一種重金屬污泥與污酸聯(lián)合處置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉一種重金屬污泥與污酸聯(lián)合處置方法，屬于重金屬污泥資源綜合利用技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 人們生活的日益進步，對于環(huán)境的要求也越來越高，現(xiàn)代的冶煉技術(shù)手段大多都 會產(chǎn)生"三廢"。若這些三廢不經(jīng)過處置而直接排放到環(huán)境中，不僅會污染我們的環(huán)境，還對 人體健康造成了威脅。我國是生產(chǎn)和消費銅的大國，我國一年粗銅產(chǎn)量達到一千萬噸，每日 產(chǎn)污泥量能達到30噸。如此大的污泥產(chǎn)量如不經(jīng)過處置而排放到環(huán)境中去，其中含有的大 量砷離子及重金屬污泥會污染我們的土地和水資源，砷離子進入人體會造成中毒甚至致 癌。如果單單是堆存的話，不僅會造成二次污染，還會占用大量的土地資源，造成土地資源 浪費。高砷重金屬污泥中不僅含砷及其他重金屬，其還含有大量的有毒物質(zhì)，例如硫，如果 采用煅燒的方法，會產(chǎn)生有害氣體，污染我們的大氣。因此對于高砷重金屬污泥的處理研究 是十分重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種重金屬污泥與污酸聯(lián)合處 置方法。本方法將污酸作為浸出劑，提取重金屬污泥中的砷，然后經(jīng)固液分離、蒸發(fā)結(jié)晶后 獲得三氧化二砷，在此過程中沒有廢水產(chǎn)生、沒有造成二次污染，最終得到的三氧化二砷也 具有經(jīng)濟價值。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0004] -種重金屬污泥與污酸聯(lián)合處置方法，其具體步驟如下： (1) 首先將重金屬污泥自然風干，然后破碎至粒度為1~IOmm; (2) 將經(jīng)步驟（1)破碎的重金屬污泥按照液固比為2:1~20: lml/g加入污酸，在常溫下 攪拌5~15h使兩者混合物呈乳濁狀，進行固液分離后獲得浸出液和脫砷污泥； (3) 將步驟(2)得到的浸出液經(jīng)低溫濃縮、冷卻結(jié)晶后獲得一次濃縮液和結(jié)晶粗As2O3; (4) 將步驟(2)得到的脫砷污泥采用清水洗滌后得到洗滌液和洗后污泥，洗后污泥經(jīng)常 規(guī)方法固化后得到固化物，洗滌液和步驟(3)得到的一次濃縮液經(jīng)酸性煙氣洗滌后作為污 酸返回步驟(2)。
[0005] 所述步驟(1)中重金屬污泥中As含量>5wt%。
[0006] 所述步驟(2)中的污酸來自有色冶煉廠硫酸車間對冶煉煙氣進行洗滌后產(chǎn)生的含 有大量砷等雜質(zhì)的污酸，污酸中含硫酸為10~l〇〇g/L。
[0007] 上述步驟(4)中酸性煙氣為有色冶煉廠火法冶煉煅燒硫化銅礦、硫化鋅礦、硫化鉛 礦等產(chǎn)生的煙氣。
[0008] 本發(fā)明的有益效果是： (1) 本方法處理高砷重金屬污泥使得含砷等有害物質(zhì)從污泥中浸出來，使其毒性降低； (2) 本方法處理高砷重金屬污泥，可實現(xiàn)污泥中砷及重金屬的綜合利用； (3) 本方法處理高砷重金屬污泥的過程中產(chǎn)生的二次廢物都得到了很好的利用，沒有 造成二次污染； (4) 本方法操作過程簡單，成本低，可以較好的利用污酸。
【附圖說明】
[0009] 圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0010] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明作進一步說明。
[0011] 實施例1 如圖1所示，該重金屬污泥與污酸聯(lián)合處置方法，其具體步驟如下： (1) 首先將重金屬污泥自然風干，然后破碎至粒度為1mm; (2) 將經(jīng)步驟（1)破碎的重金屬污泥(重金屬污泥來自于石灰鐵鹽法，成分如表1所示） 按照液固比為2: lml/g加入污酸(污酸來自有色冶煉廠硫酸車間對冶煉煙氣進行洗滌后產(chǎn) 生的含有大量砷等雜質(zhì)的污酸，主要成分如表2所示），在常溫下攪拌5h使兩者混合物呈乳 濁狀，進行固液分離后獲得浸出液和脫砷污泥；
