【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固废修复，具体涉及一种砷污染中和渣的解毒矿化方法。
技术介绍
1、随着科技的进步和工业的发展，我国有色金属冶炼企业在规模、生产技术水平等方面处于国际领先地位。有色金属矿物的伴生元素较多，这导致其被引入冶炼加工过程，最终形成含有多种重金属污染物的冶炼废水。砷污染中和渣（简称中和渣）是冶炼废水经过石灰-铁盐法中和处理后形成以钙离子、硫酸根离子、铁离子、砷酸根和亚砷酸根为主要成分的危险废物，同时还含有多种金属元素。钙离子虽是中和渣的主要成分，理论上能与砷形成稳定的钙砷矿物质，但硫酸根会与钙砷矿物的形成产生竞争作用。研究表明中和渣（砷含量为61g/kg）按照hj/t299-2007处理后浸出液中砷浓度可达到650mg/l，其排放至环境中会造成土壤、地下水的严重污染，威胁环境安全和人体健康。中和渣的处置通常是进行填埋，以降低其对环境的影响，然而较高的砷浸出浓度使得其不满足危险废物填埋场的入场标准，因此降低中和渣的砷浸出浓度使其满足危废填埋场的入场标准至关重要。
2、目前，国内外处置含砷废渣方法主要以固化法、药剂稳定法、高温焙烧法等方法为主。固化法是利用惰性材料的物理化学特性将砷包裹，减弱砷与环境的接触，从而降低砷的浸出浓度。固化剂不与砷发生化学反应，非稳态砷仍有浸出的可能，且固化剂用量一般是中和渣的2~3倍，造成中和渣填埋体积增大，有加大环境危害的风险。药剂稳定法是将有毒有害污染物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的物质，但对络合态的重金属稳定化效果欠佳。高温焙烧法利用高温使得非稳态无定形的砷酸盐转化为稳定性好的晶
技术实现思路
1、针对现有炼铜产生的中和渣成分复杂、砷迁移率高毒性大、钙砷矿物形成条件不足，而导致中和渣无法满足危险废物填埋场入场标准；且现有方法对中和渣的处置存在药剂用量大、稳定化效果欠佳、能耗高和经济成本大等技术问题，本专利技术提供一种砷污染中和渣的解毒矿化方法，其首先通过氧化剂将中和渣中的三价砷离子氧化成为五价砷离子，降低毒性当量；其次通过稳定剂为中和渣提供足够的活性钙，为五价砷离子形成溶解度更低的钙砷矿物质提供条件；最后通过固化剂进行中和渣的固化，降低砷的浸出；该方法使用药剂廉价易得、操作简单、实用性强，氧化剂和稳定剂的连用降低了固化剂使用量，有效避免了处置导致的废渣体积翻倍，降低环境风险。
2、本专利技术公开了一种砷污染中和渣的解毒矿化方法，包括：
3、向砷污染中和渣中添加氧化剂，将砷污染中和渣中的三价砷氧化成五价砷；其中，氧化剂包括次氯酸盐；
4、向氧化后的中和渣中添加稳定剂；其中，稳定剂包括氯化钙和氧化钙；
5、向稳定化后的中和渣中添加固化剂；其中，固化剂包括三氯化铁改性沸石、硅酸三钙、铝酸钙和铁铝酸钙。
6、作为本专利技术的进一步改进，所述步骤1，具体包括：向砷污染中和渣中添加氧化剂，而后对中和渣连续搅拌使中和渣与氧化剂混合均匀，并调整中和渣的含水率至预设含水率，为氧化还原提供传质条件，随后盖膜养护预设时间。
7、作为本专利技术的进一步改进，所述氧化剂中的有氯含量在56~70wt%，以1kg中和渣为基准，所述氧化剂的添加量控制在(15~20)g/kg。
8、作为本专利技术的进一步改进，所述步骤2，具体包括：
9、向氧化后的中和渣中添加稳定剂，而后对中和渣连续搅拌使中和渣与稳定剂混合均匀，并调整中和渣的含水率至预设含水率，为钙砷矿化提供传质条件，随后盖膜养护预设时间。
10、作为本专利技术的进一步改进，所述稳定剂中的钙含量在55~60wt%，所述氯化钙和氧化钙的重量比的范围为0.83~1.3，以1kg中和渣为基准，所述稳定剂的添加量控制在(20~25)g/kg。
11、作为本专利技术的进一步改进，所述步骤3，具体包括：
12、向稳定化后的中和渣中添加固化剂，而后对中和渣连续搅拌使中和渣与固化剂混合均匀，随后盖膜养护预设时间。
13、作为本专利技术的进一步改进，所述固化剂中三氯化铁改性沸石的含量为35~40wt%，硅酸三钙的含量为42~45wt%，铝酸钙的含量为13~14wt%，铁铝酸钙的含量为4~7wt%；以1kg中和渣为基准，所述固化剂的添加量控制在(90~110)g/kg。
