一种利用硅胶强化锌渣脱除污酸中砷的方法技术

本发明专利技术公开一种利用硅胶强化锌渣脱除污酸中砷的方法，属于重金属污染治理技术领域。本发明专利技术所述方法为将锌渣细磨过筛得到锌渣粉，将锌渣粉与硅胶溶液混合得到除砷剂；将除砷剂和H2O2加入到含砷污酸中混合均匀，采用氢氧化钠溶液控制溶液pH为2～4，并在温度为80～90℃、搅拌条件下反应4～6h，固液分离得到以砷酸铁为内核、硅胶为壳体的核壳结构富砷渣和滤液，滤液进行深度除砷处理；本发明专利技术通过硅胶中SiO2强化锌渣除砷，不仅提高了除砷率，而且提高了含砷沉淀的稳定性，有利于堆存。有利于堆存。

【技术实现步骤摘要】
一种利用硅胶强化锌渣脱除污酸中砷的方法


[0001]本专利技术涉及一种利用硅胶强化锌渣脱除污酸中砷的方法，属于重金属污染治理


技术介绍

[0002]污酸是在有色金属冶炼的制酸工艺流程中，经电收尘后的熔炉炉、转炉烟气，经过洗涤，产生酸性废水，污酸含有高浓度的砷还有其他重金属离子，属于危险废弃物，需经处理符合要求后才可以排放或储存。
[0003]锌渣是湿法炼锌过程中产出的渣；锌渣主要有O、Fe、Ca等元素组成，主要成分为Fe2O3和钙硅氧化物，占锌渣总量的79％，还含有少于10％的MnO2、Al2O3、ZnO等。无论采用何种湿法炼锌工艺，冶炼渣产量均为锌产量的1.0～1.2倍，锌渣属于危险废物。目前，并未有利用锌渣除去污酸中砷的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种利用硅胶强化锌渣脱除污酸中砷的方法，本专利技术利用硅胶强化成本低廉且同为危险废弃物的锌渣处理污酸，不仅减少了污酸处理过程中污泥的堆存量，而且提高了除砷率，硅胶壳层具有很好的稳定性和化学惰性，以及很高的透明度，在合适的氛围下形成硅基壳可以有效固砷。
[0005]一种利用硅胶强化锌渣脱除污酸中砷的方法，具体步骤如下：
[0006](1)将锌渣细磨过筛得到锌渣粉。
[0007](2)将步骤(1)锌渣粉与硅胶溶液混合得到除砷剂。
[0008](3)将步骤(2)除砷剂和H2O2加入到含砷污酸中混合均匀，采用氢氧化钠溶液控制溶液pH为2～4，并在温度为80～90℃、搅拌条件下反应4～6h，固液分离得到以砷酸铁为内核、硅胶为壳体的核壳结构富砷渣和滤液，滤液进行深度除砷处理。
[0009]所述步骤(2)锌渣粉与硅胶溶液的质量比为2～5:1，硅胶溶液为市售产品。
[0010]所述步骤(3)含砷污酸中砷浓度为4000～6000mg/L。
[0011]所述步骤(3)除砷剂中的锌渣粉中的Fe与含砷污酸中As的摩尔比为2～4:1，H2O2与含砷污酸的体积比为1～1.2:10；H2O2为市售产品，质量百分比浓度为30％。
[0012]所述步骤(3)搅拌速率为400～600rpm。
[0013]利用SiO2强化锌渣除砷的原理：Fe(Ⅲ)和As(
Ⅴ
)结合形成结晶度低的砷酸铁，会吸附在生成的硫酸钙表面，加入H2O2可将污酸中的As(Ⅲ)氧化为As(
Ⅴ
)，同时氧化溶解在溶液中的Fe(Ⅱ)，控制pH值在1～4，体系在特定温度和特定pH值条件下反应生成以砷酸铁为内核，表面硅胶包裹的核壳结构富砷渣，硅胶壳层具有很好的稳定性和化学惰性，以及很高的透明度，在合适的氛围下形成硅基壳可以有效固砷，降低砷溶出。
[0014]本专利技术的有益效果是：
[0015]本专利技术利用硅胶溶液中的SiO2强化成本低廉且同为危险废弃物的锌渣处理污酸，
不仅减少了污酸处理过程中污泥的堆存量，而且提高了除砷率，硅胶壳层具有很好的稳定性和化学惰性，以及很高的透明度，在合适的氛围下形成硅基壳可以有效固砷。
具体实施方式
[0016]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。
[0017]实施例1
[0018]本实例所用锌渣成分如表1所示，污酸来自于西南地区锌冶炼厂硫酸车间对冶炼烟气进行洗涤后产生的含有大量砷等杂质的污酸，主要成分如表2所示；
[0019]表1锌渣成分
[0020]锌渣FeCaSSiAlMgZnMnFOProportion(％)30.014.42.23.02.31.81.71.10.7Balence
