一種高砷泥渣無害化固化磚制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種制備原料價格低廉、工藝簡單、機械化生產(chǎn)、砷的浸出率低，耐久性能好的高砷泥渣無害化固化磚制備方法。一種高砷泥渣無害化固化磚制備方法，其特征在于：按照質(zhì)量份計算，分別加入高砷泥渣20～60份、工業(yè)廢渣0～20份、砷螯合劑1～3份、固化料40～79份、水10～20份，輪碾、攪拌，在10～50MPa壓力下壓制而成；所述砷螯合劑是由有機硫高分子化合物和有機胺高分子化合物摻雜混制；所述固化料是由水泥、特種膠凝材料、固化激發(fā)劑組成的混合物。
【專利說明】一種高砷泥渣無害化固化磚制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高砷泥渣無害化固化磚制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]我國含砷有色礦產(chǎn)資源豐富，探明儲量為世界總儲量的70%，其中廣西、云南、湖南三省儲量分別占全國總儲量的41.5%,15.5%和8.8%，合計占全國總儲量的2/3。
[0003]砷在農(nóng)業(yè)、電子、醫(yī)藥、冶金、化工等領(lǐng)域具有特殊用途，可用于制取殺蟲劑、木材防腐劑、玻璃澄清脫色劑等。隨著科技的發(fā)展，砷的市場需求不斷增加，目前全世界砷的年產(chǎn)量(以As203計)約5萬t。
[0004]在砷的冶煉及其化合物的生產(chǎn)使用過程中，大量的砷化物被引入環(huán)境，污染水源，危害人體健康，因此人們對砷毒危害已給予了極大關(guān)注?！段鬯C合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)規(guī)定:砷及其無機化合物最高允許質(zhì)量濃度為0.5 mg/L。我國《工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定:地面水中砷最高允許質(zhì)量濃度為0.04 mg/L，居民區(qū)大氣中砷化物(按砷計)日平均最高允許質(zhì)量濃度為0.003mg/m3，工業(yè)“三廢”中的砷處理要求愈加嚴(yán)格，采用現(xiàn)代廢水處理技術(shù)，對低濃度含砷廢水可以較易實現(xiàn)達標(biāo)排放，然而，冶煉過程產(chǎn)生的固體含砷廢物以及處理廢水、廢酸產(chǎn)生的含砷沉渣等對環(huán)境的污染和危害目前還沒有得到徹底根治，大量有價金屬沒有得到充分利用，含砷廢物的處置現(xiàn)狀與環(huán)保部門的要求仍相距甚遠。長期以來含砷廢物大多采用囤積貯存的方法處理，存在對環(huán)境二次污染的隱患，隨著高濃度含砷廢物越積越多，對其無害化處理成為亟待解決的問題。
[0005]歐洲、美國、日本等西方國家實行飲用水的最高允許含砷質(zhì)量濃度10μ g/L的標(biāo)準(zhǔn)，美國環(huán)境保護協(xié)會(EPA)規(guī)定:2006年I月23日，美國所有地區(qū)均強制實行飲用水的最高允許含砷質(zhì)量濃度10 μ g/L的標(biāo)準(zhǔn)。我國目前實行的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)將砷的最高允許質(zhì)量濃度由0.05mg / L修訂為0.0lmg / L。目前，我國仍有3X107?5X 107人飲用水砷含量超標(biāo)，保證居民飲用水中砷含量達標(biāo)已經(jīng)迫在眉睫，部分使用地下水源的水廠必須采取適當(dāng)?shù)奶幚砉に嚦ニ羞^高含量的砷。
