專利名稱：一種含砷混合鹽無(wú)害化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含砷混合鹽無(wú)害化處理方法。
背景技術(shù)：
砷化物是一類對(duì)生物體有高度毒害作用的化學(xué)物質(zhì)，其對(duì)人體中毒的致死劑量為
0.l-ο.2g (以As2O3計(jì))，是國(guó)際公認(rèn)的致癌、致突變、致畸因子。砷屬于親硫的類金屬或半金屬元素。自然界的多種有色金屬礦物中均含有砷。在開(kāi)采、冶煉、提取有色金屬的過(guò)程中，砷是一種不需要的有害雜質(zhì)，需要除去。由于砷容易被氧化，經(jīng)常采用加堿氧化的方法除砷。鉛、銅、鎳、銻等礦中常含有砷元素，這些金屬在冶煉過(guò)程中常用加碳酸鈉或氫氧化鈉除砷，除砷后得到的含砷渣稱為砷堿渣。砷堿渣除了含有砷外,還含有較多的有色金屬以及碳酸鈉或氫氧化鈉。因?yàn)樯閴A渣極易溶于水，因此，目前處理砷堿渣的方法主要為水浸法。該法可以有效回收有色金屬，同時(shí)，將金屬與砷進(jìn)行有效分離。該方法為，通過(guò)水浸將砷堿渣中的砷酸鈉和堿溶入水中而與物料中的其他成分分離。含砷溶液中成分較復(fù)雜，目前多采用蒸發(fā)濃縮得到一種含砷為5-30wt%的碳酸鈉混合鹽。該混合鹽中，砷主要以砷酸鈉形式存在，因?yàn)樯榈暮肯鄬?duì)較高，用途受到限制。因而，含砷混合鹽常以堆放的形式庫(kù)存。隨著各種有色金屬長(zhǎng)期大量冶煉生產(chǎn)，產(chǎn)生的含砷混合鹽越來(lái)越多，全國(guó)因此堆積的含砷混合鹽常以十萬(wàn)噸計(jì)。這種堆存的含砷混合鹽，常常造成環(huán)境污染，嚴(yán)重時(shí)造成人畜中毒甚至死亡。CN1540005A于2004年10月27日公開(kāi)了一種含砷物料的處理方法，該法主要通過(guò)加入沉砷劑(如硫化物)除砷，其存在的缺點(diǎn)是所得含砷硫化物用途受到限制，堆放又存在環(huán)保隱患。CN102965517A于2013年3月13日公開(kāi)了一種砷堿渣玻璃固化的處理方法，該方法先將砷堿渣在熔融狀態(tài)下與碳還原劑反應(yīng)，然后在850°C 1200°C下回收銻，最后在850°C 1300°C下加入玻璃熔融劑將含砷物料熔融鑄成玻璃，其存在的缺陷是:在回收銻的過(guò)程中，砷有部分還原為單質(zhì)砷進(jìn)入銻中，而銻砷分離較為困難；還有部分砷還原為三氧化二砷揮發(fā)進(jìn)入環(huán)境中。盡管得到的玻璃化物料能夠安全堆放，但是產(chǎn)生大量三氧化二砷氣體，既惡化操作條件，又使周?chē)h(huán)境變壞，存在二次污染。CN102249609A于2011年11月23日公開(kāi)了一種含砷廢渣固化體及其制備方法，該方法為將含砷廢渣經(jīng)過(guò)處理后與工業(yè)廢渣和礦物激發(fā)材料配制的固化劑、改性劑、骨料、水等配合，經(jīng)過(guò)混合料攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)成為強(qiáng)度高、砷浸出率低的固化體，其存在的缺陷是工序多，所用物料多，流程復(fù)雜，處理時(shí)間長(zhǎng)，操作麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種不存在環(huán)保隱患，不產(chǎn)生二次污染，工序少，所用物料少，流程簡(jiǎn)單，處理時(shí)間短，操作簡(jiǎn)便的含砷混合鹽無(wú)害化處理方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種含砷混合鹽無(wú)害化處理方法，包括以下步驟:
(1)將含砷混合鹽與爐渣或/和廢碎玻璃混合均勻，控制混合物料中砷含量為1.0
4.8wt%,得混合物料；
所述含砷混合鹽為有色金屬冶煉過(guò)程中經(jīng)除砷、水浸法回收有色金屬后的含砷酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉的混合鹽，混合鹽中砷含量為5 30wt% ；