[0021]表2污酸成分
[0022][0023]本实施例所述利用硅胶强化锌渣脱除污酸中砷的方法，具体步骤如下：
[0024](1)将锌渣细磨过200目筛得到锌渣粉。
[0025](2)将步骤(1)锌渣粉与硅胶溶液混合得到除砷剂；其中锌渣粉与硅胶溶液的质量比为2:1，硅胶溶液为市售产品。
[0026](3)将步骤(2)除砷剂和H2O2加入到含砷污酸中混合均匀，采用氢氧化钠溶液控制溶液pH为2，并在温度为80℃、搅拌条件下反应4h，固液分离得到以砷酸铁为内核、硅胶为壳体的核壳结构富砷渣和滤液，滤液进行深度除砷处理；其中除砷剂中Fe与含砷污酸中As的摩尔比为2:1，H2O2与含砷污酸的体积比为1:10；H2O2为市售产品，质量百分比浓度为30％；搅拌速率为400r/min，滤液采用ICP法测定滤液中金属离子的浓度(见表3)。
[0027]表3滤液的成分
[0028]ElementAsFeContent(mg/L)130.1120.6
[0029]由表3可以看出，砷离子浓度从4100mg/L(初始浓度)降到了130.1mg/L，除砷率达到96.8％。
[0030]滤渣的毒性浸出测试按照美国环保局提供的U.S.EPA《Method 1311
‑
toxicity Characterisitic Leaching Procedure》方法进行，毒性测试结果见表4。
[0031]表4滤渣的毒性浸出结果
[0032]ElementAsFeContent(mg/L)0.61422.42
[0033]本实施例As的浸出浓度仅有0.614mg/L。
[0034]实施例2
[0035]本实例所用锌渣成分如表5所示，污酸来自于西南地区锌冶炼厂硫酸车间对冶炼烟气进行洗涤后产生的含有大量砷等杂质的污酸，主要成分如表6所示。
[0036]表5锌渣成分
[0037][0038]表6污酸成分
[0039][0040]本实施例所述利用硅胶强化锌渣脱除污酸中砷的方法，具体步骤如下：
[0041](1)将锌渣细磨过200目筛得到锌渣粉。
[0042](2)将步骤(1)锌渣粉与硅胶溶液混合得到除砷剂；其中锌渣粉与硅胶溶液的质量比为5:1，硅胶溶液为市售产品。
[0043](3)将步骤(2)除砷剂和H2O2加入到含砷污酸中混合均匀，采用氢氧化钠溶液控制溶液pH为4，并在温度为90℃、搅拌条件下反应6h，固液分离得到以砷酸铁为内核、硅胶为壳体的核壳结构富砷渣和滤液，滤液进行深度除砷处理；其中除砷剂中Fe与含砷污酸中As的摩尔比为4:1，H2O2与含砷污酸的体积比为1.2:10；H2O2为市售产品，质量百分比浓度为30％；搅拌速率为600r/min，滤液采用ICP法测定滤液中金属离子的浓度(见表7)。
[0044]表7滤液成分
[0045]ElementAsFeContent(mg/L)144.1158.2
[0046]由表7可以看出，砷离子浓度从5001mg/L(初始浓度)降到了144.1mg/L，除砷率达到97.1％。
[0047]滤渣的毒性浸出测试按照美国环保局提供的U.S.EPA《Method 1311
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用硅胶强化锌渣脱除污酸中砷的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将锌渣细磨过筛得到锌渣粉；(2)将步骤(1)锌渣粉与硅胶溶液混合得到除砷剂；(3)将步骤(2)除砷剂和H2O2加入到含砷污酸中混合均匀，采用氢氧化钠溶液控制溶液pH为2～4，并在温度为80～90℃、搅拌条件下反应4～6h，固液分离得到以砷酸铁为内核、硅胶为壳体的核壳结构富砷渣和滤液，滤液进行深度除砷处理。2.根据权利要求1所述利用硅胶强...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁先进，段孝旭，杨妮娜，史佳豪，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：