CN115124128A - 一种强化钙盐沉砷效果和提高砷钙渣稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种强化钙盐沉砷效果和提高砷钙渣稳定性的方法。为解决石灰沉砷效果差、沉砷渣稳定性不佳的问题，本发明提出在高压釜中进行砷的沉淀，利用高温高压条件强化砷的沉淀，实现砷的高效沉淀，并借助水热环境提高沉砷渣结晶度，进而降低沉砷渣的浸出毒性，提升砷钙渣的环境稳定性。此外，利用本工艺还可实现碱的再生，从而实现含砷废水的资源化利用。本发明具有工艺方法简单、成本低、碱回收率高的优点，具有良好的产业化应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种强化钙盐沉砷效果和提高砷钙渣稳定性的方法，属于环保领域。
技术背景
砷是一种极其危险的毒性致癌元素，长期饮用含砷水会导致人体出现皮肤癌、内脏癌症等问题，为此，全球各国对含砷物料有着严格的管控。世界卫生组织规定饮用水中砷浓度不得超过10μg/L，然而随着人类矿冶活动的显著增加、化石燃料的大量使用，使得砷不断进入环境，特别是进入水体后迅速扩散，导致砷污染事件频发。因此，含砷废水的处置一直备受业界关注。
目前，已报道的含砷废水处理技术大致可分为沉淀法、吸附法、萃取法、离子交换法等工艺，其中以沉淀法应用较为普遍。按照沉淀类型，沉淀法又可分为铁盐沉淀法、硫化物沉淀法和石灰沉淀法。铁盐沉淀法工艺较为复杂，条件较为苛刻，适用于酸性含砷废水，特别是当溶液中本身存在足量的铁离子时，成本相对较低；否则存在成本高、效率低的缺点。硫化沉淀法通常也用于酸性溶液沉砷，由于其沉淀过程易于产生毒性较大的硫化氢气体，导致生产管控难度较大。另外，由于沉砷所用硫化剂价格加高，导致除砷成本过高，通常用于复杂溶液中砷的选择性沉淀。与硫化沉淀法和铁盐沉淀法不同，石灰沉淀法具有工艺简单、成本低的优势，因而应用较为广泛，但该方法难以将砷沉淀完全，特别对于碱性体系，砷的沉淀率更低。此外，石灰沉砷法所产砷钙渣的环境稳定性较差，在堆存过程中易于发生不一致溶解，引起二次污染问题。
因此，尽管技术人员针对含砷废水的处置开展了大量的工作，并取得了一些成效，但仍存在诸多不足，如工艺复杂、砷沉淀率不高、所得固砷产物环境稳定不佳、成本高，业界亟需一种砷沉淀率高、成本低廉、产物稳定高的含砷废水的处理方法。
发明内容
针对现有含砷废水处理方法存在砷沉淀分离不彻底、沉砷产物稳定性不佳、成本高的不足，本发明提供了一种强化石灰沉砷效果和提高砷钙渣稳定性的方法，旨在实现砷的深度脱除，并完成砷的固化，从而实现含砷废水的资源化和无害化的处理。
经大量调研和实验，发明人认为，相对其它脱砷工艺，采用石灰沉砷工艺处理含砷废水更具优势，但需要解决砷的完全沉淀和砷钙渣的稳定化问题。本发明人经过深入研究后发现，与常规高温沉砷工艺不同，利用高温高压反应条件可以强化砷的沉淀，实现砷的完全沉淀，且利用高温高压条件所营造的水热环境，可以有效调控砷酸钙的形核和生长，使得砷酸钙颗粒在低过饱和度环境下的可控生长，从而促进晶格发育完整，获得高结晶度的砷酸钙渣。此外，利用高温高压反应体系，还可促进石灰的苛化反应，从而在脱砷的基础上，实现碱的再生，这一特性对碱性含砷废水中砷的脱除和碱的回收具有重要的意义。基于这一发明思想，提出如下技术方案：
以高压釜为反应器，将含砷溶液和钙盐混合后加入反应釜内，然后搅拌加热，在高温高压下进行砷的沉淀；保温反应一定时间后，降温卸压，过滤获得纯净的碱液和稳定的沉砷渣。
优选地，所述含砷溶液pH大于等于5，砷含量大于0.05g/L。
优选地，所述钙盐为钙的氧化物或氢氧化物，为粉状，粒度大于100目。
优选地，所述高温高压为反应温度为105-210℃，压力为0.12-1.9Mpa，所述压力为反应过程蒸汽压。
优选地，所述钙盐加入量为砷摩尔量的1.7-3.5倍。
优选地，反应时间为30-150min。
优选地，当初始pH越高，所需反应温度越高。
