一种处理有色冶金污酸中重金属砷的方法与流程

本发明涉及一种处理有色冶金污酸中重金属砷的方法，属于环境工程领域。

技术背景

随着我国有色金属冶炼行业的发展，在冶炼过程中产生的含砷污酸的无害化处理已成为我国有色冶金工艺中急待解决的重大环境问题，如铜、铅、锌等冶炼烟气制酸水洗工艺将产生大量污酸废水，主要含硫酸、砷、汞、镉、铅、锌和氟等污染物，与冶炼工艺其他工序产生的废水相比，有色冶金污酸废水成分复杂，pH极低，各种重金属含量高出几十倍，污酸废水处理回用是环保领域面临的重大难题，目前应用普遍的处理方法主要有石灰中和法、高浓度泥浆法、硫化法、铁氧体法、膜分离法、生物吸附法、硫化法+石灰/石灰石中和法、高浓度泥浆法+铁盐中和法，这些方法通常存在处理成本高、效果欠佳，产生大量废渣且难回收利用等缺点，因此研究开发一种有色冶金污酸中重金属砷综合利用技术，使含砷废水资源化，降低含砷废水的处理成本，具有极大的社会、环境及经济效益。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种处理有色冶金污酸中重金属砷的方法，包括以下步骤：

（1）将有色冶金污酸进行沉淀后固液分离，在滤液中加入石灰石调节pH值为0~1，60~80℃搅拌1~2h后沉淀过滤；

（2）检测步骤（1）滤液中砷离子的含量，向滤液中加入硫酸铁，硫酸铁的加入量为铁离子与滤液中砷离子的摩尔比为1~2︰1，采用调节剂调节pH值为1.5~5，60~90℃搅拌6~12h后沉淀过滤；

（3）按照絮凝剂和滤液的质量体积比为10~20︰500g/mL，向步骤（2）的滤液中加入絮凝剂，搅拌1~3h后固液分离，检测滤液后进入下一处理工序。

优选的，步骤（1）中的搅拌速度为150-200r/min。

优选的，步骤（2）中的搅拌速度为200-250r/min。

优选的，步骤（3）中的搅拌速度为80-150r/min。

优选的，步骤（3）中的絮凝剂为聚丙烯酰胺或微生物絮凝剂，均可以市购得到。

所述有色冶金污酸为铜、铅、锌冶炼烟气制酸水洗工艺产生的废水。

本发明的有益效果：

（1）本发明利用铁盐作为沉淀剂，在高砷有色冶金污酸废水中形成矿物，以达到无需氧化直接去除三价砷的目的。

（2）石灰石可以直接从市场购得，相比生石灰价格更低廉且中和过程中不会放出大量热，更加安全，石灰石腐蚀性测试为碱性，用它中和污酸，产生的CaSO₄很纯，几乎没有带出任何重金属离子，可以有其他用途。

（3）具有操作简单，加入药剂量少，成本低廉，无需氧化，渣量小且稳定等优势。

附图说明

图1为本发明实施例2的步骤（1）得到的沉淀的XRD图；

图2为本发明实施例3的步骤（2）沉淀后得到滤渣的XRD图。

具体实施方式

以下实施例旨在进一步说明本发明，而不是对本发明的限定。

以下实施例中，pH值采用玻璃电极法测定，金属采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定。

《铅、锌工业污染物排放标准GB25466-2010》和《铜、镍、钴工业污染物排放标准GB 25467-2010》中新建企业水污染物排放浓度限值控制项目最严标准值见表1。

表1 项目相关标准污染物浓度限值

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实施例1

本实施例所述处理有色冶金污酸中重金属砷的方法，具体处理方法包括以下步骤：

（1）取5000mL某厂铜冶炼过程中产生的污酸废水置于塑料桶中，经24小时静置沉淀，取上清液进行检测，检测结果：重金属含量见表2，污酸酸度为150g/L，取上清液500mL置于1000mL锥形瓶中，加入石灰石，在80℃条件下搅拌2h，搅拌速度为150r/min，将滤液的pH值调节至1，进行固液分离，滤渣组分及含量如表3所示，符合排放标准；

（2）检测步骤（1）固液分离后的滤液中砷的含量，按照铁离子和砷离子摩尔比为1︰1的比例，添加硫酸铁，并添加氢氧化钠将pH值调至2，在60℃下以250r/min的速度搅拌6小时，自然沉淀2h后固液分离，检测滤渣的砷浸出浓度为0.41mg/L，符合排放标准；

