[发明专利]一种缓释硫化剂及其制备方法和缓释硫化剂用于净化酸性溶液中重金属和砷的方法

说明书

本发明公开了一种缓释硫化剂及其制备方法和缓释硫化剂用于净化酸性溶液中重金属和砷的方法，在含Fe²⁺、Mn²⁺和Zn²⁺的溶液中加入硫源和表面活性剂反应，得到纳米‑微米金属硫化物溶胶缓释硫化剂，其在强酸性条件下能缓慢释放S^2‑，在保证表面活性的同时提高S^2‑的利用效率，将其用于酸性溶液中重金属和砷的脱除，具有脱除效率高，硫化剂使用量低，硫化氢释放量低的优点，解决传统硫化剂使用过程中用量大、利用率低、H₂S危害严重等问题，且酸性溶液中重金属和砷的脱除方法过程简单、操作方便，满足工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种缓释硫化剂，特别涉及一种用于酸性溶液中重金属和砷净化的缓释硫化剂，属于污水资源综合利用技术领域。

背景技术

砷及其化合物具有较强的挥发性，每年超过30000t砷进入有色金属烟尘，“十二五”期间含砷烟尘呈几何级增长，有色冶金“砷害”治理已成为决定产业生存与发展的重大问题。砷与铜、铅、锌、钴、锡、锑、金和银等金属经常共生在一起，部分砷不可避免地进入精矿中，并在有色冶金工业过程中进入烟尘。有色金属火法冶金过程中最主要含砷烟尘资源包括：铜冶炼烟尘、铅冶炼烟尘、锡冶炼烟尘、次氧化锌和高砷锑烟灰等，具有砷含量高、有价金属含量高、组分复杂等特点。对有色冶金含砷烟尘，以往一般采用两种工艺处理：第一，对含砷较低的烟尘，直接返回冶炼流程。这样虽可利用其中的有价金属，但会使砷在生产系统中循环累积，导致生产指标恶化，甚至引发环保与安全事故；第二，对含砷较高的烟尘，采用火法或湿法工艺脱砷后，有价金属返回主流程回收，脱除的砷进一步加工成白砷等产品。这一工艺存在的问题在于，火法脱砷难以避免含砷粉尘污染。因此，必须开发新的有色冶金含砷烟尘处理技术，对有色冶金含砷烟尘的处理，学术与产业界较为一致的观点为应采用湿法浸出从烟尘中脱砷，有价金属富集于浸出渣中返回主流程利用，砷则应进一步转化为安全稳定的固体废弃物堆存。要使这一工艺得以实现，重点应研究解决以下几方面的问题：烟尘中砷的选择性浸出、溶液中As(Ⅲ)离子的氧化、溶液中砷的沉淀及其稳定固化。

重有色金属冶炼过程中产生的污酸是一类污染性很强的酸性废水。含有重金属的酸性污废水进入到外环境中的水体后，除了为水生物吸收一部分外，其它的大部分都被水中的各种有机、无机的胶体物质和微粒物质吸附再经过絮凝沉降等作用沉积到水体的底部。河流与湖泊等水体被含有重金属的污废水污染后，受到严重危害，这种危害的时间具有持久性。并且污废水中的重金属较容易被农作物吸收，并且极难被降解，会抑制农作物的生长发育，造成农作物提早衰败、农作物产量急剧降低严重时甚至会导致农作物死亡。含重有色金属及其化合物的污废水能在水生生物的体内和植物体的细胞内累积并富集起来，通过生物浓缩、生物积累、生物放大等等作用在食物链循环，对人体和动植物的健康造成相当严重危害。

重有色金属冶炼过程中产生的含高砷的污酸一般伴随含有其他大量的重金属离子如铜、铅，同时含有大量氛氯离子杂质，处理的难度较常规的污酸大很多。现代重有色金属冶炼厂应用比较广的处理含砷污酸中砷及重金属的方法主要有：化学絮凝沉淀的方法、石灰中和的方法、硫化物沉淀的方法、膜过滤的方法、吸附去除的方法、生物去除的方法、离子交换的方法等。硫化物沉淀法就是除去污酸中的砷金属以及其他重金属的常用的办法，常用的硫化剂有Na₂S、NaHS、H₂S、Fe₂S₃及通过微生物还原硫酸盐产生的硫化物等。对高砷含量的污酸，采用硫化沉淀法处理污酸可将污酸溶液中砷的去除率达98％以上，形成主要含As₂S₃的废渣，该法有利于对砷的回收再利用。