(2)將步驟(I)所得混合物料送入爐內(nèi)，升溫至1150 1250°C，保溫熔融0.4 2.2h(優(yōu)選0.5 1.5h)，得熔融物；
(3)將步驟(2)所得熔融物倒入模具內(nèi)制成固體，或趁熱流入水中進(jìn)行水淬，得到粒狀含砷固體。所述爐渣為有色金屬冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的爐渣，如:銻鼓風(fēng)爐渣，其主要成分為:SiO2 彡 40wt%, FeO 彡 25wt%, CaO 15 25wt%，Al2O3 5 10wt%，優(yōu)選新產(chǎn)生的溫度為1100-1150°C的爐渣；所述廢碎玻璃優(yōu)選破碎到50mm以下的碎塊(過(guò)50mm的篩)。本發(fā)明利用廢碎玻璃與含砷混合鹽熔化，形成均一的玻璃體；或者利用爐渣與含砷混合鹽熔化，形成堅(jiān)韌的固體。其中，所得含砷固體中的砷，難以浸出，可達(dá)到環(huán)保安全要求；而處理過(guò)程中，由于含砷混合鹽中的砷為五價(jià)，五價(jià)砷不易揮發(fā)，即使在1200°C以上，其揮發(fā)性也極少；同時(shí)，由于廢碎玻璃熔化比生產(chǎn)玻璃的原料熔化時(shí)間短，能耗較低，因而熔化的玻璃很快地與含砷混合鹽形成玻璃體，進(jìn)一步減小高溫下砷分解揮發(fā)的可能性。尤其在采用煉銻新產(chǎn)生爐渣時(shí)，可直接在煉銻鼓風(fēng)爐的前床(前床為鼓風(fēng)爐的一個(gè)組成部分，臨時(shí)存放爐渣的裝置，有保溫作用)內(nèi)進(jìn)行(此時(shí)爐渣的溫度為1100-1150°C)，能耗很低。本發(fā)明所得含砷固體中砷的固化率高達(dá)97.00%以上，砷浸出毒性量低 2.00mg/L)，浸出毒性方法按照國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局標(biāo)準(zhǔn)HJ/T299-2007《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》進(jìn)行。危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)按GB5085.3— 2007《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》進(jìn)行，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為，固體浸出毒性中的砷(以總砷計(jì))(5mg/L為一般固體物，不具有危險(xiǎn)性?？梢月短於逊?，也可以作為井下填充物料或者用作生產(chǎn)井下填充用的水泥，不存在環(huán)保隱患。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明既不存在環(huán)保隱患，也不產(chǎn)生二次污染，且整個(gè) 工藝流程簡(jiǎn)單，處理時(shí)間短，操作簡(jiǎn)便；此外，所用原料少且廉價(jià)易得，能耗低，尤其是
利用新產(chǎn)生的爐渣，能耗更低，完全適應(yīng)于工業(yè)生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1
本實(shí)施例包括以下步驟:
(1)將240g廢碎玻璃(50mm的篩下物)與60g含砷混合鹽混合均勻，得混合物料(混合物料中砷含量為3.6wt%)； 所述含砷混合鹽為有色金屬冶煉過(guò)程中經(jīng)除砷、水浸法回收有色金屬后的含砷酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉的混合鹽，混合鹽中砷含量為18wt% ；
(2)將步驟(I)所得混合物料送入爐內(nèi)，升溫至120(TC，保溫熔融2.0h，得熔融物；
