述鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物的質量比為1:1.4,攪拌均勻后固化成型,經檢測固化體浸出液砷濃度為0.05mg/ll,即可進行填埋處理。

              38.實施例4

              39.第一步,將堿性含砷酸鹽廢渣進行破碎篩分處理,所述堿性含砷酸鹽廢渣中砷含量為12186mg/kg,廢渣浸出液中砷的濃度為9425mg/l。

              40.第二步,將粉末狀的高鐵鹽、錳鹽、鋁鹽、鎂鹽加入到去離子水中,攪拌均勻,得到砷酸鈉鹽穩定藥劑,所述砷酸鈉鹽穩定藥劑中金屬元素fe與mn、al、mg的摩爾比為1:1:1:1,砷酸鈉鹽穩定藥劑中的金屬離子濃度在去離子水中的濃度為4.3mol/l。

              41.第三步,將足量的第二步制備的砷酸鈉鹽穩定藥劑與破碎篩分處理后的含砷酸鈉鹽廢渣混合均勻,所述含砷酸鈉鹽廢渣在所述砷酸鈉鹽穩定藥劑中的質量濃度為1g/ml,加熱至60℃,攪拌反應17min后,陳化2h,過濾后即得到鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物。

              42.第四步,在第三步得到的鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物中添加固化劑,所述固化劑與所述鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物的質量比為1:1.5,攪拌均勻后固化成型,經檢測固化體浸出液砷濃度為0.11mg/ll,即可進行填埋處理。

              43.實施例5

              44.第一步,將堿性含砷酸鹽廢渣進行破碎篩分處理,所述堿性含砷酸鹽廢渣中砷含量為12994mg/kg,廢渣浸出液中砷的濃度為9852mg/l。

              45.第二步,將粉末狀的高鐵鹽、錳鹽、鋁鹽、鎂鹽加入到去離子水中,攪拌均勻,得到砷酸鈉鹽穩定藥劑,所述砷酸鈉鹽穩定藥劑中金屬元素fe與mn、al、mg的摩爾比為1:1:1:1,砷酸鈉鹽穩定藥劑中的金屬離子濃度在去離子水中的濃度為5mol/l。

              46.第三步,將足量的第二步制備的砷酸鈉鹽穩定藥劑與破碎篩分處理后的含砷酸鈉

              鹽廢渣混合均勻,所述含砷酸鈉鹽廢渣在所述砷酸鈉鹽穩定藥劑中的質量濃度為1g/ml,加熱至60℃,攪拌反應20min后,陳化2h,過濾后即得到鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物。

              47.第四步,在第三步得到的鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物中添加固化劑,所述固化劑與所述鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物的質量比為1:1.5,攪拌均勻后固化成型,經檢測固化體浸出液砷濃度為0.14mg/ll,即可進行填埋處理。

              48.再進行3組對比組進行結果比對,分別為對比例1

              ?

              3;

              49.對比例1與實施例1的區別在于,對比例1中的砷酸鈉鹽穩定藥劑按照以下步驟獲得:將粉末狀的高鐵鹽、錳鹽、鋁鹽按照一定比例加入到去離子水中,攪拌均勻,得到砷酸鈉鹽穩定藥劑,其中高鐵鹽、錳鹽、鋁鹽中金屬元素fe與mn、al的摩爾比為1:1:1,砷酸鈉鹽穩定藥劑中的金屬離子濃度在去離子水中的濃度為3mol/l。堿性含砷酸鹽廢渣中砷含量為6493mg/kg,廢渣浸出液中砷的濃度為5015mg/l。

              50.對比例2與實施例1的區別在于,對比例2中的砷酸鈉鹽穩定藥劑按照以下步驟獲得:將粉末狀的高鐵鹽、錳鹽、鋁鹽、鎂鹽按照一定比例加入到去離子水中,攪拌均勻,得到砷酸鈉鹽穩定藥劑,所述高鐵鹽、錳鹽、鋁鹽、鎂鹽中金屬元素fe與mn、al、mg的摩爾比為1:1:1:2,砷酸鈉鹽穩定藥劑中的金屬離子濃度在去離子水中的濃度為3mol/l。堿性含砷酸鹽廢渣中砷含量為6498mg/kg,廢渣浸出液中砷的濃度為5027mg/l。

              51.對比例3與實施例1的區別在于,對比例3中的砷酸鈉鹽穩定藥劑按照以下步驟獲得:將粉末狀的高鐵鹽、錳鹽、鋁鹽、鎂鹽按照一定比例加入到去離子水中,攪拌均勻,得到砷酸鈉鹽穩定藥劑,所述高鐵鹽、錳鹽、鋁鹽、鎂鹽中金屬元素fe與mn、al、mg的摩爾比為1:1:1:0.5,砷酸鈉鹽穩定藥劑中的金屬離子濃度在去離子水中的濃度為3mol/l。堿性含砷酸鹽廢渣中砷含量為6491mg/kg,廢渣浸出液中砷的濃度為5011mg/l。

              52.將實施例1

              ?