(3) 將步驟(2)得到的浸出液經(jīng)低溫濃縮(在溫度為130°C下濃縮，濃縮比為2)、冷卻至 室溫結(jié)晶后獲得一次濃縮液和結(jié)晶粗As 2O3; (4) 將步驟(2)得到的脫砷污泥采用清水洗滌后得到洗滌液和洗后污泥，洗后污泥經(jīng)常 規(guī)方法固化后得到固化物(洗后污泥與水泥按照質(zhì)量比為6:4混合后固化），洗滌液和步驟 (3)得到的一次濃縮液經(jīng)酸性煙氣(酸性煙氣為有色冶煉廠火法冶煉煅燒硫化銅礦、硫化鋅 礦、硫化鉛礦等產(chǎn)生的煙氣)洗滌后作為污酸返回步驟(2)。
[0012] 本實施例步驟(2)的浸出液中As含量5. lg/L、硫酸含量50g/L，脫砷污泥浸出毒性 87mg/L;洗后污泥制備得到的固化物養(yǎng)護28天后測試抗壓強度和浸出毒性(GB 5085.3-2007)，壓強度I IMPa，浸出毒性0.6mg/L;步驟(3)制備得到的結(jié)晶粗As2O3純度85%，重金屬污 泥中砷放入脫除率81%，以結(jié)晶粗As 2O3產(chǎn)物中砷含量計算，砷的回收率72%。
[0013] 實施例2 如圖1所示，該重金屬污泥與污酸聯(lián)合處置方法，其具體步驟如下： (1) 首先將重金屬污泥自然風干，然后破碎至粒度為10mm; (2) 將經(jīng)步驟（1)破碎的重金屬污泥(重金屬污泥來自于石灰鐵鹽法，成分如表3所示） 按照液固比為20: lml/g加入污酸(污酸來自有色冶煉廠硫酸車間對冶煉煙氣進行洗滌后產(chǎn) 生的含有大量砷等雜質(zhì)的污酸，主要成分如表4所示），在常溫下攪拌15h使兩者混合物呈乳 濁狀，進行固液分離后獲得浸出液和脫砷污泥；
(3) 將步驟(2)得到的浸出液經(jīng)低溫濃縮(在溫度為140°C下濃縮，濃縮比為3)、冷卻至 室溫結(jié)晶后獲得一次濃縮液和結(jié)晶粗As 2O3; (4) 將步驟(2)得到的脫砷污泥采用清水洗滌后得到洗滌液和洗后污泥，洗后污泥經(jīng)常 規(guī)方法固化后得到固化物(洗后污泥與水泥按照質(zhì)量比為5:5混合后固化），洗滌液和步驟 (3)得到的一次濃縮液經(jīng)酸性煙氣(酸性煙氣為有色冶煉廠火法冶煉煅燒硫化銅礦、硫化鋅 礦、硫化鉛礦等產(chǎn)生的煙氣)洗滌后作為污酸返回步驟(2)。
[0014] 本實施例步驟(2)的浸出液中As含量7.5g/L、硫酸含量41g/L，脫砷污泥浸出毒性 13mg/L;洗后污泥制備得到的固化物養(yǎng)護28天后測試抗壓強度和浸出毒性(GB 5085.3-2007 )，壓強度12MPa，浸出毒性0.12mg/L;步驟(3 )制備得到的結(jié)晶粗As2O3純度77%，重金屬 污泥中砷放入脫除率87%，以結(jié)晶粗As 2O3產(chǎn)物中砷含量計算，砷的回收率78%。
[0015] 實施例3 如圖1所示，該重金屬污泥與污酸聯(lián)合處置方法，其具體步驟如下： (1) 首先將重金屬污泥自然風干，然后破碎至粒度為8_; (2) 將經(jīng)步驟（1)破碎的重金屬污泥(重金屬污泥來自于石灰鐵鹽法，成分如表5所示） 按照液固比為15: lml/g加入污酸(污酸來自有色冶煉廠火法冶煉煅燒硫化銅礦、硫化鋅礦、 硫化鉛礦等產(chǎn)生的煙氣，主要成分如表6所示），在常溫下攪拌IOh使兩者混合物呈乳濁狀， 進行固液分離后獲得浸出液和脫砷污泥； 表5
(3) 將步驟(2)得到的浸出液經(jīng)低溫濃縮(在溫度為140°C下濃縮，濃縮比為4)、冷卻至 室溫結(jié)晶后獲得一次濃縮液和結(jié)晶粗As 2O3; (4) 將步驟(2)得到的脫砷污泥采用清水洗滌后得到洗滌液和洗后污泥，洗后污泥經(jīng)常 規(guī)方法固化后得到固化物(洗后污泥與水泥按照質(zhì)量比為4:6混合后固化），洗滌液和步驟 (3)得到的一次濃縮液經(jīng)酸性煙氣(酸性煙氣為有色冶煉廠火法冶煉煅燒硫化銅礦、硫化鋅 礦、硫化鉛礦等產(chǎn)生的煙氣)洗滌后作為污酸返回步驟(2)。
[0016] 本實施例步驟(2)的浸出液中As含量18.5g/L、硫酸含量63g/L，脫砷污泥浸出毒性 17mg/L;洗后污泥制備得到的固化物養(yǎng)護28天后測試抗壓強度和浸出毒性(GB 5085.3-2007 )，壓強度16MPa，浸出毒性0.1 lmg/L;步驟(3 )制備得到的結(jié)晶粗As2O3純度83%，重金屬 污泥中砷放入脫除率89%，以結(jié)晶粗As 2O3產(chǎn)物中砷含量計算，砷的回收率85%。