石灰沉砷工艺脱砷的原理是石灰会与砷酸根反应形成难溶性砷酸盐沉淀，从而实现砷的沉淀脱除。因此，砷的沉淀深度取决于砷酸钙的溶度积的大小。但是由于石灰沉砷过程是一个碱的生成过程，而碱与砷会形成配合物，使得游离砷浓度降低，砷的沉淀难度增大，导致砷难以沉淀完全。在高温高压条件下，砷酸钙的溶度积降低，氧化钙的溶解度增大，同时碱与砷的配合物稳定性降低，这一变化促进了砷的沉淀，从而有效实现了砷的完全沉淀。此外，在高温高压条件下，砷酸钙沉淀过程的形核被抑制，同时Oswald熟化被强化，这有利于得到高结晶度的砷酸钙渣，从而提高砷酸钙渣的环境稳定性，降低浸出毒性。
本发明与现有技术相比较具有以下优势：
(1)本发明工艺简单，易于操作，便于产业化应用。
(2)本发明经高温高压沉砷后，所得沉砷后液中碱增加量为砷摩尔量的1.5倍以上，且砷浓度小于5ppm，可用于NaOH生产。成本低、且砷沉淀效果好，能够实现砷的深度沉淀。
(3)本发明所得沉砷渣含砷大于28％，砷浸出毒性小于5mg/L，环境稳定性好，固砷效果好。
(4)本发明环境友好，无废水废气产出，可以避免二次污染。
附图说明
附图1为本发明强化钙盐沉砷效果和提高砷钙渣稳定性的方法的工艺流程图；
附图2为实施例1和对比例1所得沉砷渣的SEM照片。
附图3为实施例1和对比例1所得沉砷渣的XRD图谱。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求保护的范围。
实施例1：
以含砷烟尘浸出所得含砷废水(CAs:12.1g/L；CNaOH:15.7g/L)的处理为例，首先向高压反应釜中泵入3.6m3含砷废水，然后按砷量的2.2倍称取125kg石灰(CaO 96％)作为沉砷剂，将称好的石灰加水搅拌乳化均匀。接着，将分散好的石灰乳加入到反应釜内，密闭高压反应釜，搅拌升温至145℃，控制反应压力为0.35-0.45Mpa，并保温50min。保温结束后，停止加热，降温冷却至90℃以下，卸压开启反应釜，过滤分离料浆，收集滤液和滤渣。取样分析，滤渣为砷含量为33.6％的砷酸钙渣，滤液砷浓度为0.034mg/L，砷沉淀率高达99％以上。所得砷酸钙渣进行浸出毒性评价(HJ/T 299-2007)，砷浸出浓度小于5mg/L，稳定性较好，可以满足堆存；滤液经分碱后净水，其中净水水质满足地表III类水，可作为生产系统用水使用。
对比例1：
以含砷烟尘浸出所得含砷废水(CAs:12.1g/L；CNaOH:15.7g/L)的处理为例，首先向高压反应釜中泵入3.6m3含砷废水，然后按砷量的2.2倍称取125kg石灰(CaO 96％)作为沉砷剂，将称好的石灰加水搅拌乳化均匀。接着，将分散好的石灰乳加入到反应釜内，密闭高压反应釜，搅拌升温至85℃，并保温50min。保温结束后，停止加热，降温冷却至90℃以下，卸压开启反应釜，过滤分离料浆，收集滤液和滤渣。取样分析，滤渣为砷含量为22.8％的砷酸钙渣，滤液砷为1640mg/L，砷沉淀率不足85％。所得砷酸钙渣进行浸出毒性评价(HJ/T 299-2007)，砷浸出浓度为125mg/L，稳定性不佳，无法堆存，需严格管控；滤液砷含量过高，无法作为回水使用。
对比例1与实施例1的区别在于：实施例1在高温高压条件下进行石灰沉砷反应，反应温度为145℃，而对比例1则在85℃进行沉砷反应，但两者效果相差较大，实施例1中砷的脱除深度高于对比例1，所得反应后液中砷浓度也远低于对比例1，且所得砷酸钙的稳定性也砷的分离效果明显优于对比例1。
由图2可以看出，采用常规沉砷时，所得砷酸钙颗粒呈针状，颗粒较细，活性较高，还可观测到未反应的石灰颗粒；而采用高温高压条件沉砷时，所得产物颗粒较为粗大，颗粒发育较为完善，未反应的氧化钙数量较少，表明高温高压有利于得到高结晶的产物，有利于提高石灰的利用率，因而沉砷效果更好。
由图3可以看出，尽管对比例1和实施例1所得沉砷渣的XRD图谱较为相似，所得产物均为砷酸钙，但实施例1所得砷酸钙的衍射峰更为尖锐，强度更高，表明在高温高压下有利于得到高结晶度的砷钙渣，因而环境稳定性更好，这对后续的无害化处置十分有利。
