一种含砷废液的净化方法技术

本发明专利技术涉及一种含砷废液的净化方法，所述净化方法包括：采用水化硅酸钙对含砷废液进行净化处理，经固液分离得到脱砷液；所述水化硅酸钙具有多孔结构；所述水化硅酸钙的粒径为6

【技术实现步骤摘要】
一种含砷废液的净化方法


[0001]本专利技术涉及固体废弃物处理领域，具体涉及一种含砷废液的净化方法。

技术介绍

[0002]粉煤灰是燃煤高温燃烧后产生的主要固体废弃物，其主要化学成分为Ca、Si、Cl、K、Na、S、Al、Mg和Fe等，还含有As、Cd、Cr和Pb等有毒重金属元素。其中，危险致癌物质As元素的含量较高，其在粉煤灰的堆积过程中进入土壤和水体，对人体和环境产生了严重的危害，并且限制和制约了对以粉煤灰为原料制备得到的高附加值产品的应用和推广。
[0003]目前，现有研究中对粉煤灰脱砷的报道不多，有研究人员采用酸法对粉煤灰进行脱砷处理，但是需要控制酸溶液的pH值为0.5左右，而后调节含砷废液的pH值为13，从而抑制As复吸回到粉煤灰表面。因此，反应过程需要消耗大量的强酸和强碱溶液，脱砷率比较低，所得含砷废液难以处理，容易造成二次污染。
[0004]CN112620117A公开了一种粉煤灰中重金属元素的分离方法，该方法通过脱碳处理、磁选和粒度分离三次分选步骤，分离得到细粒灰和粗粒灰，实现重金属元素的深度分离，但是该分离方法As元素的去除率比较低，并且难以对As进行特异性分离。
[0005]CN104787932A公开了一种工业含砷废水的处理方法，该方法通过采用石灰或其他碱性中和剂进行一段处理，之后再添加双氧水和聚合硫酸铁进行二段处理，得到脱除As元素的二段处理水和不溶性砷酸铁沉淀，该方法操作复杂，添加药剂较多，处理成本较高，并且产生了新的高危固体废弃物。
[0006]因此，针对现有粉煤灰脱砷方法以及含砷废水处理方法中的不足，提供一种简单、高效的含砷废液处理方法，并且能够环保、有效地对粉煤灰进行脱砷处理，对环境保护和工业生产具有重要意义。

