一种用于高浓度含砷废渣稳定固化的药剂及方法 |
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| 申请号 | CN201510957453.8 | 申请日 | 2015-12-18 | 公开(公告)号 | CN105597262A | 公开(公告)日 | 2016-05-25 |
| 申请人 | 湖南恒凯环保科技投资有限公司; | 发明人 | 罗文连; 李娟; 贺治国; 蒋燚; 史卫华; 李晶; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种用于高浓度含砷废渣稳定 固化 的药剂及应用，药剂由H2O2、FeSO4·7H2O、CaO和矿渣 水 泥组成，该药剂组成简单，原料来源广，且该药剂用于处理高浓度含砷废渣，能使高浓度难处理含砷废渣得到稳定化和固化，处理后的含砷废渣达到《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598‐2001)，满足环保要求。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于高浓度含砷废渣稳定固化的药剂，其特征在于：由以下质量组分组成： |
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| 说明书全文 | 一种用于高浓度含砷废渣稳定固化的药剂及方法技术领域[0001] 本发明涉及一种用于高浓度含砷废渣稳定固化的药剂，及该药剂用于处理高浓度含砷废渣的方法，属于高浓度含砷废渣处理技术领域。 背景技术[0002] 含砷废渣主要来自于冶炼废渣、处理含砷废水和废酸的沉渣、电子工业的含砷废物以及电解过程中产生的含砷阳极泥等，属于危险固废。长期以来，企业对含砷废渣大多采用囤积贮存的方法处置，以至于高浓度含砷废渣越积越多。目前，国内外对有毒含砷废渣的处理方式主要是稳定/固化、火法焙烧和湿法回收等处理方式，各处理方法各有优缺点。 [0003] 稳定/固化法是利用添加剂改变废渣的工程特性(如渗透性、可压缩性和强度等)的过程，即使废物转变成不可流动的固体的过程。常用的稳定/固化添加剂是钙盐、铁盐、镁盐、铝盐及硫化物等，反应条件一般是在水溶液中，生成较稳定的砷钙渣、砷铁渣、砷镁渣等。砷钙渣的稳定性较低和溶解性较高，因此单独使用脱砷效果不好。砷铁渣较稳定，在处理废水中的砷时以FeCl3为铁盐，对砷的去除效果相对较好。 发明内容[0005] 本发明还提供了一种将所述药剂用于高浓度含砷废渣稳定固化的方法，该方法成本低、操作简单，能使高浓度难处理含砷废渣得到稳定化和固化，处理后的含砷废渣达到《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598-2001)，满足环保要求。 [0006] 为了实现上述技术目的，本发明提供了一种用于高浓度含砷废渣稳定固化的药剂，该药剂由以下质量组分组成：质量百分比浓度为10％的H2O21～3份； [0008] 本发明的配方根据大量实验经验总结得到，其作用原理是含砷废渣经过H2O2处理将毒性较强的三价砷转化成毒性相对较弱的五价砷，且砷酸盐(AsO43-)比亚砷酸(AsO33-)更容易形成稳定的固体，同时，通过亚铁盐FeSO4·7H2O稳定化处理，以及采用CaO配合沉砷并调节废渣的pH值(碱性条件更有利于固体的生成)，更有利于固定砷，而矿渣水泥进行固化后，彻底达到稳定/固化砷的目的。 [0010] 本发明的技术方案首先将含砷废渣中毒性较强的三价砷氧化成毒性低的五价砷，使砷的毒害降低，且砷酸盐(AsO43-)沉淀比亚砷酸(AsO33-)沉淀更稳定，更有利于固定砷；氧化后的含砷废渣用铁盐FeSO4·7H2O稳定化，再用CaO配合沉砷并调节废渣的pH值(碱性条件更有利于沉淀的生成)，最后用矿渣水泥进行固化，以达到彻底稳定/固化砷的目的。 [0011] 优选的方案，含砷废渣与H2O2的质量比为10:1～6，所述的双氧水以质量百分比浓度为10％的H2O2计量。 [0013] 优选的方案，含砷废渣通过H2O2预氧化处理的时间为25～35min。 [0014] 优选的方案，含砷废渣依次进行H2O2预氧化处理、FeSO4·7H2O稳定化处理、CaO和水泥固化处理后，重复操作，进行二次H2O2预氧化处理、FeSO4·7H2O稳定化处理、CaO和水泥固化处理。 [0015] 相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果： [0016] 1、本发明技术方案中的药剂采用的原材料廉价易得，有利于推广应用，对环境不会造成二次污染。 [0017] 2、本发明技术方案中的各种药剂之间的协同增效作用明显，能实现高浓度砷废渣中的砷得到有效彻底稳定/固化，使其达到《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598-2001)。 [0019] 【图1】为本发明实施例采用的废渣的XRD分析图谱。 [0020] 【图2】为本发明实施例采用的废渣中砷总量的XRD分析图。 