(3)將步驟(2)所得熔融物趁熱倒入鑄鐵模具內(nèi)成型，得黑色均一玻璃的小長(zhǎng)方體固體285g0本實(shí)施例所得玻璃固體中砷含量為3.68wt%，砷的固化率97.11%;浸出毒性為
0.78mg/L,該固體為一般固體物，不具有危險(xiǎn)性。實(shí)施例2
本實(shí)施例包括以下步驟:
(1)將180g廢碎玻璃(50mm的篩下物)、60g爐洛與60g含砷混合鹽混合均勻,得混合物料(混合物料中砷含量為4.4wt%)；
所述含砷混合鹽為有色金屬冶煉過(guò)程中經(jīng)除砷、水浸法回收有色金屬后的含砷酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉的混合鹽，混合鹽中砷含量為22wt% ；
(2)將步驟(I)所得混合物料送入爐內(nèi)，升溫至120(TC，保溫熔融1.5h，得熔融物；
(3)將步驟(2)所得熔融物流入水中進(jìn)行水淬，得到均一帶墨色的小顆粒玻璃固體286g0本實(shí)施例所得玻璃固體中砷含量為4.56wt%，砷的固化率98.80% ;浸出毒性量為
1.21mg/L，該固體為一般固 體物，不具有危險(xiǎn)性，可以用作填充井下的水泥生產(chǎn)原料。實(shí)施例3
本實(shí)施例包括以下步驟:
(1)將240g爐渣與20g含砷混合鹽混合均勻，得混合物料(混合物料中砷含量為
2.15wt%)；
所述含砷混合鹽為有色金屬冶煉過(guò)程中經(jīng)除砷、水浸法回收有色金屬后的含砷酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉的混合鹽，混合鹽中砷含量為28wt% ；
(2)將步驟(I)所得混合物料送入爐內(nèi)，升溫至1150°C，保溫熔融l.0h，得熔融物；
(3)將步驟(2)所得熔融物趁熱倒入鑄鐵模具內(nèi)成型，得黑色均一的小正方體固體251g。本實(shí)施例所得黑色均一的固體中砷含量為2.18wt%，砷的固化率97.71% ;浸出毒性量為0.56mg/L，該固體為一般固體物，不具有危險(xiǎn)性，可以用作填充井下的水泥生產(chǎn)原料。實(shí)施例4
本實(shí)施例包括以下步驟:
(1)將60g廢碎玻璃(50mm的篩下物)、180g爐洛與IOOg含砷混合鹽混合均勻,得混合物料(混合物料中砷含量為1.47wt%)；
所述含砷混合鹽為有色金屬冶煉過(guò)程中經(jīng)除砷、水浸法回收有色金屬后的含砷酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉的混合鹽，混合鹽中砷含量為5.00wt% ；
(2)將步驟(I)所得混合物料送入爐內(nèi)，升溫至1250°C，保溫熔融0.5h，得熔融物；
(3)將步驟(2)所得熔融物趁熱流入水中進(jìn)行水淬，得到黑色均一的顆粒固體268g。本實(shí)施例所得黑色均一的固體中砷含量為1.83wt%，砷的固化率98.09% ;浸出毒性量為0.23mg/L，該固體為一般固體物，不具有危險(xiǎn)性，可以用作填充井下的水泥生產(chǎn)原料。實(shí)施例5
本實(shí)施例包括以下步驟:(1)將40g廢碎玻璃(50mm的篩下物)、140g爐洛與80g含砷混合鹽混合均勻,得混合物料(混合物料中砷含量為4.61wt%)；
所述含砷混合鹽為有色金屬冶煉過(guò)程中經(jīng)除砷、水浸法回收有色金屬后的含砷酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉的混合鹽，混合鹽中砷含量為15.00wt% ；
(2)將步驟(I)所得混合物料送入爐內(nèi)，升溫至120(TC，保溫熔融1.8h，得熔融物；
(3)將步驟(2)所得熔融物趁熱倒入鑄鐵模具內(nèi)成型，得黑色均一的小圓柱體固體245g。本實(shí)施例所得黑色均一的固體中砷含量為4.76wt%，砷的固化率97.18% ;浸出毒性量為1.56mg/L，該固體為一般固體物，不具有危險(xiǎn)性，可以用作填充井下的水泥生產(chǎn)原料。實(shí)施例6