（3）按照絮凝剂和滤液的质量体积比为10︰500g/mL，向步骤（2）的滤液中加入絮凝剂聚丙烯酰胺，以100r/min的搅拌速度搅拌2h后进行固液分离，检测滤液中砷的含量，符合排放标准，进入下一处理工序。

表2某炼铜厂污酸成份

表3 中和反应后滤渣元素及含量

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实施例2

本实施例所述处理有色冶金污酸中重金属砷的方法，具体处理方法包括以下步骤：

（1）取5000mL 某厂铅冶炼过程中产生的污酸废水置于塑料桶中，经24小时静置沉淀，取上清液进行检测，检测结果：砷浓度为13.4g/L，污酸酸度为120g/L，取上清液500mL置于1000mL锥形瓶中，加入石灰石，在70℃条件下搅拌1h，搅拌速度为180r/min，将pH值调节至0.5，进行固液分离，滤渣进行了XRD检测，如图1所示，生成产物为硫酸钙和水合硫酸钙；

（2）检测步骤（1）固液分离后的滤液中砷的含量，按照铁离子和砷离子摩尔比为1.5︰1的比例，添加硫酸铁，并添加氢氧化钠将pH值调至3，在90℃下以230r/min的速度搅拌10小时，自然沉淀2h后固液分离，检测滤渣的砷的浸出浓度为0.35mg/L，符合排放标准，滤渣还进行检测，砷浸出浓度符合排放标准；

（3）按照絮凝剂和滤液的质量体积比为20︰500g/mL，向步骤（2）的滤液中加入絮凝剂聚丙烯酰胺，以80r/min的搅拌速度搅拌1h后进行固液分离，检测滤液中砷的含量，符合排放标准，进入下一处理工序。

实施例3

本实施例所述处理有色冶金污酸中重金属砷的方法，具体处理方法包括以下步骤：

（1）某厂锌冶炼过程中产生的污酸废水置于沉淀池中，经24小时静置沉淀，取上清液进行检测，检测结果：砷浓度为12.9g/L，污酸酸度为130g/L，将上层清液注入处理池1中加入石灰石，在60℃条件下搅拌1.5h，搅拌速度为200r/min，将pH值调节至0，进行固液分离；

（2）将步骤（1）的上清液引入处理池1，检测砷的含量，按照铁离子和砷离子摩尔比为2︰1的比例，添加硫酸铁，并添加氢氧化钠将pH值调至5，在80℃下以200r/min的速度搅拌9.5小时，自然沉淀2h后固液分离，检测滤渣的砷的浸出浓度为0.33mg/L，符合排放标准，滤渣还进行了XRD检测，如图2所示，生成产物为二水合砷酸铁；

（3）将步骤（2）的上清液引入处理池3，按照絮凝剂和滤液的质量体积比为15︰500g/mL，加入絮凝剂微生物絮凝剂，以120r/min的搅拌速度搅拌2.5h后进行固液分离，检测滤液中砷的含量，符合排放标准，进入下一处理工序。

实施例4

本实施例所述处理有色冶金污酸中重金属砷的方法，具体处理方法包括以下步骤：

（1）某厂锌冶炼过程中产生的污酸废水置于沉淀池中，经24小时静置沉淀，取上清液进行检测，检测结果：砷浓度为13.1g/L，污酸酸度为145g/L，将上层清液注入处理池1中加入石灰石，在65℃条件下搅拌1.2h，搅拌速度为160r/min，将pH值调节至1，进行固液分离；

（2）将步骤（1）的上清液引入处理池1，检测砷的含量，按照铁离子和砷离子摩尔比为2︰1的比例，添加硫酸铁，并添加硫酸将pH值调至1.5，在65℃下以220r/min的速度搅拌12小时，自然沉淀2h后固液分离，检测滤渣的砷的浸出浓度为0.34mg/L，符合排放标准，滤渣还进行了XRD检测，生成产物为二水合砷酸铁；

（3）将步骤（2）的上清液引入处理池3，按照絮凝剂和滤液的质量体积比为12︰500g/mL，加入絮凝剂聚丙烯酰胺，以150r/min的搅拌速度搅拌3h后进行固液分离，检测滤液中砷的含量，符合排放标准，进入下一处理工序。