实施例2：
以冶炼中和废水(CAs:5.2g/L；pH＝11.7)的处理为例，首先向高压反应釜中泵入4.0m3含砷废水，然后按砷量的2.5倍称取68kg石灰(CaO 96％)作为沉砷剂，将称好的石灰加水搅拌乳化均匀。接着，将分散好的石灰乳加入到反应釜内，密闭高压反应釜，搅拌升温至135℃，控制反应压力为0.25-0.35Mpa，并保温80min。保温结束后，停止加热，降温冷却至90℃以下，卸压开启反应釜，过滤分离料浆，收集滤液和滤渣。取样分析，滤渣为砷含量为34.4％的砷酸钙渣，滤液砷浓度为0.027mg/L，砷沉淀率高达99％以上。所得砷酸钙渣进行浸出毒性评价(HJ/T 299-2007)，砷浸出浓度小于5mg/L，稳定性较好，可以满足堆存；滤液经分碱后净水，其中净水水质满足地表III类水，可作为生产系统用水使用。
对比例2：
以冶炼中和废水(CAs:5.2g/L；pH＝11.7)的处理为例，首先向高压反应釜中泵入4.0m3含砷废水，然后按砷量的1.2倍称取33kg石灰(CaO 96％)作为沉砷剂，将称好的石灰加水搅拌乳化均匀。接着，将分散好的石灰乳加入到反应釜内，密闭高压反应釜，搅拌升温至135℃，控制反应压力小于0.35Mpa，并保温80min。保温结束后，停止加热，降温冷却至90℃以下，卸压开启反应釜，过滤分离料浆，收集滤液和滤渣。取样分析，滤渣为砷含量为36.2％的砷酸钙渣，滤液砷浓度为1480mg/L，砷沉淀率仅为72％左右。所得砷酸钙渣进行浸出毒性评价(HJ/T 299-2007)，砷浸出浓度小于32mg/L，稳定性较差，不能满足堆存，需严格管控；滤液砷含量过高，无法作为回水使用。
对比例2与实施例2的区别在于：实施例2的沉砷剂石灰用量为2.5倍，即68kg，而对比例2中氧化镁用量为1.2倍，仅为33kg，但两者效果相差较大，砷脱除率相差较大，对比例2中砷未能沉淀完全，砷浓度较高，无法返回生产系统使用。
实施例3：
以含砷烟尘浸出所得含砷废水(CAs:12.1g/L；CNaOH:15.7g/L)的处理为例，首先向高压反应釜中泵入3.6m3含砷废水，然后按砷量的2.2倍称取125kg熟石灰(Ca(OH)2 97％)作为沉砷剂，将称好的熟石灰加水搅拌乳化均匀。接着，将分散好的石灰乳加入到反应釜内，密闭高压反应釜，搅拌升温至165℃，控制反应压力为0.65-0.75Mpa，并保温70min。保温结束后，停止加热，降温冷却至90℃以下，卸压开启反应釜，过滤分离料浆，收集滤液和滤渣。取样分析，滤渣为砷含量为31.4％的砷酸钙渣，滤液砷浓度为0.038mg/L，砷沉淀率高达99％以上。所得砷酸钙渣进行浸出毒性评价(HJ/T 299-2007)，砷浸出浓度小于5mg/L，稳定性较好，可以满足堆存；滤液经分碱后净水，其中净水水质满足地表III类水，可作为生产系统用水使用。
对比例3：
以含砷烟尘浸出所得含砷废水(CAs:12.1g/L；CNaOH:15.7g/L)的处理为例，首先向高压反应釜中泵入3.6m3含砷废水，然后按砷量的2.2倍称取170kg碳酸钙(CaCO3 98％)作为沉砷剂，将称好的碳酸钙加水搅拌乳化均匀。接着，将分散好的碳酸钙乳加入到反应釜内，密闭高压反应釜，搅拌升温至165℃，控制反应压力为0.65-0.75Mpa，并保温70min。保温结束后，停止加热，降温冷却至90℃以下，卸压开启反应釜，过滤分离料浆，收集滤液和滤渣。取样分析，滤渣为砷含量为4.2％的砷酸钙渣，滤液砷浓度为10.4g/L，砷沉淀率仅为11.6％。所得砷酸钙渣进行浸出毒性评价(HJ/T 299-2007)，砷浸出浓度小于5mg/L，稳定性较好，可以满足堆存；滤液砷含量过高，无法作为回水使用。
对比例3与实施例3的区别在于：实施例3的沉砷剂为熟石灰(Ca(OH)297％)，而对比例3的沉砷剂为碳酸钙(CaCO3 98％)，两者沉砷效果相差较大，砷沉淀率相差较大。尽管两者的沉砷渣稳定性均满足堆存要去，但由于对比例3中砷沉淀率太低，滤液砷含量太高，无法作为回水使用。
实施例4：
