[发明专利]一种用于含汞硒砷的污酸渣中重金属分离与回收的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护领域，具体涉及一种二次污染少、资源循环利用率高的用于含汞硒砷的污酸渣中重金属分离与回收的方法。

背景技术

我国目前有色金属冶炼工艺大多以火法冶金工艺为主，有色金属矿多以硫化物形式存在，在冶炼过程中会产生大量含有高浓度的硫氧化物(包括二氧化硫和三氧化硫)、重金属和粉尘的冶炼烟气。由于湿法洗涤是有色金属冶炼烟气净化工艺中的重要组成部分，因此，必然产生大量含有硫酸和重金属的洗涤废水和废渣，这类废水和废渣在有色冶炼行业中常被称为“污酸”和“污酸渣”，含有汞、硒、砷、铅、镉、锌等多种重金属，对人体及生物危害较大。在我国，这类有色金属冶炼污酸渣含有大量的重金属物质，污染排放强度高，治理难度大，常规的处理方法得到大量的危险废物，亟待开发有效的污酸渣处理及资源回收的方法。

目前常见的处理方法是将其当作废物先进行稳定后再进行固化。稳定化是污酸渣中添加某种稳定剂，将其中的重金属转化为更稳定的化学形态，使其变成低迁移性、低毒性物质、低浸出性。稳定化一般分为化学稳定化和物理稳定化，通常使用的化学稳定主要是加入石灰或硫化物。固化是在危险废物中添加固化剂，使其转变为不可流动固体或形成紧密固体。通常使用较多的是水泥固化法，即利用水泥的水合和水硬胶凝作用对脱水后的污酸渣进行固化处理，使其与环境隔离开，如专利CN103011726、CN103449790B、CN102775113B等提出利用水泥固化或添加表面活性剂、石灰等方法稳定并固化污酸渣。该方法具有工艺简单、原料便宜等优点。但是该工艺存在固化体孔隙率较大、体积成倍增加、进入安全填埋场造成库容浪费等不足，而且此类方法将污酸渣中大量重金属进行固化，既造成资源浪费也存在潜在的二次污染问题。

综上所述，现有的有色金属冶炼行业污酸渣处理技术中均不体现各类含量高的重金属的分离回收方法，存在一些弊端，需要进一步开发具有分步分离和回收各种重金属的绿色处理技术。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种二次污染少、资源循环率用率高的用于含汞硒砷的污酸渣中重金属分离与回收的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于含汞硒砷的污酸渣中重金属分离与回收的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

(1)含有SO₂、SO₃、粉尘及重金属的废气，经过烟气洗涤系统洗涤后，得到污酸，将污酸通入污酸存储池，经自然沉淀后得到含汞硒砷的污酸渣，将含汞硒砷的污酸渣脱水，然后与氧化镁混合得到混合渣，而脱水所得污酸液另行处理；

(2)将步骤(1)所得混合渣进行高温焙烧，通入空气将焙烧得到的烟气带出，经过洗涤降温及冷凝，收集烟气中的汞蒸气(即将其中的汞蒸气冷凝为小汞滴并收集下来)；烟气中残留的微量汞蒸气利用吸附剂进行深度吸附回收，同时，混合渣焙烧得到焙烧渣；所用吸附剂可为常规的汞吸附剂。该步骤焙烧过程从炉子中排出的含汞热烟气采用洗涤降温与冷凝相结合的方法回收得到液态单质汞，尾气再用吸附剂进行深度吸附回收汞。

(3)将步骤(2)所得焙烧渣冷却后置于硫酸酸化池，加入硫酸进行酸化，使焙烧渣中的硒和砷溶解，得到溶液，通过过滤装置分离出不溶性残余焙烧渣，其中的硒、砷含量很低，另行用于其它组分提取或处置，将滤液置于清液除硒池；

(4)向清液除硒池连续通入还原剂并搅拌，利用还原法将清液中的硒酸或亚硒酸还原为单质硒沉淀，充分反应后，停止通入还原剂，过滤回收高纯度硒，同时将过滤后的溶液排入中和除硒池；

(5)在中和除硒池中加入中和剂，调节步骤(4)所得溶液的pH值至5～8，并连续加入含铁元素，使溶液中的砷元素形成铁砷盐沉淀，过滤得到铁砷盐沉淀；用过滤的方法将砷盐沉淀进行回收利用，过滤后溶液则主要为硫酸镁溶液；

(6)将步骤(5)过滤后所得的滤液蒸发浓缩，得到硫酸镁晶体；或利用氨法将步骤(5)所得的滤液转化为氢氧化镁或碱式碳酸镁，进行循环利用。

步骤(1)所述的含汞硒砷的污酸渣来源于有色金属冶炼烟气经降温洗涤所产生的污酸中的沉淀物质，其中酸性成分为硫酸，汞硒砷含量为0.2～40wt％，所述的含汞硒砷污酸渣脱水后含水率为5～30％，加入的氧化镁与含汞硒砷污酸渣干重比为0.1～1.0：1。

步骤(2)中用于焙烧的工具为鼓风加热炉或旋转炉中的一种或多种，高温焙烧温度为400～900℃，有效焙烧时间为0.5～5h。