[发明专利]一种污酸中砷的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金及环保技术领域，具体的说是一种处理污酸中砷的方法。

背景技术

污酸是有色冶炼及硫酸工业烟气制酸过程中产生的一种稀硫酸，通常含有汞、砷、镉、铜、铅、锌等有毒有害物质且含量高于普通的工业废水，不能直接排放，须对重金属进行有效去除使废水排放达标。因此，对高浓重金属污酸的治理有一定重要性和迫切性。

目前，污酸的治理技术主要有：石灰法、石灰-铁盐法、硫化法、吸附和离子交换法。污酸废水具有量大，有毒元素含量高且成分复杂等特点，因此，如何选择可以工业化应用并具有经济可行性的处理方法，至关重要。其经济可行性与各方法所用的原料及消耗量，所得产物的后续处理难易程度密切相关。因此，对含有砷等重金属离子的污酸废水，一般采用多级组合处理方式，以实现除去多种有害杂质的目的。

作为污酸中砷的处理方法，萃取、离子交换法存在工艺复杂、处理成本高的问题；硫化钠沉淀法是将砷转化为硫化砷，经氧化、还原、结晶等工序制备三氧化二砷，该硫化钠沉淀法的砷回收利用率高，但其工艺流程长，处理费用高；石灰-铁盐法通过向含砷污酸中加入铁盐，使得含砷污酸中砷以砷铁共沉淀的形式沉淀析出，该方法处理含砷污酸成本低、工艺简单，但是在该方法中通常需要使用铁砷摩尔比4∶1以上的铁盐，存在废渣量大，不利于废渣的最终处置或处理的缺点。

因此，探索、研究污酸中砷的新的处理方法是我们必须面对的课题。所研究的处理方法应在保证污酸处理达标的前提下，降低处理成本，减少废渣产量，得到稳定废渣，防止砷的二次污染，并避免砷在流程中的分散和污染。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中存在的问题，提出一种新的污酸处理方法，使其在确保污酸经处理后达到废水排放标准的前提下，最大可能的实现废渣的减量化、稳定化、无害化的处理。

本发明的发明人通过深入系统研究发现，在处理污酸中砷的过程中，通过以少量的三价铁盐将污酸中的砷以结晶态臭葱石(FeAsO₄·2H₂O)的形式从污酸中沉淀去除，能够大大减少砷渣的产生量，并且，由于结晶态臭葱石的稳定性很好，还能够显著提高砷渣的稳定性，有效地防止砷的二次污染，从而完成了本发明。

为了实现本发明的目的，本发明提供了如下技术方案：

(1)一种含砷污酸的处理方法，其特征在于，该方法包括以下工序：

工序I：向含砷污酸中加入氧化钙，固液分离，得到石膏；

工序II：向工序I中固液分离后的上清液中加入铁盐和氧化剂，使得三价砷氧化成五价砷；

工序III：向工序II得到的溶液中加入氧化钙进行中和，使得五价砷转化为无定形的砷酸铁沉淀，进行固液分离；

工序IV：向工序III中固液分离得到的无定形的砷酸铁沉淀加入浓硫酸进行返溶，得到返溶混合物，将返溶混合物在80℃-95℃下加热5-8小时，固液分离得到石膏和臭葱石的混合沉淀；

工序V：向工序III和工序IV中固液分离得到的上清液中加入三价铁盐和氧化钙进行深度除砷后，得到砷含量合格废液。

(2)根据(1)所述的处理方法，其中，在工序I中，氧化钙的加入量使得含砷污酸的pH为0.9-1.2。

(3)根据(1)所述的处理方法，其中，在工序II中，所述铁盐与工序I中固液分离后的上清液中砷的摩尔比为08-1.2∶1，所述氧化剂与工序I中固液分离后的上清液中砷的摩尔比为1.2-1.5∶1。

(4)根据(3)所述的处理方法，其中，在工序II中，所述铁盐与工序I中固液分离后的上清液中砷的摩尔比为1∶1。

(5)根据(1)所述的处理方法，其中，在工序III中，所述氧化钙的加入量使得溶液的pH为1.8-4。

(6)根据(1)所述的处理方法，其中，在工序IV中，所述浓硫酸的加入量使得返溶混合物的pH为0.8-1.5。

(7)根据(1)所述的处理方法，其中，在工序V中，所述三价铁盐与工序III和工序IV中固液分离得到的上清液中的砷总量的摩尔比为2-6∶1，所述氧化钙的加入量使得上清液的pH为4-10。

(8)根据(1)所述的处理方法，其中，所述铁盐为硫酸铁、氯化铁、硝酸铁、硫酸亚铁、氯化亚铁和硝酸亚铁中的至少一种，所述氧化剂为双氧水、臭氧、高锰酸钾、氧气、二氧化硫和氧气混合气中的至少一种。