以砷碱渣浸出所得含砷碱液(CAs:28.4g/L；CNaOH:32.4g/L)的处理为例，首先向高压反应釜中泵入4.0m3含砷废水，然后按砷量的3.2倍称取624kg熟石灰(Ca(OH)2 97％)作为沉砷剂，将称好的熟石灰加水搅拌乳化均匀。接着，将分散好的石灰乳加入到反应釜内，密闭高压反应釜，搅拌升温至170℃，控制反应压力为0.70-0.85Mpa，并保温120min。保温结束后，停止加热，降温冷却至90℃以下，卸压开启反应釜，过滤分离料浆，收集滤液和滤渣。取样分析，滤渣为砷含量为28.6％的砷酸钙渣，滤液砷浓度为0.047mg/L，砷沉淀率高达99％以上。所得砷酸钙渣进行浸出毒性评价(HJ/T 299-2007)，砷浸出浓度小于5mg/L，稳定性较好，可以满足堆存；滤液经分碱后净水，其中净水水质满足地表III类水，可作为生产系统用水使用。
实施例5：
以冶炼中和废水(CAs:5.2g/L；pH＝11.7)的处理为例，首先向高压反应釜中泵入4.0m3含砷废水，然后按砷量的2.1倍称取57kg石灰(CaO 96％)作为沉砷剂，将称好的石灰加水搅拌乳化均匀。接着，将分散好的石灰乳加入到反应釜内，密闭高压反应釜，搅拌升温至155℃，控制反应压力为0.50-0.60Mpa，并保温110min。保温结束后，停止加热，降温冷却至90℃以下，卸压开启反应釜，过滤分离料浆，收集滤液和滤渣。取样分析，滤渣为砷含量为29.5％的砷酸钙渣，滤液砷浓度为0.023mg/L，砷沉淀率高达99％以上。所得砷酸钙渣进行浸出毒性评价(HJ/T 299-2007)，砷浸出浓度小于5mg/L，稳定性较好，可以满足堆存；滤液经分碱后净水，其中净水水质满足地表III类水，可作为生产系统用水使用。
实施例6：
以砷碱渣浸出所得含砷碱液(CAs:28.4g/L；CNaOH:32.4g/L)的处理为例，首先向高压反应釜中泵入4.0m3含砷废水，然后按砷量的2.8倍称取413kg石灰(CaO 96％)作为沉砷剂，将称好的石灰加水搅拌乳化均匀。接着，将分散好的石灰乳加入到反应釜内，密闭高压反应釜，搅拌升温至195℃，控制反应压力为1.45-1.65Mpa，并保温140min。保温结束后，停止加热，降温冷却至90℃以下，卸压开启反应釜，过滤分离料浆，收集滤液和滤渣。取样分析，滤渣为砷含量为29.4％的砷酸钙渣，滤液砷浓度为0.045mg/L，砷沉淀率高达99％以上。所得砷酸钙渣进行浸出毒性评价(HJ/T 299-2007)，砷浸出浓度小于5mg/L，稳定性较好，可以满足堆存；滤液经分碱后净水，其中净水水质满足地表III类水，可作为生产系统用水使用。
实施例7：
以烟气洗涤所得含砷废水(CAs:0.8g/L；pH＝8.7)的处理为例，首先向高压反应釜中泵入3.6m3含砷废水，然后按砷量的1.9倍称取10kg熟石灰(CaO96％)作为沉砷剂，将称好的熟石灰加水搅拌乳化均匀。接着，将分散好的石灰乳加入到反应釜内，密闭高压反应釜，搅拌升温至120℃，控制反应压力为0.20-0.30Mpa，并保温60min。保温结束后，停止加热，降温冷却至90℃以下，卸压开启反应釜，过滤分离料浆，收集滤液和滤渣。取样分析，滤渣为砷含量为32.7％的砷酸钙渣，滤液砷浓度为0.011mg/L，砷沉淀率高达99％以上。所得砷酸钙渣进行浸出毒性评价(HJ/T 299-2007)，砷浸出浓度小于5mg/L，稳定性较好，可以满足堆存；滤液经分碱后净水，其中净水水质满足地表III类水，可作为生产系统用水使用。
Claims (7)
1.一种强化钙盐沉砷效果和提高砷钙渣稳定性的方法，其特征在于：
