一种高稳定固化砷渣和尾矿渣的方法技术

本发明专利技术涉及一种固废处理方法，尤其是涉及一种高稳定固化砷渣和尾矿渣的方法，该方法为首先对尾矿渣进行弱酸性、中性或弱碱性环境水溶液下的磁性分级分离，分离后回用其中的磁铁矿成分，同步获得尾矿残余物；将上述步骤获得的尾矿原渣、分离的磁铁矿或残余的正硅酸铁与冶炼产生的砷钙渣在一定条件复合作用进行其热固化稳定化；本发明专利技术提供了一种方法独特、在特定环境水溶液下磁性分离实现尾矿渣中有价物质的资源利用，在实现资源化利用的同时，实现以废治废，解决冶炼过程存在的废物难处理及处理效果差问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定固化砷渣和尾矿渣的方法
本专利技术涉及一种固废处理方法，尤其是涉及一种高稳定固化砷渣和尾矿渣的方法。
技术介绍
砷及其砷化物作为一种剧毒物质，其在天然环境中常与众多有色元素伴生形成天然矿物。系列有色金属矿物在工业开发冶炼过程中易造成含砷物质的迁移转化，导致最终形成大量含砷废渣等，含砷固废的安全有效、稳定固化处置对改善生态环境和人类健康至关重要。常见的砷渣固废形成于含砷废水的钙法或者铁法的化学沉淀处理，该系列方法由于处理效率高，简便快捷而被广泛使用，然而其形成的含砷固废稳定性差和含水率高等特点，远远不能达到环保要求的处置标准。因此针对现有形成的大量砷钙废渣，如何深入实现其高稳定固化迫在眉睫。目前，针对含砷固废稳定化固化方法为包胶固化和水泥基固化，即将含砷有害固体废物包封于惰性基材中或于水泥等混合的处理技术，该法对稳定化含砷固废具有较好的效果，但是受限于基体材质的价格、包覆难度和易形成更大量的固体废物而难以大规模应用。尾矿渣作为一种冶炼过程产生的末端废渣，被认为是一种低价值的工业废弃物，常被堆存填埋方式处理，每年需占用大量的存放场地，消耗大量成本。目前还没有一种在特定环境水溶液下磁性分离实现尾矿渣中有价物质的资源利用，同时利用尾矿原渣、分离的产品和残渣进行含砷固废的高效稳定化固化的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供了一种方法独特、在特定环境水溶液下磁性分离实现尾矿渣中有价物质的资源利用，同时利用尾矿原渣、分离的产品和残渣进行含砷固废的高效稳定化固化的方法，利用两种废物的属性，在实现资源化利用的同时，实现以废治废，解决冶炼过程存在的废物难处理及处理效果差问题高稳定固化及资源化利用砷渣和尾矿渣的一种高稳定固化砷渣和尾矿渣的方法。为达到此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高稳定固化砷渣和尾矿渣的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：a、尾矿渣的分离：对尾矿渣进行弱酸性、中性或弱碱性环境水溶液下的磁性分级分离，分离后回用其中的磁铁矿成分，同步获得尾矿残余物正硅酸铁；b、将步骤a获得的尾矿原渣、分离的磁铁矿或残余的正硅酸铁与冶炼产生的砷钙渣在一定条件复合作用进行其固化稳定化；所述磁性分级分离过程指不同环境下的尾矿渣的磁铁吸附分离，所述磁性分离温度为25℃-55℃，所述分离时间为1h-7h，所述的尾矿渣和环境液固液比例为1:2-1:30；所述弱酸性、近中性或弱碱性指pH为4.5-6.5、6.5-7.5、7.5-9.5的水溶液；所述复合作用过程包括尾矿原渣和砷钙渣作用、分离磁铁矿和砷钙渣作用或残余矿渣和砷钙渣作用，所述复合作用时的质量比为0.1:1-3:1、温度为200℃-700℃、复合作用时间为1h-8h、复合作用气氛为空气或氮气；所述的尾矿渣是高温冶炼过程产生的末端矿渣，其来源于低吹熔炼或者PS转炉吹炼过程产生的熔炼渣、后经渣冷、浮选后形成的尾矿渣，所述含砷废渣为砷钙渣、含砷废水钙法处理产生的砷渣、一水砷酸氢钙、羟基砷酸钙、砷酸钙或其混合物；所述步骤a磁性分级分离后获得产品为磁铁矿及微掺杂其他元素的类磁铁矿，残余尾矿渣为正硅酸铁及微掺杂其他元素的类正硅酸铁；所述弱酸性调控采用稀盐酸，所述弱碱性调控采用稀氢氧化钠；所述磁铁矿或类磁铁矿为Fe3O4或Fe2.95Si0.05O4；残余尾矿渣为Fe2SiO4或MFeSi2O6；所述M为Mg、Ca、Al、Cu等。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1)方法独特：本专利技术提供的方法为对尾矿渣进行弱酸性、中性或弱碱性环境水溶液下的磁性分级分离，分离后回用其中的磁铁矿成分，同步获得尾矿残余物；将上述步骤获得的尾矿原渣、分离的磁铁矿或残余的正硅酸铁与冶炼产生的砷钙渣在一定条件复合作用进行其固化稳定化；可实现尾矿渣中有价产品的资源利用，同时实现冶炼行业含砷固废低成本高效率的固化，具有处理过程简单，适用范围广等优点，解决了砷渣固化稳定化过程复杂、效果差等难题。2)实现以废治废：本专利技术提供的方法中的尾矿渣是高温冶炼过程产生的末端矿渣，其来源于低吹熔炼或者PS转炉吹炼过程产生的熔炼渣、后经渣冷、浮选后形成的尾矿渣，所述含砷废渣为砷钙渣、为含砷废水钙法处理产生的砷渣、一水砷酸氢钙、羟基砷酸钙、砷酸钙或其混合物；可以实现废弃尾矿渣的资源化利用，在回收产品的同时也利用其特性稳定化固化砷钙渣，实现以废治废。3)本专利技术提供的方法可以实现利用废弃尾矿渣稳定化固化砷钙渣的有效操作性强，实现含砷废渣的低成本、便捷高效处置。4)本专利技术提供的方法可以在实现冶炼废物综合资源化利用、减量化和稳定固化废渣方面效果明显。附图说明图1是本专利技术所述高稳定固化及资源化利用砷渣和尾矿渣的流程示意图。图2是尾矿渣分离资源化利用过程的XRD图。图3是尾矿渣及分离物质稳定固化砷钙渣后砷浸出浓度。具体实施方式为了更好的说明本专利技术以及理解本专利技术的技术方案，下面对本专利技术做进一步详细说明，但下述的实施例仅仅是本专利技术的简易例子，并不代表或限制本专利技术的权利保护范围，本专利技术保护范围以权利要求书为准。以下为本专利技术典型但非限制性实施例：实施例1：一种高稳定固化砷渣和尾矿渣的方法，冶炼过程产生的尾矿渣环境水溶液耦合磁性分离资源回用。具体实施方法为：称取一定量的冶炼尾矿渣，加入pH为5.5的弱酸性水溶液，其中尾矿渣和环境水溶液比例为1:10、温度为25℃、500rmp、相互作用时间为3h下进行尾矿渣有价物质组分的水相分离实验，后续经过磁铁分离、洗涤和干燥，获得磁铁矿产品，残余固体和剩余溶液进行抽滤分离、洗涤和干燥，获得正硅酸铁产品。分别称重产品质量，计算产率，经计算分离磁铁矿固体占比68.1wt％，正硅酸铁占比为30.3wt％，其他(未分离)1.6％。物相X射线衍射测定如图2所示。实施例2：一种高稳定固化砷渣和尾矿渣的方法，冶炼过程产生的尾矿渣环境水溶液耦合磁性分离资源回用。具体实施方法为：称取一定量的冶炼尾矿渣，加入pH为7.0的中性水溶液，在尾矿渣和环境水溶液比例为1:10、温度为25℃、500rmp、相互作用时间为3h下进行尾矿渣有价物质组分的水相分离实验，后续经过磁铁分离、洗涤和干燥，获得磁铁矿产品，残余固体和剩余溶液进行抽滤分离、洗涤和干燥，获得正硅酸铁产品。分别称重产品质量，计算产率，经计算分离磁铁矿固体占比66.7wt％，正硅酸铁占比为27.6wt％，其他(未分离)5.7％。物相X射线衍射测定如图2所示。实施例3：一种高稳定固化砷渣和尾矿渣的方法，冶炼过程产生的尾矿渣环境水溶液耦合磁性分离资源回用。具体实施方法为：称取一定量的冶炼尾矿渣，加入pH为8.5的弱碱性水溶液，在尾矿渣和环境水溶液比例为1:10、温度为25℃、500rmp、相互作用时间为3h下进行尾矿渣有价物质组分的水相分离实验，后续经过磁铁分离、洗涤和干燥，获得磁铁矿产品，残余固体和剩余溶液进行抽滤分离、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高稳定固化砷渣和尾矿渣的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：/na、尾矿渣的分离：对尾矿渣进行弱酸性、中性或弱碱性环境水溶液下的磁性分级分离，分离后回用其中的磁铁矿成分，同步获得尾矿残余物正硅酸铁；/nb、将步骤a获得的尾矿原渣、分离的磁铁矿或残余的正硅酸铁与冶炼含砷废水钙法处理产生的砷钙渣在一定条件复合作用进行其固化稳定化。/n

