一种砷镉同步稳定化处理方法及应用

本发明属于冶炼工业固体废弃物处理领域，尤其涉及一种砷镉同步稳定化处理方法及应用。

背景技术：

1、有色冶炼烟气制酸是最主要的硫酸生产方式之一，高浓度so2烟气，经余热锅炉和收尘设施的净化后，进入制酸系统，烟气洗涤产生大量污酸，采用硫化-石灰-中和铁盐法则将产生含有砷、镉、铅等重金属的硫化渣、石膏渣和中和渣，其中石膏渣产量最大。有色冶炼石膏渣中砷、镉含量及活度均较高，易淋溶，环境风险大，亟需高度关注石膏渣中砷、镉问题。

2、有色冶炼石膏渣的主要处理处置方法为堆存和填埋，但堆存侵占大量土地，填埋则需有资质的危险废物处理单位进行处置，费用昂贵；且上述两种方法均未重视其中砷镉的潜在环境风险。因此，亟需一种高效、经济的污酸处理石膏渣稳定化方法，以降低其潜在环境风险。

3、砷镉化学性质相反，难以实现砷镉的同步稳定。现阶段砷镉处理相关研究主要集中在砷镉复合污染土壤方面，大都采用改性复合材料来修复砷镉复合污染的土壤，而处理后的材料由于吸附了砷镉，依旧需要进一步处理。并且，砷镉复合污染土壤中砷镉含量较低，含砷镉石膏渣中含量更高，存在形态更为复杂，吸附材料不足以将其处理达标。

4、鉴于此，有必要提供一种砷镉同步稳定化处理方法及应用，以解决或缓解固体废弃物中砷镉浸出率解难以同时显著降低的技术缺陷。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种砷镉同步稳定化处理方法及应用，旨在解决或缓解固体废弃物中砷镉浸出率解难以同时显著降低的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种复合药剂在砷镉同步稳定化处理中的应用，所述复合药剂包括硫酸亚铁和硫化亚铁，所述硫酸亚铁和所述硫化亚铁的质量比为0.5～3:1。

3、本发明还提供了一种砷镉固废的砷镉同步稳定化处理方法，包括步骤：

4、s1，提供砷镉固废，所述砷镉固废中含有砷元素和镉元素；

5、s2，将所述砷镉固废和复合药剂在酸性溶液中进行混合处理，得反应液；

6、其中，所述复合药剂包括硫酸亚铁和硫化亚铁，所述硫酸亚铁和所述硫化亚铁的质量比为0.5～3:1；

7、s3，对所述反应液进行固液分离处理，得砷镉稳定化的分离渣。

8、进一步地，所述砷镉固废中砷元素的含量≤45000mg/kg，镉元素的含量≤900mg/kg。

9、进一步地，所述砷镉固废中砷元素的含量为35000～45000mg/kg，镉元素的含量为700～900mg/kg。

10、进一步地，所述砷镉固废中砷元素和镉元素的赋存物相均包括ca3asf4ox-含硫锌钠、砷钙石-含锌硅氟铁镉铝硫和含砷石膏。

11、进一步地，所述砷镉固废和所述复合药剂的质量比为4～6:1。

12、进一步地，所述酸性溶液的ph为2～4。

13、进一步地，所述酸性溶液：所述砷镉固废与所述复合药剂之和为1～3ml:1g；所述酸性溶液包括硫酸溶液和盐酸溶液中的一种或多种。

14、进一步地，所述混合处理的混合时长为20～48h。

15、进一步地，所述砷镉固废包括有色冶炼石膏渣。

16、与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

17、本发明降低了砷镉含量高、且浸出毒性高的石膏渣中砷镉的活度，能够同时显著降低固体废弃物中砷镉的浸出率，解决了有色冶炼石膏渣等固体废弃物砷镉潜在环境风险大的问题，避免了固体废弃物的长期堆存；本发明在稳定化处理后，砷镉的tclp浸出毒性达到标准(as<5mg/l、cd<1mg/l)，为有色冶炼石膏渣等固体废弃物的处理处置提供技术支撑。

18、具体地，本发明通过采用含有硫酸亚铁和硫化亚铁药剂的复合药剂，成分简单，不仅能够简化砷镉同步稳定化的操作过，还能够将固体废弃物中高含量、高浸出毒性的砷镉转化成更稳定的形式；并且，相较于其他铁源和其他复合药剂，本发明能够显著稳定固体废弃物中的砷镉，具有意料不到的技术效果。此外，本发明通过引入酸性溶液，能够进一步促进渣中砷镉的溶出，使其充分与药剂反应。

技术特征：

1.一种复合药剂在砷镉同步稳定化处理中的应用，其特征在于，所述复合药剂包括硫酸亚铁和硫化亚铁，所述硫酸亚铁和所述硫化亚铁的质量比为0.5～3:1。

2.一种砷镉固废的砷镉同步稳定化处理方法，其特征在于，包括步骤：

3.根据权利要求2所述的砷镉同步稳定化处理方法，其特征在于，所述砷镉固废中砷元素的含量≤45000mg/kg，镉元素的含量≤900mg/kg。

4.根据权利要求3所述的砷镉同步稳定化处理方法，其特征在于，所述砷镉固废中砷元素的含量为35000～45000mg/kg，镉元素的含量为700～900mg/kg。

5.根据权利要求2所述的砷镉同步稳定化处理方法，其特征在于，所述砷镉固废中砷元素和镉元素的赋存物相均包括ca3asf4ox-含硫锌钠、砷钙石-含锌硅氟铁镉铝硫和含砷石膏。

6.根据权利要求2所述的砷镉同步稳定化处理方法，其特征在于，所述砷镉固废和所述复合药剂的质量比为4～6:1。

7.根据权利要求2所述的砷镉同步稳定化处理方法，其特征在于，所述酸性溶液的ph为2～4。

8.根据权利要求2所述的砷镉同步稳定化处理方法，其特征在于，所述酸性溶液：所述砷镉固废与所述复合药剂之和为1～3ml:1g；所述酸性溶液包括硫酸溶液和盐酸溶液中的一种或多种。

9.根据权利要求2所述的砷镉同步稳定化处理方法，其特征在于，所述混合处理的混合时长为20～48h。

10.根据权利要求2-9任意一项所述的砷镉同步稳定化处理方法，其特征在于，所述砷镉固废包括有色冶炼石膏渣。

技术总结
本发明提供了一种砷镉同步稳定化处理方法及应用，所述砷镉同步稳定化处理方法包括步骤：S1，提供砷镉固废，所述砷镉固废中含有砷元素和镉元素；S2，将所述砷镉固废和复合药剂在酸性溶液中进行混合处理，得反应液；所述复合药剂包括硫酸亚铁和硫化亚铁，所述硫酸亚铁和所述硫化亚铁的质量比为0.5～3:1；S3，对所述反应液进行固液分离处理，得砷镉稳定化的分离渣。本发明可以实现固体废弃物中砷镉的同步稳定，稳定后渣样浸出毒性符合相关浸出毒性标准。

技术研发人员：王云燕,闵小波,柯勇,何紫彤,徐慧,孙竹梅,彭聪,李云
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17