技术实现思路

[0007]针对以上问题，本专利技术的目的在于提供一种含砷废液的净化方法，与现有技术相比，本专利技术提供的净化方法脱砷率高，操作工艺简单，处理成本低廉，能耗较低，并且可以有效提升粉煤灰的利用率。
[0008]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术提供一种含砷废液的净化方法，所述净化方法包括：
[0010]采用水化硅酸钙对含砷废液进行净化处理，经固液分离得到脱砷液；
[0011]所述水化硅酸钙具有多孔结构；
[0012]所述水化硅酸钙的粒径为6
‑
100μm；
[0013]所述水化硅酸钙的BET比表面积为50
‑
400m2/g。
[0014]本专利技术对所述含砷废液没有特殊限定，可以采用任何本领域内的含砷废液，例如可以是含砷的工业废水或含砷的生活废水。
[0015]本专利技术中，采用水化硅酸钙对含砷废液进行净化处理，相比于氧化钙或氢氧化钙
等钙源吸附剂，所述水化硅酸钙具有充分发育的孔隙结构和优异的比表面积，其表面和内部含有大量的活性钙离子。含砷废液中的As元素含量一般大于500ppb，超过了企业水污染物排放标准限值。其中，As元素主要以砷酸盐的形式存在，包括H2AsO3‑
、HAsO
32
‑
、AsO
33
‑
、H2AsO4‑
、HAsO
42
‑
和AsO
43
‑
等，带负电的砷酸盐离子极易与所述水化硅酸钙的活性钙离子位点发生化学吸附，从而被固定在水化硅酸钙的表面及内部孔隙，达到显著去除含砷废液中As元素的目的，实现含砷废液的净化处理，净化处理后得到的脱砷液中As元素的含量小于100ppb。
[0016]本专利技术中，所得脱砷液可以直接排放或循环使用，水化硅酸钙处理后得到的含砷水化硅酸钙可以用于制备水泥和混凝土，其中的重金属可以被固化，不会在环境中迁移。
[0017]本专利技术在所述水化硅酸钙具有多孔结构的基础上，控制水化硅酸钙的粒径为6
‑
100μm，可以提供合适的孔径和孔容，更有利于溶液中的As被吸附到水化硅酸钙颗粒内部，提高吸附固化效果，同时本专利技术控制水化硅酸钙的BET比表面积为50
‑
400m2/g，可以提供更大的接触面积和更多的吸附活性位点，使吸附效果更好。
[0018]本专利技术中，控制水化硅酸钙的粒径为6
‑
100μm，例如可以是6μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm或100μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0019]本专利技术中，水化硅酸钙的BET比表面积为50
‑
400m2/g，例如可以是50m2/g、60m2/g、70m2/g、80m2/g、90m2/g、100m2/g、120m2/g、140m2/g、160m2/g、180m2/g、200m2/g、220m2/g、240m2/g、260m2/g、280m2/g、300m2/g、320m2/g、340m2/g、360m2/g、380m2/g或400m2/g，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0020]优选地，所述净化处理之前加入药剂调节含砷废液的pH值至6
‑
13，例如可以是6、6.2、6.4、6.6、6.8、7、7.2、7.4、7.6、7.8、8、8.2、8.4、8.6、8.8、9、9.2、9.4、9.6、9.8、10、10.2、10.4、10.6、10.8、11、11.2、11.4、11.6、11.8、12、12.2、12.4、12.6、12.8或13，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为7
‑
12。
[0021]本专利技术中优选控制含砷废液的pH在特定范围，是因为在较低pH下As元素主要以H3AsO3存在，不易与带正电的钙离子活性位点结合，在较高pH下溶液中的OH
‑
容易与砷酸盐离子发生竞争吸附，本专利技术优选将含砷废液的pH值控制在特定范围有利于砷酸盐离子与钙离子活性位点结合，提高脱砷效果。
[0022]优选地，所述药剂包括碱性药剂或酸性药剂。
[0023]优选地，所述碱性药剂包括氢氧化钙和/或氧化钙。
[0024]优选地，所述酸性药剂包括硫酸、硝酸或盐酸中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括硫酸和硝酸的组合，硫酸和盐酸的组合或硫酸、硝酸和盐酸的组合。
[0025]优选地，所述含砷废液与水化硅酸钙的液固比L/kg为(50
‑
500):1，例如可以是50:1、60:1、70:1、80:1、90:1、100:1、110:1、120:1、130:1、140:1、150:1、160:1、170:1、180:1、190:1、200:1、250:1、300:1、350:1、400:1、450:1或500:1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含砷废液的净化方法，其特征在于，所述净化方法包括：采用水化硅酸钙对含砷废液进行净化处理，经固液分离得到脱砷液；所述水化硅酸钙具有多孔结构；所述水化硅酸钙的粒径为6
‑
100μm；所述水化硅酸钙的BET比表面积为50
‑
400m2/g。2.根据权利要求1所述的净化方法，其特征在于，所述净化处理之前加入药剂调节含砷废液的pH值至6
‑
13，优选为7
‑
12；优选地，所述药剂包括碱性药剂或酸性药剂；优选地，所述碱性药剂包括氢氧化钙和/或氧化钙；优选地，所述酸性药剂包括硫酸、硝酸或盐酸中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的净化方法，其特征在于，所述含砷废液与水化硅酸钙的液固比L/kg为(50
‑
500):1。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的净化方法，其特征在于，所述净化处理之前进行氧化处理；优选地，所述氧化处理包括向含砷废液中加入固态氧化剂、液态氧化剂或气态氧化剂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述固态氧化剂包括次氯酸钠；优选地，所述液态氧化剂包括双氧水；优选地，所述气态氧化剂包括空气、氧气或臭氧中的任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的净化方法，其特征在于，所述净化处理的温度为20
‑
95℃，优选为50
‑
70℃。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的净化方法，其特征在于，所述含砷废液包括酸处理液和/或洗涤废液。7.根据权利要求6所述的净化方法，其特征在于，所述酸处理液由粉煤灰依次进行酸处理和固液分离得到，同时得到酸洗粉煤灰；优选地，所述酸处理中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马淑花，欧彦君，王晓辉，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：