稳定化固化药剂及使用其处理砷碱渣的方法技术

本发明专利技术提供了一种稳定化固化药剂及使用其处理砷碱渣的方法。一种稳定化固化药剂，包括氧化剂、稳定剂、调节剂和固化剂；氧化剂包括芬顿试剂和过硫酸盐，稳定剂为铁盐类介质，调节剂为赤泥和飞灰的混合物，固化剂为水泥。使用稳定化固化处理砷碱渣的方法：对原始砷碱渣进行破碎筛分处理得到一级砷碱渣；在一级砷碱渣中添加氧化剂和水，搅拌得二级砷碱渣；在二级砷碱渣中添加稳定剂和水，搅拌得到三级砷碱渣；在三级砷碱渣中添加调节剂和水，搅拌得到四级砷碱渣；在四级砷碱渣中添加固化剂和水，搅拌后成型砌块养护即可。本申请提供的稳定化固化药剂及使用其处理砷碱渣的方法，能大幅降低砷碱渣的水浸出浓度，为砷碱渣的安全处置提供了有效的方法。

Stabilizing solidifying agent and the method of treating arsenic-alkali residue with it

The invention provides a stabilized solidifying agent and a method for treating arsenic-alkali residue by using the stabilized solidifying agent. A stabilizer and solidifying agent includes oxidizer, stabilizer, regulator and solidifying agent, oxidizer includes Fenton reagent and persulfate, stabilizer is iron salt medium, regulator is a mixture of red mud and fly ash, and solidifying agent is cement. The method of stabilizing and solidifying arsenic-alkali residue is as follows: crushing and screening the original arsenic-alkali residue to get the first-grade arsenic-alkali residue; adding oxidant and water to the first-grade arsenic-alkali residue to stir to get the second-grade arsenic-alkali residue; adding stabilizer and water to the second-grade arsenic-alkali residue to stir to get the third-grade arsenic-alkali residue; adding regulator and water to the third-grade arsenic-alkali resid Adding solidifying agent and water to alkali residue can form block after mixing. The stabilizer and solidifying agent provided in this application and the method of treating arsenic-alkali residue can greatly reduce the water leaching concentration of arsenic-alkali residue and provide an effective method for the safe disposal of arsenic-alkali residue.

