一种重金属污泥与污酸联合处置方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉一种重金属污泥与污酸联合处置方法，属于重金属污泥资源综合利用技 术领域。
【背景技术】
[0002] 人们生活的日益进步，对于环境的要求也越来越高，现代的冶炼技术手段大多都 会产生"三废"。若这些三废不经过处置而直接排放到环境中，不仅会污染我们的环境，还对 人体健康造成了威胁。我国是生产和消费铜的大国，我国一年粗铜产量达到一千万吨，每日 产污泥量能达到30吨。如此大的污泥产量如不经过处置而排放到环境中去，其中含有的大 量砷离子及重金属污泥会污染我们的土地和水资源，砷离子进入人体会造成中毒甚至致 癌。如果单单是堆存的话，不仅会造成二次污染，还会占用大量的土地资源，造成土地资源 浪费。高砷重金属污泥中不仅含砷及其他重金属，其还含有大量的有毒物质，例如硫，如果 采用煅烧的方法，会产生有害气体，污染我们的大气。因此对于高砷重金属污泥的处理研究 是十分重要的。
【发明内容】
[0003] 针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种重金属污泥与污酸联合处 置方法。本方法将污酸作为浸出剂，提取重金属污泥中的砷，然后经固液分离、蒸发结晶后 获得三氧化二砷，在此过程中没有废水产生、没有造成二次污染，最终得到的三氧化二砷也 具有经济价值。本发明通过以下技术方案实现。
[0004] -种重金属污泥与污酸联合处置方法，其具体步骤如下： (1) 首先将重金属污泥自然风干，然后破碎至粒度为1~IOmm; (2) 将经步骤（1)破碎的重金属污泥按照液固比为2:1~20: lml/g加入污酸，在常温下 搅拌5~15h使两者混合物呈乳浊状，进行固液分离后获得浸出液和脱砷污泥； (3) 将步骤(2)得到的浸出液经低温浓缩、冷却结晶后获得一次浓缩液和结晶粗As2O3; (4) 将步骤(2)得到的脱砷污泥采用清水洗涤后得到洗涤液和洗后污泥，洗后污泥经常 规方法固化后得到固化物，洗涤液和步骤(3)得到的一次浓缩液经酸性烟气洗涤后作为污 酸返回步骤(2)。
[0005] 所述步骤(1)中重金属污泥中As含量>5wt%。
[0006] 所述步骤(2)中的污酸来自有色冶炼厂硫酸车间对冶炼烟气进行洗涤后产生的含 有大量砷等杂质的污酸，污酸中含硫酸为10~l〇〇g/L。
[0007] 上述步骤(4)中酸性烟气为有色冶炼厂火法冶炼煅烧硫化铜矿、硫化锌矿、硫化铅 矿等产生的烟气。
[0008] 本发明的有益效果是： (1) 本方法处理高砷重金属污泥使得含砷等有害物质从污泥中浸出来，使其毒性降低； (2) 本方法处理高砷重金属污泥，可实现污泥中砷及重金属的综合利用； (3) 本方法处理高砷重金属污泥的过程中产生的二次废物都得到了很好的利用，没有 造成二次污染； (4) 本方法操作过程简单，成本低，可以较好的利用污酸。
【附图说明】
[0009] 图1是本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明作进一步说明。
[0011] 实施例1 如图1所示，该重金属污泥与污酸联合处置方法，其具体步骤如下： (1) 首先将重金属污泥自然风干，然后破碎至粒度为1mm; (2) 将经步骤（1)破碎的重金属污泥(重金属污泥来自于石灰铁盐法，成分如表1所示） 按照液固比为2: lml/g加入污酸(污酸来自有色冶炼厂硫酸车间对冶炼烟气进行洗涤后产 生的含有大量砷等杂质的污酸，主要成分如表2所示），在常温下搅拌5h使两者混合物呈乳 浊状，进行固液分离后获得浸出液和脱砷污泥；