以高压釜为反应器，将含砷溶液和钙盐混合后加入反应釜内，然后搅拌加热，在高温高压下进行砷的沉淀；保温反应一定时间后，降温卸压，过滤获得纯净的碱液和稳定的沉砷渣。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述含砷溶液pH大于等于5，砷含量大于0.05g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述钙盐为钙的氧化物或氢氧化物，为粉状，粒度大于100目。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述高温高压为反应温度为105-210℃，压力为0.12-1.9Mpa，所述压力为反应过程蒸汽压。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述钙盐加入量为砷摩尔量的1.7-3.5倍。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应时间为30-150min。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：当初始pH越高，所需反应温度越高。
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| CN202210720156.1A CN115124128A (zh) | 2022-06-23 | 2022-06-23 | 一种强化钙盐沉砷效果和提高砷钙渣稳定性的方法 |
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Citations (4)
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| US5378366A (en) * | 1993-04-22 | 1995-01-03 | Elf Atochem North America, Inc. | Hot lime precipitation of arsenic from wastewater or groundwater |
| CN1436737A (zh) * | 2003-03-13 | 2003-08-20 | 广西壮族自治区职业病防治研究所 | 高浓度砒霜污染河流或区域的治理方法 |
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| CN114606387A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-06-10 | 中南大学 | 一种砷碱渣的湿法-火法联用综合回收方法 |
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2022
- 2022-06-23 CN CN202210720156.1A patent/CN115124128A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5378366A (en) * | 1993-04-22 | 1995-01-03 | Elf Atochem North America, Inc. | Hot lime precipitation of arsenic from wastewater or groundwater |
| CN1436737A (zh) * | 2003-03-13 | 2003-08-20 | 广西壮族自治区职业病防治研究所 | 高浓度砒霜污染河流或区域的治理方法 |
| US20130341283A1 (en) * | 2011-03-09 | 2013-12-26 | Outotec Oyj | Method for producing a poorly soluble calcium-arsenic compound |
| CN114606387A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-06-10 | 中南大学 | 一种砷碱渣的湿法-火法联用综合回收方法 |
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