具体实施方式[0022] 以下实施采用的原始含砷废渣的重金属含量检测结果： [0023]检测项目 Pb As Cu Cd Zn 浓度(μg/mL) 0.114 4641.80 0.010 0.136 0.088 [0024] 将废渣送检作XRD分析，得到主要成分为As2O3，如图1所示；砷总量如图2所示。 [0025] 对比实施例1 [0026] 废渣直接稳定化固化处理： [0027] 实验A：采用FeSO4·7H2O稳定化约30min，其中，加蒸馏水直至搅拌均匀，再加CaO和水泥固化。废渣：10％H2O2：FeSO4·7H2O：CaO：水泥质量比约为1:0:1:1:0，养护3～5天，硫酸硝酸法浸出砷浓度由约4641.80mg/l降至562.23mg/L。 [0028] 处理前 处理后 处理效率(％) 浸出液中砷浓度(mg/L) 4641.80 562.23 87.89 [0029] 实验B：采用FeCl3稳定化约30min，其中加蒸馏水直至搅拌均匀，再加CaO和水泥固化。废渣：10％H2O2：FeCl3：CaO：水泥质量比约为1:0:1:1:0，养护3～5天，硫酸硝酸法浸出砷浓度由约4641.80mg/L降至1470mg/L。 [0030] 处理前 处理后 处理效率(％) 浸出液中砷浓度(mg/L) 4641.80 1470 68.33 [0031] 实验C：采用Na2S稳定化约30min，其中加蒸馏水直至搅拌均匀，再加CaO和水泥固化。废渣：10％H2O2：Na2S：CaO：水泥质量比约为1:0:1:1:0，养护3～5天，硫酸硝酸法浸出砷浓度由约4641.80mg/L降至1610.77mg/L。 [0032] 处理前 处理后 处理效率(％) 浸出液中砷浓度(mg/L) 4641.80 1610.77 65.30 [0033] 从该组对比实施例可以看出，未经双氧水预氧化处理的含砷渣处理效率较低，砷的稳定化固化效果较差。另外采用硫酸亚铁稳定剂相对传统的Na2S及FeCl3稳定剂，稳定化效果具有明显优势。 [0034] 实施例1 [0035] 废渣预氧化砷后稳定化固化处理： [0036] 实验A(对照组)：采用H2O2预氧化约30min，其中原始10％H2O2应稀释一定倍数，然后再加入FeSO4·7H2O固体稳定化，最后加CaO和水泥固化。废渣：10％H2O2：FeSO4·7H2O：CaO：水泥质量比约为5:3:5:5:0，养护3～5天，硫酸硝酸法浸出砷浓度由约4641.80mg/L降至120.46mg/L。 [0037] 处理前 处理后 处理效率(％) 浸出液中砷浓度(mg/L) 4641.80 120.46 97.40 [0038] 实验B(实验组)：采用H2O2预氧化约30min，其中原始10％H2O2应稀释一定倍数，然后再加入FeSO4·7H2O固体稳定化，最后加CaO和水泥固化。废渣：10％H2O2：FeSO4·7H2O：CaO：水泥质量比约为5:3:5:5:5，养护3～5天，硫酸硝酸法浸出砷浓度由约4641.80mg/L降至10.32mg/L。 [0039] 处理前 处理后 处理效率(％) 浸出液中砷浓度(mg/L) 4641.80 10.32 99.78 [0040] 从该组实施例1可以看出，经双氧水预氧化处理后，再稳定化固化处理，处理后硫酸硝酸法浸出浓度最低为10.32mg/L，处理效率最高可达99.78％，接近《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598-2001)规定的总砷含量2.5mg/L。 [0041] 通过该组实验可以看出，经预氧化、稳定化处理后，进一步采用石灰和水泥固化处理，可以进一步改善砷的固定化效果。 [0042] 实施例2 [0043] 废渣经实施例1(实验B)处理后的混合物，进行二次稳定化固化处理： [0044] H2O2预氧化约30min，FeSO4·7H2O稳定化，CaO和水泥固化。处理后的废渣：10％H2O2：FeSO4·7H2O：CaO：水泥质量比约为10:1:1:1:5，养护3～5天，硫酸硝酸法浸出砷浓度降至2.36mg/L。 [0045] 处理前 处理后 处理效率(％) 浸出液中砷浓度(mg/L) ≈400 2.36 99.41 [0046] 实施例3 [0047] H2O2预氧化约30min，FeSO4·7H2O稳定化，CaO和水泥固化。处理后的废渣：10％H2O2：FeSO4·7H2O：CaO：水泥质量比约为10:1:1:1:8，养护3～5天，硫酸硝酸法浸出砷浓度降至1.78mg/L。 [0048] 处理前 处理后 处理效率(％) 浸出液中砷浓度(mg/L) ≈400 1.78 99.56 [0049] 从该组实施例2可以看出，经过实施例1处理后的混合物，循环添加实施例1的药剂进行二次处理(药剂组成比例适当调整)，其处理结果达到《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598-2001)规定的总砷含量2.5mg/L。 |
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