【技术实现步骤摘要】
稳定化固化药剂及使用其处理砷碱渣的方法
本专利技术涉及砷碱渣处理领域，具体而言，涉及一种稳定化固化药剂及使用其处理砷碱渣的方法。
技术介绍
砷碱渣是粗锑精炼过程中加碱脱砷时产生的废渣，其中砷碱碱中锑含量仅为1～2％，砷含量为8％～10％，其中砷主要以砷酸钠的形式存在。由于砷碱渣中砷酸钠剧毒且易溶于水，极易污染环境，砷碱渣是一类非常难以处置的危险废物。目前，国内外对砷碱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。目前，固化稳定化法目前研究较多，但现有的方法多针对的是砷含量较低的含砷中和渣，而且还多存在毒性浸出率较高、药剂价格昂贵、操作复杂。中国专利(CN105215047B)公开了一种针对酸性硫化砷废渣的固化稳定化处理方法；中国专利(CN104556920A)公开了一种含砷中和渣固化稳定化药剂及其固化稳定化含砷中和渣的方法，渣中As的浸出毒性含量仅为410mg/L，不能推广应用于砷碱渣无害化处理；中国专利(CN105597262A)公开了采用H2O2、FeSO4·7H2O、CaO和矿渣水泥作为砷碱渣的稳定化固化剂，由于砷碱渣中砷碱渣呈强碱性，导致双氧水的利用低，且该专利固化稳定化剂中CaO和矿渣水泥投加比例较高，均为强碱性，导致固化体pH值超标，砷酸铁盐被分解，浸岀液中砷的浓度升高；另外，中国专利(CN104263949A)选用铁盐和粘土矿物对砷碱渣进行稳定化固化，但是砷碱渣加稳定剂后需用大量的稀酸调节pH，成本高、操作复杂，在实际工程复杂情况下难以满足要求。目前的稳定化药剂均不能将高浓度砷渣(浸出浓度大于2000mg/L)的浸出降低到危险废物填埋场进场要求(2.5mg/L)，即便是配合固化剂使用仍很难达到危废填埋场入场标准。因此寻求一种高效、增容比小、经济性好的固化/稳定化药剂迫在眉睫，它不仅对全国锑冶炼行业砷碱渣的安全处理具有促进作用，同时可推广应用于冶炼行业产生的含砷废物的处理处置，具有良好的环境效益、经济效益和社会效益。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种稳定化固化药剂，所述稳定化固化药剂使用方便，稳定固化效果好。本专利技术的第二目的在于提供一种使用所述的稳定化固化处理砷碱渣的方法，所述方法操作简单、成本低、处理后浸出浓度低，安全环保。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种稳定化固化药剂，按重量份数计，包括氧化剂1-3份、稳定剂4-8份、调节剂10-15份和固化剂15-20份；所述氧化剂包括芬顿试剂和过硫酸盐，所述稳定剂为铁盐类介质，所述调节剂为赤泥和飞灰的混合物，所述固化剂为水泥。通过氧化剂、稳定剂、调节剂和固化剂的搭配，可以实现对高浸出浓度(浸出浓度大于2000mg/L)的砷碱渣的有效处理，同时减少固化剂的使用，降低后期填埋成本，实现低成本、少污染、易处理、安全有效的目的。其中，氧化剂氧化能力强、稳定性好，大大提高了氧化效率，As5+毒性与环境中移动性远低于As3+，通过氧化过程改变了砷存在价态降低其环境毒性；另外，该过程有利于降低砷在环境中的移动性，而高价砷酸盐如AsO3比亚砷酸AsO3等更容易形成稳定的固体；在此基础上，结合铁盐类介质固定砷，生成稳定的砷酸铁沉淀；此外，采用中性复配调节剂，赤泥和飞灰中的部分铝盐能够和五价砷生成砷酸铝沉淀，各种组分之间产生协同增效作用，对砷碱渣稳定化固化效果进一步巩固提升。优选地，所述芬顿试剂中的H2O2和所述过硫酸盐的摩尔比为1-2:0.5-1；所述赤泥和所述飞灰的质量比为3-6:1，过100-200目筛得到所述调节剂。可选地，所述铁盐类介质为七水硫酸亚铁、聚合硫酸铁、六水氯化铁、四水氯化亚铁中的一种或多种，所述固化剂为42.5硅酸盐水泥。对药剂成分的优选，各个成分之间配合度更高，可以使得整体处理效果更佳。一种使用所述的稳定化固化处理砷碱渣的方法，所述方法包括：A.对原始砷碱渣进行破碎筛分处理得到一级砷碱渣；B.在所述一级砷碱渣中添加所述氧化剂和水，搅拌得到二级砷碱渣；C.在所述二级砷碱渣中添加所述稳定剂和水，搅拌得到三级砷碱渣；D.在所述三级砷碱渣中添加所述调节剂和水，搅拌得到四级砷碱渣；E.在所述四级砷碱渣中添加所述固化剂和水，搅拌后成型砌块养护即可。采用破碎筛分的方法对原始砷碱渣进行预处理，然后按照特定的顺序添加氧化剂、稳定剂、调节剂和固化剂，最后成型砌块养护，对砷碱渣进行有效处理。优选地，所述一级砷碱渣的粒径小于3cm。控制破碎筛分之后的粒径，主要是为了保证氧化剂及后续药剂对砷碱渣的处理效果。优选地，所述步骤B中，所述氧化剂的添加量为所述原始砷碱渣的1-3wt％，水的添加量为所述原始砷碱渣的9-11wt％，搅拌强度为30-40r/min，搅拌时间为15-20min。优选地，所述步骤C中，所述稳定剂的添加量为所述原始砷碱渣的4-8wt％，水的添加量为所述原始砷碱渣的9-11wt％，搅拌强度为30-40r/min，搅拌时间为15-20min。优选地，所述步骤D中，所述调节剂的添加量为所述原始砷碱渣的10-15wt％，水的添加量为所述原始砷碱渣的9-11wt％，搅拌强度为30-40r/min，搅拌时间为5-6min。优选地，所述步骤E中，所述固化剂的添加量为所述原始砷碱渣的15-20wt％，水的添加量为所述原始砷碱渣的9-11wt％，，搅拌强度为30-40r/min，搅拌时间为5-6min。可选地，所述步骤C在所述步骤B完成后2小时执行；所述养护的时间为5-7天。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)稳定化固化药剂的稳定固化效果好，尤其适用于高浸出浓度的砷碱渣的处理；(2)修复效果好、稳定性高、修复周期短、资金水平低、操作简单、处理量大、可大规模工程化；(3)具有良好的环境效益、经济效益和社会效益。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。实施例1氧化剂制备：采用市售Fenton试剂稀释后，按照H2O2与过硫酸钠2:1的摩尔比例均匀混合配置成氧化剂；稳定剂制备：将七水硫酸亚铁和聚合硫酸铁按照5:1质量比例混合即成稳定剂；调节剂制备：按赤泥、飞灰质量比3：1比例混合，过100目筛，得到调节剂；固化剂制备：采用市售42.5硅酸盐水泥。取某砷污染浓度为23520mg/kg砷碱渣500g，进行破碎筛分处理得到一级砷碱渣，一级砷碱渣的粒径小于3cm；先向一级砷碱渣中加入原始砷碱渣质量1％的氧化剂，再加入原始砷碱渣质量9％的水，搅拌强度为40r/min，搅拌15min，得到二级砷碱渣；然后2小时后向二级砷碱渣中加入原始砷碱渣质量6％的稳定剂和原始砷碱渣质量9％的水，搅拌强度为30r/min，搅拌15min，得到三级砷碱渣；再向三级砷碱渣中加入原始砷碱渣质量10％调节剂和原始砷碱渣质量9％的水，搅拌强度为30r/min，搅拌6min，得到四级砷碱渣；最后向四级砷碱渣中加入原始砷碱渣质量15％固化剂和原始砷碱渣质量9％的水，搅拌强度为40r/min，搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稳定化固化药剂，其特征在于，按重量份数计，包括氧化剂1‑3份、稳定剂4‑8份、调节剂10‑15份和固化剂15‑20份；所述氧化剂包括芬顿试剂和过硫酸盐，所述稳定剂为铁盐类介质，所述调节剂为赤泥和飞灰的混合物，所述固化剂为水泥。

