一種處理含砷工業(yè)廢水的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于濕法冶金及環(huán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種處理含砷工業(yè)廢水中砷的方法。在高溫條件下，向含砷工業(yè)廢水中緩慢加入鐵溶液，將廢水中的砷形成穩(wěn)定的臭蔥石晶體（FeAsO4·2H2O），從而除去廢水中的砷。本發(fā)明工藝簡單，可以得到穩(wěn)定的含砷固體廢棄物，減少其對環(huán)境造成的二次污染。
【專利說明】一種處理含砷工業(yè)廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法冶金及環(huán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種處理含砷工業(yè)廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]砷是一種有毒元素，主要以硫化物的形式存在并伴生于其他金屬如:金、銅、鉛、鎳、鈷、鋅等形成的礦物中，在有色冶煉及硫酸工業(yè)煙氣制酸過程中會產(chǎn)生的大量的高濃度的含砷廢水。這些廢水中的砷必須以穩(wěn)定的化合物去除掉，廢水才能排放。因此，有色金屬冶煉研究領(lǐng)域中砷的去除與固定技術(shù)一直是研究的熱點。
[0003]目前，含砷廢水的處理技術(shù)主要有:臭蔥石法、石灰法、石灰-鐵鹽法。石灰-鐵鹽法通過向含砷廢水中加入鐵鹽，使得含砷廢水中砷以砷鐵共沉淀的形式沉淀析出，該方法適宜處理含低濃度的含砷砷廢水，具有成本低、工藝簡單、除砷效率高的優(yōu)點，但是在該方法中通常需要使用鐵砷摩爾比4:1以上的鐵鹽，存在廢渣量大，不利于廢渣的最終處置或處理的缺點。當(dāng)廢水中砷含量很高而同時鐵含量較低時，將砷以結(jié)晶態(tài)臭蔥石的形式去除是現(xiàn)今所普遍采取的方法。以此作為固砷載體具有砷含量高(>30%)，需鐵量小、結(jié)晶程度高，易澄清，過濾和分離，與其他含砷載體相比，具有穩(wěn)定性好，較低的堆存費用等優(yōu)點。目前，對于臭蔥石的合成方法已有不少報道，但是，大都反應(yīng)條件苛刻，需要嚴(yán)格控制過飽和度。例如:在高溫高壓(150°C)下加熱砷鐵溶液生成臭蔥石；常壓(95°C)下通過緩慢提高砷鐵溶液PH生成臭蔥石、緩慢氧化二價鐵(化學(xué)氧化或微生物氧化)生成臭蔥石、先生成無定形砷酸鐵再高溫條件下 向臭蔥石轉(zhuǎn)化。這些臭蔥石方法均為砷鐵溶液預(yù)先混合。
[0004]因此，探索、研究簡便、易于操作的含砷廢水中砷的新的處理方法是必須面對的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種處理含砷工業(yè)廢水的方法。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案為:
[0007]一種處理含砷工業(yè)廢水的方法，在高溫條件下，向含砷工業(yè)廢水中緩慢加入鐵溶液，將廢水中的砷形成穩(wěn)定的臭蔥石晶體(FeAsO4.2H20)，進而除去廢水中的砷。
[0008]進一步的，在70-95°C、pH0.8-2.0的條件下，向含砷工業(yè)廢水中緩慢滴加三價鐵溶液或三價鐵和二價鐵混合溶液，反應(yīng)5-8小時，將廢水中的砷形成穩(wěn)定的臭蔥石晶體(FeAsO4.2H20)，而后固液分離得到臭蔥石的沉淀；進而除去廢水中的砷。
[0009]所述含砷工業(yè)廢水為銅、鉛、鋅、鎳、鈾、金和銀等有色金屬濕法冶煉產(chǎn)生的含砷廢液、硫酸工業(yè)產(chǎn)生的含砷廢液或火法冶煉煙塵溶解后的含砷廢液；其中砷含量在lg/L以上。
[0010]所述向含砷工業(yè)廢水中加入三價鐵溶液，其中三價鐵與砷的摩爾比為:0.8-2:1 ；
[0011]或所述向含砷工業(yè)廢水中加入三價鐵和二價鐵混合溶液，其中三價鐵與砷的摩爾比為:0.8-2:1，二價鐵與砷的摩爾比為:0-1:1。
[0012]采用鹽酸，硫酸、硝酸、氧化鈣或氫氧化鈉將含砷工業(yè)廢水調(diào)節(jié)至pH為0.8-2.0。
[0013]所述鐵溶液為硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵、聚合鐵、硫酸亞鐵、氯化亞鐵和硝酸亞鐵中的一種或幾種的組合；并將鐵溶液在2-6個小時內(nèi)滴加完成。