[0017] 實施例4 如圖1所示，該重金屬污泥與污酸聯(lián)合處置方法，其具體步驟如下： (1) 首先將重金屬污泥自然風干，然后破碎至粒度為5_; (2) 將經(jīng)步驟（1)破碎的重金屬污泥(重金屬污泥來自于石灰鐵鹽法，重金屬污泥中As 含量>5wt%，Zn含量〉Cu含量>lwt%)按照液固比為10: lml/g加入污酸(污酸來自有色冶煉廠 火法冶煉煅燒硫化銅礦、硫化鋅礦、硫化鉛礦等產(chǎn)生的煙氣，污酸中含硫酸為I〇g/L)，在常 溫下攪拌12h使兩者混合物呈乳濁狀，進行固液分離后獲得浸出液和脫砷污泥； (3) 將步驟(2)得到的浸出液經(jīng)低溫濃縮(在溫度為130°C下濃縮，濃縮比為4)、冷卻至 室溫結(jié)晶后獲得一次濃縮液和結(jié)晶粗As203; (4) 將步驟(2)得到的脫砷污泥采用清水洗滌后得到洗滌液和洗后污泥，洗后污泥經(jīng)常 規(guī)方法固化后得到固化物(洗后污泥與水泥按照質(zhì)量比為3:7混合后固化），洗滌液和步驟 (3)得到的一次濃縮液經(jīng)酸性煙氣(酸性煙氣為有色冶煉廠火法冶煉煅燒硫化銅礦、硫化鋅 礦、硫化鉛礦等產(chǎn)生的煙氣)洗滌后作為污酸返回步驟(2)。
[0018] 以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述 實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前 提下作出各種變化。
【主權(quán)項】
1. 一種重金屬污泥與污酸聯(lián)合處置方法，其特征在于具體步驟如下： (1) 首先將重金屬污泥自然風干，然后破碎至粒度為1~1〇_; (2) 將經(jīng)步驟（1)破碎的重金屬污泥按照液固比為2:1~20: lml/g加入污酸，在常溫下攪 拌5~15h使兩者混合物呈乳濁狀，進行固液分離后獲得浸出液和脫砷污泥； (3) 將步驟(2)得到的浸出液經(jīng)低溫濃縮、冷卻結(jié)晶后獲得一次濃縮液和結(jié)晶粗As2〇3; (4) 將步驟(2)得到的脫砷污泥采用清水洗滌后得到洗滌液和洗后污泥，洗后污泥經(jīng)常 規(guī)方法固化后得到固化物，洗滌液和步驟(3)得到的一次濃縮液經(jīng)酸性煙氣洗滌后作為污 酸返回步驟(2)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污泥與污酸聯(lián)合處置方法，其特征在于:所述步驟（1) 中重金屬污泥中As含量>5wt%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污泥與污酸聯(lián)合處置方法，其特征在于:所述步驟(2) 中的污酸來自有色冶煉廠硫酸車間對冶煉煙氣進行洗滌后產(chǎn)生的含有大量砷雜質(zhì)的污酸， 污酸中含硫酸為10~l〇〇g/L。
【專利摘要】本發(fā)明涉一種重金屬污泥與污酸聯(lián)合處置方法，屬于重金屬污泥資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。首先將重金屬污泥自然風干，然后破碎至粒度為1~10mm；將經(jīng)破碎的重金屬污泥加入污酸，在常溫下攪拌5～15h使兩者混合物呈乳濁狀，進行固液分離后獲得浸出液和脫砷污泥；將得到的浸出液經(jīng)低溫濃縮、冷卻結(jié)晶后獲得一次濃縮液和結(jié)晶粗As2O3；將得到的脫砷污泥采用清水洗滌后得到洗滌液和洗后污泥，洗后污泥經(jīng)常規(guī)方法固化后得到固化物，洗滌液和得到的一次濃縮液經(jīng)酸性煙氣洗滌后作為污酸返回。本方法處理過程中沒有廢水產(chǎn)生、沒有造成二次污染，最終得到的三氧化二砷也具有經(jīng)濟價值。
【IPC分類】C02F11/00, C01G28/00
【公開號】CN105541064
【申請?zhí)枴緾N201610039472
【發(fā)明人】史誼峰, 王 華, 楊春銀, 祝星, 惠興歡, 祁先進, 舒波, 徐媛, 魏永剛, 胡建杭
【申請人】昆明理工大學, 云南銅業(yè)股份有限公司, 楚雄滇中有色金屬有限責任公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月21日