              5和對比例1

              ?

              3進行性能測試:

              53.性能測試參照《固體廢物_浸出毒性浸出方法_硫酸硝酸法》(hj

              ?

              t299

              ?

              2007)附錄e:p32

              ?

              34將實施例1

              ?

              5和對比例1

              ?

              3所獲固化物進行毒性浸出檢測,檢測分析結果如表1所示:

              54.表1檢測分析結果

              [0055][0056]

              以上所述,僅是本發明的較佳實施例而已,并非是對本發明作其它形式的限制,任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例應用于其它領域,但是凡是未脫離本發明技術方案內容,依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型,仍屬于本發明技術方案的保護范圍。技術特征:

              1.堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法,其特征在于:具體包括以下步驟:第一步,將堿性含砷酸鹽廢渣進行破碎篩分處理;第二步,將粉末狀的高鐵鹽、錳鹽、鋁鹽、鎂鹽加入到去離子水中,攪拌均勻,得到砷酸鈉鹽穩定藥劑;第三步,將足量的第二步制備的砷酸鈉鹽穩定藥劑與破碎篩分處理后的含砷酸鈉鹽廢渣混合均勻,所述含砷酸鈉鹽廢渣在所述砷酸鈉鹽穩定藥劑中的質量濃度為1g/ml,加熱至60℃,攪拌反應15

              ?

              20min后,陳化1

              ?

              2h,過濾后即得到鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物;第四步,在第三步得到的鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物中添加固化劑,攪拌均勻后固化成型。2.如權利要求1所述的堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法,其特征在于:所述高鐵鹽為高氯酸鐵、三氯化鐵中的一種或兩者組成的混合物。3.如權利要求1所述的堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法,其特征在于:所述錳鹽為硫酸錳、氯化錳中的一種或兩者組成的混合物。4.如權利要求1所述的堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法,其特征在于:所述鋁鹽為硫酸鋁、三氯化鋁中的一種或兩者組成的混合物。5.如權利要求1所述的堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法,其特征在于:所述鎂鹽為硫酸鎂、氯化鎂中的一種或兩者組成的混合物。6.如權利要求1

              ?

              5任意一項所述的堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法,其特征在于:在第二步中制備的砷酸鈉鹽穩定藥劑中金屬元素fe與mn、al、mg的摩爾比為1:1:1:0.5

              ?

              2。7.如權利要求6所述的堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法,其特征在于:在第二步中制備的砷酸鈉鹽穩定藥劑中的金屬離子濃度在去離子水中的濃度為3mol/l。8.如權利要求1所述的堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法,其特征在于:所述固化劑為水泥或石膏。9.如權利要求1或8所述的堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法,其特征在于:在第四步中,所述固化劑與所述鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物的質量比為1:1

              ?

              1.5。

              技術總結

              本發明公開了堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法,具體包括以下步驟:第一步,將堿性含砷酸鹽廢渣進行破碎篩分處理;第二步,將粉末狀的高鐵鹽、錳鹽、鋁鹽、鎂鹽加入到去離子水中,攪拌均勻,得到砷酸鈉鹽穩定藥劑;第三步,將足量的第二步制備的砷酸鈉鹽穩定藥劑與破碎篩分處理后的含砷酸鈉鹽廢渣混合均勻,第四步,在第三步得到的鐵錳鋁鎂砷復合沉淀物中添加固化劑,攪拌均勻后固化成型;可對pH=8

              技術研發人員:吳彤 柏寄榮 劉欣 張笙 馬俊 梁國斌 周全法

              受保護的技術使用者:揚州杰嘉工業固廢處置有限公司

              技術研發日:2021.06.22

              技術公布日:2021/9/24
              聲明:
              “堿性砷酸鹽廢渣無害化處理方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
              我是此專利(論文)的發明人(作者)
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