【技术特征摘要】
1.一种高稳定固化砷渣和尾矿渣的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
a、尾矿渣的分离：对尾矿渣进行弱酸性、中性或弱碱性环境水溶液下的磁性分级分离，分离后回用其中的磁铁矿成分，同步获得尾矿残余物正硅酸铁；
b、将步骤a获得的尾矿原渣、分离的磁铁矿或残余的正硅酸铁与冶炼含砷废水钙法处理产生的砷钙渣在一定条件复合作用进行其固化稳定化。


2.如权利要求1所述的一种高稳定固化砷渣和尾矿渣的方法，其特征在于：所述磁性分级分离过程指不同环境下的尾矿渣的磁铁吸附分离，所述磁性分离温度为25℃-55℃，所述分离时间为1h-7h，所述的尾矿渣和环境液固液比例为1:2-1:30。


3.如权利要求1所述的一种高稳定固化砷渣和尾矿渣的方法，其特征在于：所述弱酸性、近中性或弱碱性指pH为4.5-6.5、6.5-7.5、7.5-9.5的水溶液。


4.如权利要求1所述的一种高稳定固化砷渣和尾矿渣的方法，其特征在于：所述复合作用过程包括尾矿原渣和砷钙渣作用、分离磁铁矿和砷钙渣作用或残余正硅酸铁和砷钙渣作用，所述复合作用时的质量比为0.1:1-3:1、温度为200℃-700℃、复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙永刚，张晓瑞，马玉龙，吉文欣，任永胜，李媛媛，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：发明
国别省市：宁夏;64