[0006]含砷廢泥渣主要來自冶煉廢渣、處理含砷廢水和廢酸的沉渣、電子工業(yè)的含砷廢物以及電解過程中產(chǎn)生的含砷陽極泥等。冶煉爐渣(尤其是銻冶煉過程中產(chǎn)生的砷堿渣)中砷含量較高、污染較嚴(yán)重。從整個有色冶金系統(tǒng)來看，進入冶煉廠的砷，除一部分直接回收成產(chǎn)品白砷(如從高砷煙灰中直接提取白砷)外，其它的含砷中間產(chǎn)物幾乎都進入到含砷廢渣中。辰州的本部沃溪礦區(qū)屬我國早期主要的黃金生產(chǎn)基地之一，公司目前是國內(nèi)十大黃金礦山開發(fā)企業(yè)之一，也是全球第二大開發(fā)銻礦和國內(nèi)主要的開發(fā)鎢礦的公司。公司集地質(zhì)勘探、米、選、冶、運輸、機械修造及金屬深加工為一體，擁有國際領(lǐng)先的金鋪選礦和冶煉精細分離技術(shù)。公司擁有30噸/年黃金提純生產(chǎn)線、2萬噸/年精銻冶煉生產(chǎn)線、2萬噸/年多品種氧化銻生產(chǎn)線、5000噸/年仲鎢酸銨生產(chǎn)線等產(chǎn)品深加工能力，在銻冶煉過程中排放大量的砷泥渣堿，砷泥渣堿經(jīng)過浸出、脫銻、脫砷、脫堿等工序后產(chǎn)生大量的高砷泥渣，公司每年產(chǎn)生高砷泥渣3600多噸，多經(jīng)簡單處理后堆積在露天環(huán)境下，經(jīng)雨水沖刷對周圍環(huán)境及水體造成嚴(yán)重污染，因此高砷泥渣的安全處置是辰州礦業(yè)需要亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種制備原料價格低廉、工藝簡單、機械化生產(chǎn)、砷的浸出率低，耐久性能好的一種高砷泥渣無害化固化磚制備方法。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種高砷泥渣無害化固化磚制備方法，原料按規(guī)定比例經(jīng)輪碾攪拌、混合、壓制成型，實現(xiàn)砷渣無害化固化處理。其特征在于，按照質(zhì)量份計算，高砷泥渣20?60份、工業(yè)廢渣O?20份、砷螯合劑I?3份、固化料40?79份、水10?20份。
[0009]包括如下流程:(I)稱取高砷泥渣、工業(yè)廢渣、砷螯合劑；(2)攪拌輪碾；(3)稱取固化料和水；(4)輪碾攪拌；(5)熟化；(6)壓制；(7)養(yǎng)護。
[0010]所述制備具體流程如下:
取高砷泥渣、工業(yè)廢渣和集料，攪拌I?lOmin，輪碾I?lOmin，取固化料和水，加入輪碾攪拌機(含高砷泥渣、工業(yè)廢渣和砷螯合劑的混合物料)中，輪碾攪拌I?20min，熟化10?150min，在10?50MPa壓力下壓制成坯體，自然養(yǎng)護或者蒸壓養(yǎng)護，其中自然養(yǎng)護溫度為5?35°C，養(yǎng)護時間為7?28d，蒸壓養(yǎng)護溫度為100?200°C，飽和蒸汽壓為1.5MPa，蒸壓時間2?8h。
[0011]優(yōu)選的，所述砷螯合劑是有機硫高分子化合物、有機胺高分子化合物中的一種或幾種混合物。
[0012]優(yōu)選的，所述特種膠凝材料是硅酸鹽、鋁酸鹽、鐵鋁酸鹽、硫鋁酸鹽膠結(jié)料、環(huán)氧樹脂膠結(jié)料中的一種或幾種的混合物；
優(yōu)選的，所述固化料是硅酸鹽、鋁酸鹽、硫酸鹽、氟石類礦物、海泡石類礦物中的一種或幾種的混合物。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:一種高砷泥渣無害化固化磚的制備方法，其主要原料為工業(yè)廢渣、固化料和集料，固化料主要為硅酸鹽、鋁酸鹽、硫鋁酸鹽，價格低廉；制備方法主要包括原料的稱取、輪碾、熟化、壓制成型、養(yǎng)護，制備工藝簡單，所需的工業(yè)設(shè)備較少，而且適合大規(guī)模機械化生產(chǎn)；利用此技術(shù)生產(chǎn)的高砷泥渣無害化固化磚的力學(xué)性能優(yōu)異，砷的浸出率低，耐久性能好，是一種簡單安全的固化砷的途徑。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為一種高砷泥渣無害化固化磚制備方法的工藝流程圖。。
[0015]圖中，1、高砷泥渣；2、工業(yè)廢渣；3、集料；4、砷螯合劑；5、固化料；6、水；7、混合料一 ；8、混合料二 ；9、熟化；10、壓制成型；11、養(yǎng)護；12、攪拌；13、輪碾。