(3) 将步骤(2)得到的浸出液经低温浓缩(在温度为130°C下浓缩，浓缩比为2)、冷却至 室温结晶后获得一次浓缩液和结晶粗As 2O3; (4) 将步骤(2)得到的脱砷污泥采用清水洗涤后得到洗涤液和洗后污泥，洗后污泥经常 规方法固化后得到固化物(洗后污泥与水泥按照质量比为6:4混合后固化），洗涤液和步骤 (3)得到的一次浓缩液经酸性烟气(酸性烟气为有色冶炼厂火法冶炼煅烧硫化铜矿、硫化锌 矿、硫化铅矿等产生的烟气)洗涤后作为污酸返回步骤(2)。
[0012] 本实施例步骤(2)的浸出液中As含量5. lg/L、硫酸含量50g/L，脱砷污泥浸出毒性 87mg/L;洗后污泥制备得到的固化物养护28天后测试抗压强度和浸出毒性(GB 5085.3-2007)，压强度I IMPa，浸出毒性0.6mg/L;步骤(3)制备得到的结晶粗As2O3纯度85%，重金属污 泥中砷放入脱除率81%，以结晶粗As 2O3产物中砷含量计算，砷的回收率72%。
[0013] 实施例2 如图1所示，该重金属污泥与污酸联合处置方法，其具体步骤如下： (1) 首先将重金属污泥自然风干，然后破碎至粒度为10mm; (2) 将经步骤（1)破碎的重金属污泥(重金属污泥来自于石灰铁盐法，成分如表3所示） 按照液固比为20: lml/g加入污酸(污酸来自有色冶炼厂硫酸车间对冶炼烟气进行洗涤后产 生的含有大量砷等杂质的污酸，主要成分如表4所示），在常温下搅拌15h使两者混合物呈乳 浊状，进行固液分离后获得浸出液和脱砷污泥；
(3) 将步骤(2)得到的浸出液经低温浓缩(在温度为140°C下浓缩，浓缩比为3)、冷却至 室温结晶后获得一次浓缩液和结晶粗As 2O3; (4) 将步骤(2)得到的脱砷污泥采用清水洗涤后得到洗涤液和洗后污泥，洗后污泥经常 规方法固化后得到固化物(洗后污泥与水泥按照质量比为5:5混合后固化），洗涤液和步骤 (3)得到的一次浓缩液经酸性烟气(酸性烟气为有色冶炼厂火法冶炼煅烧硫化铜矿、硫化锌 矿、硫化铅矿等产生的烟气)洗涤后作为污酸返回步骤(2)。
[0014] 本实施例步骤(2)的浸出液中As含量7.5g/L、硫酸含量41g/L，脱砷污泥浸出毒性 13mg/L;洗后污泥制备得到的固化物养护28天后测试抗压强度和浸出毒性(GB 5085.3-2007 )，压强度12MPa，浸出毒性0.12mg/L;步骤(3 )制备得到的结晶粗As2O3纯度77%，重金属 污泥中砷放入脱除率87%，以结晶粗As 2O3产物中砷含量计算，砷的回收率78%。
[0015] 实施例3 如图1所示，该重金属污泥与污酸联合处置方法，其具体步骤如下： (1) 首先将重金属污泥自然风干，然后破碎至粒度为8_; (2) 将经步骤（1)破碎的重金属污泥(重金属污泥来自于石灰铁盐法，成分如表5所示） 按照液固比为15: lml/g加入污酸(污酸来自有色冶炼厂火法冶炼煅烧硫化铜矿、硫化锌矿、 硫化铅矿等产生的烟气，主要成分如表6所示），在常温下搅拌IOh使两者混合物呈乳浊状， 进行固液分离后获得浸出液和脱砷污泥； 表5
(3) 将步骤(2)得到的浸出液经低温浓缩(在温度为140°C下浓缩，浓缩比为4)、冷却至 室温结晶后获得一次浓缩液和结晶粗As 2O3; (4) 将步骤(2)得到的脱砷污泥采用清水洗涤后得到洗涤液和洗后污泥，洗后污泥经常 规方法固化后得到固化物(洗后污泥与水泥按照质量比为4:6混合后固化），洗涤液和步骤 (3)得到的一次浓缩液经酸性烟气(酸性烟气为有色冶炼厂火法冶炼煅烧硫化铜矿、硫化锌 矿、硫化铅矿等产生的烟气)洗涤后作为污酸返回步骤(2)。
[0016] 本实施例步骤(2)的浸出液中As含量18.5g/L、硫酸含量63g/L，脱砷污泥浸出毒性 17mg/L;洗后污泥制备得到的固化物养护28天后测试抗压强度和浸出毒性(GB 5085.3-2007 )，压强度16MPa，浸出毒性0.1 lmg/L;步骤(3 )制备得到的结晶粗As2O3纯度83%，重金属 污泥中砷放入脱除率89%，以结晶粗As 2O3产物中砷含量计算，砷的回收率85%。