【技术特征摘要】
1.一种稳定化固化药剂，其特征在于，按重量份数计，包括氧化剂1-3份、稳定剂4-8份、调节剂10-15份和固化剂15-20份；所述氧化剂包括芬顿试剂和过硫酸盐，所述稳定剂为铁盐类介质，所述调节剂为赤泥和飞灰的混合物，所述固化剂为水泥。2.根据权利要求1所述的稳定化固化药剂，其特征在于，所述芬顿试剂中的H2O2和所述过硫酸盐的摩尔比为1-2:0.5-1；所述赤泥和所述飞灰的质量比为3-6:1，过100-200目筛得到所述调节剂。3.根据权利要求1或2所述的稳定化固化药剂，其特征在于，所述铁盐类介质为七水硫酸亚铁、聚合硫酸铁、六水氯化铁、四水氯化亚铁中的一种或多种，所述固化剂为42.5硅酸盐水泥。4.一种使用权利要求1-3任一项所述的稳定化固化处理砷碱渣的方法，其特征在于，所述方法包括：A.对原始砷碱渣进行破碎筛分处理得到一级砷碱渣；B.在所述一级砷碱渣中添加所述氧化剂和水，搅拌得到二级砷碱渣；C.在所述二级砷碱渣中添加所述稳定剂和水，搅拌得到三级砷碱渣；D.在所述三级砷碱渣中添加所述调节剂和水，搅拌得到四级砷碱渣；E.在所述四级砷碱渣中添加所述固化剂和水，搅拌后成型砌块养护即可。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑾，余志元，李二平，邱亚群，黄启富，李希山，熊如意，赵雄飞，王亲雄，石泽华，
申请(专利权)人：湖南省环境保护科学研究院，
类型：发明
国别省市：湖南,43