提高臭葱石浸出稳定性的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高臭葱石浸出稳定性的方法，包括步骤：1)对酸性亚铁盐溶液进行加热，并持续通入氧化性气体，得到浆料；2)将所述浆料进行过滤、洗涤、烘干，得到含铁化合物；3)将所述含铁化合物与臭葱石混合堆存。该方法使得臭葱石毒性浸出浓度非常低，pH稳定区拓宽，能在碱性条件下稳定堆存。

【技术实现步骤摘要】
提高臭葱石浸出稳定性的方法
本专利技术涉及臭葱石处理方法，特别是涉及一种提高臭葱石浸出稳定性的方法。
技术介绍
砷是一种有毒的元素，是一种重要的污染源。砷广泛伴生于有色金属矿中，如：铜、铅、锌、金矿中，并随着冶炼工存在于冶炼烟尘、阳极泥、尾液、污酸中。一般地，上述含砷物料的处理是先对其进行浸出使其中的砷转移至浸出液中，再通过固化法将砷固定为稳定的含砷矿物进行堆存或填埋。目前，主要的固砷矿物有：毒石(Ca(HAsO4)·2H2O)，砷钙石(Ca(AsO3OH)·H2O)，三斜砷钙石(CaHAsO4)，水砷钙铁矿(Ca7Fe12(AsO4)10(OH)20·15H2O)，雌黄(As2S3)，雄黄(AsS)，含砷水铁矿(As-Fe(OH)3)，kaňkite(Fe3(AsO4)·3.5H2O)和臭葱石(FeAsO4·2H2O)等。其中，臭葱石被认为是最稳定的固砷矿物之一，关于它的合成和稳定性有大量的文献报道。臭葱石的pH稳定区间被测定为2.0-5.8。若超过该范围，其中砷的毒性浸出将明显高于稳定堆存的标准。在pH>7的碱性区，臭葱石中砷的浸出浓度从几十到几千mg/L。这一性质很大程度上限制了臭葱石作为固砷矿物在工业上的应用。
技术实现思路
为了解决上述臭葱石在碱性条件下浸出稳定性低的技术问题，本专利技术提出一种提高臭葱石浸出稳定性的方法。本专利技术的技术问题通过以下的技术方案予以解决：一种提高臭葱石浸出稳定性的方法，包括步骤：将所述含铁化合物与臭葱石混合堆存。优选地，所述含铁化合物的质量比为3％～30％。优选地，所述含铁矿物包括氢氧化铁、两线水铁矿、六线水铁矿、铁矾、聚合硫酸铁、碱式硫酸铁、针铁矿和赤铁矿中的一种或多种。优选地，在将所述含铁化合物与所述臭葱石混合堆存之前还包括制备所述含铁化合物，具体步骤如下：1)对酸性亚铁盐溶液进行加热，并持续通入氧化性气体，得到浆料；2)将所述浆料进行过滤、洗涤、烘干，得到所述含铁化合物。优选地，在步骤1)中，所述酸性亚铁盐溶液的pH为0.5～2。优选地，在步骤1)中，所述酸性亚铁盐溶液的浓度为0.1～1.0mol/L。优选地，在步骤1)中，所述氧化性气体的通入速率为1～20L/min。优选地，所述氧化性气体包括氧气、空气或者富氧空气。优选地，所述加热温度为50～100℃。优选地，在步骤1)中的加热过程中保持搅拌速率为250～500rpm。优选地，在步骤1)中之前还包括制备酸性亚铁盐溶液。优选地，在步骤1)中，加热的反应时间为5～24h。在优选地实施例中，提出一种提高臭葱石浸出稳定性的方法，包括以下步骤：1)制备酸性亚铁盐溶液。2)对酸性亚铁盐溶液进行加热，并持续通入氧化性气体，得到浆料。本实施例中，所述酸性亚铁盐溶液的pH为0.5～2；所述酸性亚铁盐溶液的浓度为0.1～1.0mol/L；氧化性气体的通入速率为1～20L/min；所述氧化性气体包括氧气、空气或富氧空气；所述加热的温度为50～100℃；反应过程中保持搅拌速率为250～500rpm；加热的反应时间为5-24h。3)将所述浆料进行过滤、洗涤、烘干，得到含铁化合物。本实施例中，所述含铁矿物包括氢氧化铁、两线水铁矿、六线水铁矿、铁矾、聚合硫酸铁、碱式硫酸铁、针铁矿和赤铁矿中的一种或多种。4)将所述含铁化合物与臭葱石混合堆存。所述含铁化合物的质量比为3％～30％。本专利技术与现有技术对比的有益效果包括：将含铁化合物与臭葱石混合以提高其浸出稳定性，拓宽稳定pH区间，混合后的产品能在酸性和碱性(pH2.0～9.0)条件下稳定堆存。该方法的机理是首先利用含铁化合物对臭葱石中浸出的砷的吸附效果，降低浸出液中砷的浓度；然后利用臭葱石中浸出的铁在含铁化合物表面沉积所需要的过饱和度远低于在臭葱石表面沉积所需要的过饱和度，从而促进臭葱石释放的铁以水铁矿的形式二次沉积；最后水铁矿的形成会显著改变臭葱石的溶解平衡，抑制砷的进一步浸出。