[0017] 实施例4 如图1所示，该重金属污泥与污酸联合处置方法，其具体步骤如下： (1) 首先将重金属污泥自然风干，然后破碎至粒度为5_; (2) 将经步骤（1)破碎的重金属污泥(重金属污泥来自于石灰铁盐法，重金属污泥中As 含量>5wt%，Zn含量〉Cu含量>lwt%)按照液固比为10: lml/g加入污酸(污酸来自有色冶炼厂 火法冶炼煅烧硫化铜矿、硫化锌矿、硫化铅矿等产生的烟气，污酸中含硫酸为I〇g/L)，在常 温下搅拌12h使两者混合物呈乳浊状，进行固液分离后获得浸出液和脱砷污泥； (3) 将步骤(2)得到的浸出液经低温浓缩(在温度为130°C下浓缩，浓缩比为4)、冷却至 室温结晶后获得一次浓缩液和结晶粗As203; (4) 将步骤(2)得到的脱砷污泥采用清水洗涤后得到洗涤液和洗后污泥，洗后污泥经常 规方法固化后得到固化物(洗后污泥与水泥按照质量比为3:7混合后固化），洗涤液和步骤 (3)得到的一次浓缩液经酸性烟气(酸性烟气为有色冶炼厂火法冶炼煅烧硫化铜矿、硫化锌 矿、硫化铅矿等产生的烟气)洗涤后作为污酸返回步骤(2)。
[0018] 以上结合附图对本发明的【具体实施方式】作了详细说明，但是本发明并不限于上述 实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前 提下作出各种变化。
【主权项】
1. 一种重金属污泥与污酸联合处置方法，其特征在于具体步骤如下： (1) 首先将重金属污泥自然风干，然后破碎至粒度为1~1〇_; (2) 将经步骤（1)破碎的重金属污泥按照液固比为2:1~20: lml/g加入污酸，在常温下搅 拌5~15h使两者混合物呈乳浊状，进行固液分离后获得浸出液和脱砷污泥； (3) 将步骤(2)得到的浸出液经低温浓缩、冷却结晶后获得一次浓缩液和结晶粗As2〇3; (4) 将步骤(2)得到的脱砷污泥采用清水洗涤后得到洗涤液和洗后污泥，洗后污泥经常 规方法固化后得到固化物，洗涤液和步骤(3)得到的一次浓缩液经酸性烟气洗涤后作为污 酸返回步骤(2)。2. 根据权利要求1所述的重金属污泥与污酸联合处置方法，其特征在于:所述步骤（1) 中重金属污泥中As含量>5wt%。3. 根据权利要求1所述的重金属污泥与污酸联合处置方法，其特征在于:所述步骤(2) 中的污酸来自有色冶炼厂硫酸车间对冶炼烟气进行洗涤后产生的含有大量砷杂质的污酸， 污酸中含硫酸为10~l〇〇g/L。
【专利摘要】本发明涉一种重金属污泥与污酸联合处置方法，属于重金属污泥资源综合利用技术领域。首先将重金属污泥自然风干，然后破碎至粒度为1~10mm；将经破碎的重金属污泥加入污酸，在常温下搅拌5～15h使两者混合物呈乳浊状，进行固液分离后获得浸出液和脱砷污泥；将得到的浸出液经低温浓缩、冷却结晶后获得一次浓缩液和结晶粗As2O3；将得到的脱砷污泥采用清水洗涤后得到洗涤液和洗后污泥，洗后污泥经常规方法固化后得到固化物，洗涤液和得到的一次浓缩液经酸性烟气洗涤后作为污酸返回。本方法处理过程中没有废水产生、没有造成二次污染，最终得到的三氧化二砷也具有经济价值。
【IPC分类】C02F11/00, C01G28/00
【公开号】CN105541064
【申请号】CN201610039472
【发明人】史谊峰, 王 华, 杨春银, 祝星, 惠兴欢, 祁先进, 舒波, 徐媛, 魏永刚, 胡建杭
【申请人】昆明理工大学, 云南铜业股份有限公司, 楚雄滇中有色金属有限责任公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月21日