本實(shí)施例包括以下步驟:
(1)將剛?cè)〕鰻t的IOOOg爐渣(溫度1100°C)與120g含砷混合鹽混合均勻，得混合物料(混合物料中砷含量為1.07wt%)；
所述含砷混合鹽為有色金屬冶煉過(guò)程中經(jīng)除砷、水浸法回收有色金屬后的含砷酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉的混合鹽，混合鹽中砷含量為10.00wt% ；
(2)將步驟(I)所得混合物料送入爐內(nèi)，升溫至1250°C，保溫熔融0.5h，得熔融物；
(3)將步驟(2)所得熔融物趁熱流入水中進(jìn)行水淬，得到黑色均一的顆粒1080g。本實(shí)施例所得黑色均一的固體中砷含量為1.08wt%，砷的固化率97.20% ;浸出毒性量為0.68mg/L，該固體為一般固體物，不具有危險(xiǎn)性，可以用作填充井下的水泥生產(chǎn)原料。各實(shí)施例中浸出毒性方法按照國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局標(biāo)準(zhǔn)HJ/T299-2007《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》進(jìn)行。危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)按GB5085.3— 2007《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》進(jìn)行， 該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為，固體浸出毒性中的砷(以總砷計(jì))<5mg/L為一般固體物，不具有危險(xiǎn)性。
權(quán)利要求
1.一種含砷混合鹽無(wú)害化處理方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將含砷混合鹽與爐渣或/和廢碎玻璃混合均勻，控制混合物料中砷含量為1.0 .4.8wt%,得混合物料； 所述含砷混合鹽為有色金屬冶煉過(guò)程中經(jīng)除砷、水浸法回收有色金屬后的含砷酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉的混合鹽，混合鹽中砷含量為5 30wt% ； (2)將步驟(I)所得混合物料送入爐內(nèi)，升溫至1150 1250°C，保溫熔融0.4 2.2h，得熔融物； (3)將步驟(2)所得熔融物倒入模具內(nèi)制成固體，或趁熱流入水中進(jìn)行水淬，得到粒狀含砷固體。
2.如權(quán)利要求1所述的含砷混合鹽無(wú)害化處理方法，其特征在于，步驟(2)，保溫熔融時(shí)間為0.5 1.5 h。
全文摘要
一種含砷混合鹽無(wú)害化處理方法，包括以下步驟(1)將含砷混合鹽與爐渣或/和廢碎玻璃混合均勻，控制混合物料中砷含量為1.0～4.8wt%，得混合物料；(2)將所得混合物料送入爐內(nèi)，升溫至1150～1250℃，保溫熔融0.4～2.2h，得熔融物；(3)將所得熔融物倒入模具內(nèi)制成固體，或趁熱流入水中進(jìn)行水淬，得到粒狀含砷固體。利用本發(fā)明處理含砷混合鹽，不存在環(huán)保隱患，也不產(chǎn)生二次污染，且整個(gè)工藝流程簡(jiǎn)單，處理時(shí)間短，操作簡(jiǎn)便，能耗低，適應(yīng)于工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B09B3/00GK103212569SQ20131016602
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月8日
發(fā)明者單桃云, 劉鵲鳴, 廖光榮, 戴永俊, 鄧衛(wèi)華, 曾雁 申請(qǐng)人:錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司