本专利技术的工艺简单，操作方便，臭葱石毒性浸出浓度非常低，pH稳定区拓宽，能在碱性条件下稳定堆存。附图说明图1是本专利技术实施例中含有不同质量比的含铁化合物的臭葱石在pH为4.93的条件下砷的浸出浓度的比较图。图2是本专利技术实施例中含有不同质量比的含铁化合物的臭葱石在pH为9.6的条件下砷的浸出浓度的比较图。图3是本专利技术实施例中含有不同质量比的含铁化合物的臭葱石在pH为10.1的条件下砷的浸出浓度的比较图。图4是本专利技术实施例中热力学计算得到臭葱石加入含铁化合物后砷的浸出平衡曲线。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。实施例1本实施例提出一种提高臭葱石浸出稳定性的方法，包括以下步骤：含铁化合物的合成：1)对酸性亚铁盐溶液进行水浴加热，并持续通入氧化性气体，得到浆料。进一步地，本实施例中，酸性亚铁盐溶液的体积为1L、浓度为0.8mol/L、pH为1.5；所述氧化性气体为氧气，通入速率为1L/min；在反应过程中保持搅拌速率为250～500rpm；水浴加热的温度为90℃，反应时间为5h。2)将所述浆料进行过滤、洗涤、烘干，得到含铁化合物。混合：3)将所述含铁化合物与臭葱石混合堆存。进一步地，将上述制备的含铁化合物以质量比为10％与臭葱石混合均匀，得到混合产物。毒性浸出检测：(1)按照GB5085.3-2007(固体废物鉴别标准—浸出毒性鉴别)在pH为4.93的浸出液中，对上述混合产物进行毒性浸出，砷的浸出浓度小于0.01mg/L，远小于该标准的限值，可安全稳定堆存。(2)按照液固质量比为20:1，将上述所制的1g混合产物与20mLpH值为9.6的NaOH溶液混合，在25℃条件下浸出10天，测定其中砷的浸出浓度小于0.01mg/L，在碱性条件下可安全稳定堆存。(3)对臭葱石样品进行毒性浸出实验(1)和(2)作为对照实验，结果表明砷的浸出浓度分别为0.2mg/L和21.7mg/L。实施例2本实施例提出一种提高臭葱石浸出稳定性的方法，包括以下步骤：含铁化合物的合成：按照实施例1的方法制备含铁化合物，其中硫酸亚铁的浓度为1.0mol/L，其余条件不变。混合：将上述制备的含铁化合物以质量比为10％与臭葱石混合均匀，得到混合产物。毒性浸出检测：(1)按照GB5085.3-2007(固体废物鉴别标准—浸出毒性鉴别)在pH为4.93的浸出液中，对上述混合产物进行毒性浸出，砷的浸出浓度小于0.01mg/L，远小于该标准的限值，可安全稳定堆存。(2)按照液固质量比为20:1，将上述所制的1g混合产物与20mLpH值为9.6的NaOH溶液混合，在25℃条件下浸出10天，测定其中砷的浸出浓度小于0.01mg/L，在碱性条件下可安全稳定堆存。(3)对臭葱石样品进行毒性浸出实验(1)和(2)作为对照实验，结果表明砷的浸出浓度分别为0.2mg/L和21.7mg/L。实施例3本实施例提出一种提高臭葱石浸出稳定性的方法，包括以下步骤：含铁化合物的合成：按照实施例1的方法制备含铁化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高臭葱石浸出稳定性的方法，其特征在于，包括步骤：将含铁化合物与臭葱石混合堆存。

【技术特征摘要】
1.一种提高臭葱石浸出稳定性的方法，其特征在于，包括步骤：将含铁化合物与臭葱石混合堆存。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铁化合物的质量比为3％～30％。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铁矿物包括氢氧化铁、两线水铁矿、六线水铁矿、铁矾、聚合硫酸铁、碱式硫酸铁、针铁矿和赤铁矿中的一种或多种。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述含铁化合物与所述臭葱石混合堆存之前还包括制备所述含铁化合物，具体步骤如下：1)对酸性亚铁盐溶液进行加热，并持续通入氧化性气体，得到浆料；2)将所述浆料进行过滤、洗涤、烘干，得到所述含铁化合物。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志宏，柯平超，刘智勇，夏隆巩，宋珂舟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43