[0014]本發(fā)明所具有的優(yōu)點為:
[0015]本發(fā)明通過在高溫(70-95 °C)條件下，向含砷溶液中緩慢加入三價鐵或三價鐵和二價鐵混合溶液，在較低的Fe/As摩爾比以及在一定的pH值條件形成穩(wěn)定的臭蔥石晶體而除去廢水中的砷，本發(fā)明工藝簡單，易于操作，廢渣產(chǎn)生量小、穩(wěn)定，對環(huán)境造成二次污染的風(fēng)險小。
[0016]本發(fā)明工藝方法易于操作，適應(yīng)范圍廣，降低處理成本，減少廢渣產(chǎn)量，得到穩(wěn)定廢渣，防止砷的二次污染，并避免砷在流程中的分散和污染。本發(fā)明在確保含砷廢水經(jīng)處理后達到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下，最大可能的實現(xiàn)廢渣的減量化、穩(wěn)定化、無害化的處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例得到的臭蔥石的XRD圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實施例得到的臭蔥石的SEM圖。
【具體實施方式】:
[0019]以下通過具體的實施例來說明本發(fā)明中涉及到的廢水除砷的方法，而不會形成對本發(fā)明的限制。
[0020]作為本發(fā)明的一實施方式，包括如下過程:調(diào)節(jié)砷溶液的pH0.8-2.0之間，并加熱到預(yù)定溫度(70-95°C)，根據(jù)廢水中砷的含量配置三價鐵砷摩爾比為0.8-2、二價鐵砷摩爾比為0-1的混合鐵溶液，并調(diào)節(jié)pH0.8-2.0,向砷溶液中緩慢滴加混合鐵溶液，控制滴加時間為2-6小時，滴加完畢后繼續(xù)保溫2小時以上。反應(yīng)完全后，冷卻到室溫，固液分離，得到結(jié)晶的臭蔥石沉淀。
[0021]實施例1:
[0022]將Na3AsO4.12H20溶于100mL蒸餾水中，配成含As: 10g/L溶液，室溫下加入濃硫酸調(diào)節(jié)治pHl.1 ;機械攪拌條件下(200rpm)加熱到95°C ;另將Fe2(SO4)3.χΗ20和Fe SO4.7H20同時溶于100mL蒸餾水中，配成含F(xiàn)e(III):7.5g/L、Fe(II):3.75g/L的混合鐵溶液。用蠕動泵以0.4ml/min的速度將混合鐵溶液加入到砷溶液當(dāng)中，約4小時滴完，滴完后繼續(xù)保持950C 4小時，反應(yīng)結(jié)束后冷卻到室溫，固液分離，得到穩(wěn)定的臭蔥石晶體的沉淀，該沉淀的X射線衍射分析和掃描電鏡分析圖片分別如圖1和圖2所示。
[0023]實施例2:
[0024] 將Na3AsO4.12H20溶于100mL蒸餾水中，配成含As:50g/L溶液，室溫下加入濃硫酸調(diào)節(jié)至pH0.8 ;機械攪拌條件下(200rpm)加熱到70°C ;另將Fe2 (SO4) 3.χΗ20和Fe SO4.7H20同時溶于100mL蒸餾水中，配成含F(xiàn)e(III):28g/L、Fe(II):14g/L的混合鐵溶液。用蠕動泵以0.3ml/min的速度將混合鐵溶液加入到砷溶液當(dāng)中，約6小時滴完，滴完后繼續(xù)保持950C 2小時，反應(yīng)結(jié)束后冷卻到室溫，固液分離，得到穩(wěn)定的臭蔥石晶體的沉淀。
[0025]實施例3:[0026]將Na3AsO4.12H20溶于100mL蒸餾水中，配成含As:lg/L溶液，室溫下加入濃硫酸調(diào)節(jié)至ρΗ2.0 ;機械攪拌條件下(200rpm)加熱到90°C ;另將Fe2 (SO4) 3.χΗ20和Fe SO4.7H20同時溶于100mL蒸餾水中，配成含F(xiàn)e(III):0.75g/L、Fe(II):0.4g/L的混合鐵溶液。用蠕動泵以0.8ml/min的速度將混合鐵溶液加入到砷溶液當(dāng)中，約2小時滴完，滴完后繼續(xù)保持950C 6小時，反應(yīng)結(jié)束后冷卻到室溫，固液分離，得到穩(wěn)定的臭蔥石晶體的沉淀。
[0027]實施例4:
[0028]將Na3AsO4.12H20溶于100mL蒸餾水中，配成含As: 10g/L溶液，室溫下加入濃硫酸調(diào)節(jié)至pHl.5 ;機械攪拌條件下(200rpm)加熱到95°C ;另將Fe2 (SO4) 3.χΗ20和Fe SO4.7H20同時溶于100mL蒸餾水中，配成含F(xiàn)e (III):7.5g/L、Fe (II):1.5g/L的混合鐵溶液。用蠕動泵以0.5ml/min的速度將混合鐵溶液加入到砷溶液當(dāng)中，約3.5小時滴完，滴完后繼續(xù)保持95°C 5小時，反應(yīng)結(jié)束后冷卻到室溫，固液分離，得到穩(wěn)定的臭蔥石晶體的沉淀。
[0029]實施例5:
[0030]將Na3AsO4.12H20溶于100mL蒸餾水中，配成含As: 10g/L溶液，室溫下加入濃硫酸調(diào)節(jié)至pHl.5 ;機械攪拌條件下(200rpm)加熱到90°C ;另將Fe2 (SO4) 3.χΗ20和Fe SO4.7H20同時溶于100mL蒸餾水中，配成含F(xiàn)e(III):8g/L、Fe(II):4g/L的混合鐵溶液。用蠕動泵以0.5ml/min的速度將混合鐵溶液加入到砷溶液當(dāng)中，約3.5小時滴完，滴完后繼續(xù)保持950C 5小時，反應(yīng)結(jié)束后冷卻到室溫，固液分離，得到穩(wěn)定的臭蔥石晶體的沉淀。
[0031]實施例6:
[0032]將Na3AsO4.12H20溶于100mL蒸餾水中，配成含As: 10g/L溶液，室溫下加入濃硫酸調(diào)節(jié)至pHl.5 ;機械攪拌條件下(200rpm)加熱到95°C;另將Fe2 (SO4) 3.χΗ20溶于100mL蒸懼水中，配成含F(xiàn)e (III):7.5g/L的溶液。用蠕動泵以0.5ml/min的速度將鐵溶液加入到砷溶液當(dāng)中，約3.5小時滴完，滴完后繼續(xù)保持95°C 5小時，反應(yīng)結(jié)束后冷卻到室溫，固液分離，得到穩(wěn)定的臭蔥石晶體的沉淀。
[0033]分別對實施例1-6中污酸處理前后的As含量進行測定，其測定結(jié)果如表1所示。
[0034]As測試方法:As濃度采用原子熒光分光光度計一氫化物發(fā)生器法測定，每測定10個樣品后對原子熒光分光光度計(AFS-2202E)進行單點校驗。
[0035]表1廢水處理前后As含量
【權(quán)利要求】
1.一種處理含砷工業(yè)廢水的方法，其特征在于:在高溫條件下，向含砷工業(yè)廢水中緩慢加入鐵溶液，將廢水中的砷形成穩(wěn)定的臭蔥石晶體(FeAsO4.2H20),進而除去廢水中的砷。
2.按權(quán)利要求1所述的處理含砷工業(yè)廢水的方法，其特征在于:在70-95°C、pH0.8-2.0的條件下，向含砷工業(yè)廢水中緩慢滴加三價鐵溶液或三價鐵和二價鐵混合溶液，反應(yīng)5-8小時，將廢水中的砷形成穩(wěn)定的臭蔥石晶體(FeAsO4.2H20)，而后固液分離得到臭蔥石的沉淀；進而除去廢水中的砷。
3.按權(quán)利要求1所述的處理含砷工業(yè)廢水的方法，其特征在于:所述含砷工業(yè)廢水為有色金屬濕法冶煉產(chǎn)生的含砷廢液、硫酸工業(yè)產(chǎn)生的含砷廢液或火法冶煉煙塵溶解后的含砷廢液。
4.按權(quán)利要求1所述的處理含砷工業(yè)廢水的方法，其特征在于:所述向含砷工業(yè)廢水中加入三價鐵溶液，其中三價鐵與砷的摩爾比為:0.8-2:1 ； 或所述向含砷工業(yè)廢水中加入三價鐵和二價鐵混合溶液，其中三價鐵與砷的摩爾比為:0.8-2:1，二價鐵與砷的摩爾比為:0-1:1。
5.按權(quán)利要求1所述的處理含砷工業(yè)廢水的方法，其特征在于:采用鹽酸，硫酸、硝酸、氧化鈣或氫氧化鈉將含砷工業(yè)廢水調(diào)節(jié)至PH為0.8-2.0。
6.按權(quán)利要求1所述的處理含砷工業(yè)廢水的方法，其特征在于:所述鐵溶液為硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵、聚合鐵、硫酸亞鐵、氯化亞鐵和硝酸亞鐵中的一種或幾種的組合；并將鐵溶液在2-6個小時內(nèi)滴加完成。
【文檔編號】C02F9/04GK103964601SQ201310047867
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月6日
【發(fā)明者】賈永鋒, 王寬嶺 申請人:中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所