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0017]具體實施例一
請參照圖1，本具體實施例提供一種高砷泥渣無害化固化磚制備方法，制備方法如下: 按重量比稱取原料，高砷泥渣20份，鋼渣22份，砷螯合劑I份，固化料(硅酸鹽9份、鋁酸鹽9份、硫鋁酸鹽19份、鐵鋁酸鹽10份、氟石類礦物5份、海泡石類礦物5份)57份。
[0018]該高砷泥洛無害化固化磚制備方法如下:
(O按比例加入高砷泥渣、工業(yè)廢渣、砷螯合劑，攪拌、輪碾均勻；
(2)按比例加入固化料和水至輪碾機中，輪碾均勻；
(3)熟化；
(4)壓制成坯體；
(5)養(yǎng)護，即得。
[0019]取高砷泥渣、工業(yè)廢渣、砷螯合劑，攪拌lOmin，輪碾lOmin，取固化料和水，加入輪碾機(含高砷泥渣、工業(yè)廢渣和砷螯合劑的混合物料)中，輪碾攪拌lOmin，熟化120min，在10-50MPa壓力下壓制成坯體，自然養(yǎng)護溫度為25?30°C，性能檢測，其抗壓強度按國家建筑行業(yè)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)JC239-2001《粉煤灰磚標(biāo)準(zhǔn)》，抗壓15.6-20.8Mpa，抗折4.1-4.5Mpa，都高于國標(biāo)；其毒性浸出率按國家GB5085.3-2007《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)一浸出毒性鑒別》酸浸As含量 49.26-54.14ug/L, Pb 含量 lug/L, Sb 含量 9.01-12.26ug/L, Hglug/L,都低于國標(biāo)。
[0020]具體實施例二
按重量比稱取原料，高砷泥渣30份，鋼渣11.5份，砷螯合劑1.5份，固化料(硅酸鹽9份、鋁酸鹽9份、硫鋁酸鹽19份、鐵鋁酸鹽10份、氟石雷礦物5份、海泡石類礦物5份)57份。
[0021]該高砷泥渣無害化固化磚制備方法如下:
(O按比例加入高砷泥渣、工業(yè)廢渣、砷螯合劑，攪拌、輪碾均勻；
(2)按比例加入固化料和水至輪碾機中，輪碾攪拌均勻；
(3)熟化；
(4)壓制成坯體；
(5)養(yǎng)護，即得。
[0022]取高砷泥渣、工業(yè)廢渣、砷螯合劑，攪拌lOmin，輪碾lOmin，取固化料和水，加入輪碾機(含高砷泥渣、工業(yè)廢渣和砷螯合劑的混合物料)中，輪碾lOmin，熟化120min，在
10-30MPa壓力下壓制成坯體，自然養(yǎng)護溫度為25?30°C，性能檢測，其抗壓強度按國家建筑行業(yè)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)JC239-2001《粉煤灰磚標(biāo)準(zhǔn)》，抗壓15.6-20.8Mpa，抗折4.1-4.5Mpa，都高于國標(biāo)；其毒性浸出率按國家GB5085.3-2007《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)一浸出毒性鑒別》酸浸As含量 50.14-83.57ug/L, Pb 含量 lug/L, Sb 含量 9.01-12.26ug/L, Hglug/L,都低于國標(biāo)。
[0023]具體實施例三
按重量比稱取原料，高砷泥渣40份，砷螯合劑3份，固化料(硅酸鹽9份、鋁酸鹽9份、硫鋁酸鹽19份、鐵鋁酸鹽10份、氟石類礦物5份、海泡石類礦物5份)57份。
[0024]該高砷泥渣無害化固化磚制備方法如下:
(1)按比例加入高砷泥渣、工業(yè)廢渣和集料、砷螯合物，攪拌、輪碾均勻
(2)按比例加入固化料和水至輪碾機中，輪碾均勻；
(3)熟化；
(4)壓制成坯體；
(5)養(yǎng)護，即得。
[0025]取高砷泥渣、工業(yè)廢渣和集料，攪拌15min，輪碾15min，取固化料和水，加入輪碾機(含高砷泥渣、工業(yè)廢渣和集料的混合物料)中，輪碾攪拌15min，熟化120min，在30-50MPa壓力下壓制成坯體，自然養(yǎng)護溫度為25?30°C，性能檢測，其抗壓強度按國家建筑行業(yè)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)JC239-2001《粉煤灰磚標(biāo)準(zhǔn)》，抗壓15.6-20.8Mpa，抗折4.1-4.5Mpa，都高于國標(biāo)；其毒性浸出率按國家GB5085.3-2007《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)一浸出毒性鑒別》酸浸As含量 85.3-115.lug/L, Pb 含量 lug/L, Sb 含量 9.01-12.26ug/L, Hglug/L，都低于國標(biāo)。
[0026]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明技術(shù)方案進行的各種改進，或未經(jīng)改進講本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案應(yīng)用于其他場合的，均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高砷泥渣無害化固化磚制備方法，其特征在于:按照質(zhì)量份計算，分別加入高砷泥渣20?60份、工業(yè)廢渣O?20份、砷螯合劑I?3份、固化料40?79份、水10?20份，輪碾、攪拌，在10?50MPa壓力下壓制而成；所述砷螯合劑是由有機硫高分子化合物和有機胺高分子化合物摻雜混制；所述固化料是由水泥、特種膠凝材料、固化激發(fā)劑組成的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高砷泥渣無害化固化磚制備方法，其特征在于，制備工藝為: Cl)按比例加入高砷泥渣、工業(yè)廢渣、砷螯合劑，輪碾均勻； (2)按比例加入固化料和水至輪碾機中攪拌，輪碾均勻； (3)熟化； (4)壓制成坯體； (5 )養(yǎng)護。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述一種高砷泥渣無害化固化磚制備方法，其特征在于，取高砷泥渣、工業(yè)廢渣和砷螯合劑，攪拌I?lOmin，輪碾I?lOmin，取固化料和水，加入輪碾攪拌機(含高砷泥渣、工業(yè)廢渣和砷螯合劑的混合物料)中，輪碾I?lOmin，熟化10?150min，在10?50MPa壓力下壓制成坯體，自然養(yǎng)護或者蒸壓養(yǎng)護，其中自然養(yǎng)護溫度為5?35°C，養(yǎng)護時間為7?28d，蒸壓養(yǎng)護溫度為100?200°C，飽和蒸汽壓為1.5Mpa,蒸壓時間2?8h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高砷泥渣無害化固化磚制備方法，其特征在于，所述高砷泥渣是含砷量為1%?33%的工業(yè)危廢渣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述一種高砷泥渣無害化固化磚制備方法，其特征在于，所述砷螯合劑是有機硫高分子化合物、有機胺高分子化合物中的一種或幾種混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述一種高砷泥渣無害化固化磚制備方法，其特征在于，特種膠凝材料是硅酸鹽、鋁酸鹽、鐵鋁酸鹽、硫鋁酸鹽膠結(jié)料、環(huán)氧樹脂膠結(jié)料中的一種或幾種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述一種高砷泥渣無害化固化磚制備方法，其特征在于，固化激發(fā)劑是硅酸鹽、鋁酸鹽、硫酸鹽、氟石類礦物、海泡石類礦物中的一種或幾種的混合物。
【文檔編號】C04B28/00GK104230242SQ201410464161
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月14日
【發(fā)明者】劉清漢, 胡述安, 王志云, 胡權(quán), 王親雄 申請人:湖南馨湘碧浪環(huán)保科技有限公司