14、作为本专利技术的进一步改进，所述三氯化铁改性沸石中铝含量为22wt%，硅含量为70wt%，铁含量为4.5wt%；所述三氯化铁改性沸石的制备方法为：取沸石和氯化铁溶液混合，用氢氧化钠溶液调整混合液ph碱性溶液；将混合液在预设条件下进行旋转蒸发，蒸发完成后将混合物置于干燥箱中干燥，制得三氯化铁改性沸石。具体的：取500g沸石（斜沸石）和250ml 10wt%氯化铁溶液混合，用0.1mol/l的氢氧化钠溶液调整混合液ph至10.0。混合液在150℃条件下旋转蒸发60min，蒸发完成后将混合物置于干燥箱中干燥。
15、作为本专利技术的进一步改进，养护条件为：将中和渣堆积盖膜静置养护。
16、作为本专利技术的进一步改进，砷污染中和渣包括可交换态、碳酸盐结合态、铁-锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态五种形态的砷。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
18、1.本专利技术以次氯酸盐作为氧化剂，通过改变中和渣中砷的价态，降低中和渣的毒性，通过稳定化与固化技术实现钙砷矿物的形成和固化，降低中和渣的浸出率，使其能够满足危险废物填埋场入场标准；
19、2.本专利技术将氧化技术和稳定化-固化技术进行联合使用，在降低成本的同时，确保了中和渣填埋的安全性，极大地降低了中和渣对环境的影响；
20、3.本专利技术创新性地使用氯化铁改性沸石作为危险废物填埋处置的固化剂，一方面是因为其对砷的吸附效果好，是一种高效、稳定、安全的钝化材料，另一方面是其能够吸附其他重金属离子，有效降低中和渣的危害性。
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1.一种砷污染中和渣的解毒矿化方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的砷污染中和渣的解毒矿化方法，其特征在于，所述步骤1，具体包括：向砷污染中和渣中添加氧化剂，而后对中和渣连续搅拌使中和渣与氧化剂混合均匀，并调整中和渣的含水率至预设含水率，为氧化还原提供传质条件，随后盖膜养护预设时间。
3.如权利要求1或2所述的砷污染中和渣的解毒矿化方法，其特征在于，所述氧化剂中的有氯含量在56~70wt%，以1kg中和渣为基准，所述氧化剂的添加量控制在(15~20)g/kg。
4.如权利要求1所述的砷污染中和渣的解毒矿化方法，其特征在于，所述步骤2，具体包括：
5.如权利要求1或4所述的砷污染中和渣的解毒矿化方法，其特征在于，所述稳定剂中的钙含量在55~60wt%，所述氯化钙和氧化钙的重量比的范围为0.83~1.3，以1kg中和渣为基准，所述稳定剂的添加量控制在(20~25)g/kg。
6.如权利要求1所述的砷污染中和渣的解毒矿化方法，其特征在于，所述步骤3，具体包括：
7.如权利要求1或6所述的砷污染中和渣的解毒
8.如权利要求7所述的砷污染中和渣的解毒矿化方法，其特征在于，所述三氯化铁改性沸石中铝含量为22wt%，硅含量为70wt%，铁含量为4.5wt%；所述三氯化铁改性沸石的制备方法为：取沸石和氯化铁溶液混合，用氢氧化钠溶液调整混合液pH碱性溶液；将混合液在预设条件下进行旋转蒸发，蒸发完成后将混合物置于干燥箱中干燥，制得三氯化铁改性沸石。
9.如权利要求2、4或6所述的砷污染中和渣的解毒矿化方法，其特征在于，养护条件为：将中和渣堆积盖膜静置养护。
10.如权利要求1所述的砷污染中和渣的解毒矿化方法，其特征在于，砷污染中和渣包括可交换态、碳酸盐结合态、铁-锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态五种形态的砷。
...【技术特征摘要】
1.一种砷污染中和渣的解毒矿化方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的砷污染中和渣的解毒矿化方法，其特征在于，所述步骤1，具体包括：向砷污染中和渣中添加氧化剂，而后对中和渣连续搅拌使中和渣与氧化剂混合均匀，并调整中和渣的含水率至预设含水率，为氧化还原提供传质条件，随后盖膜养护预设时间。
3.如权利要求1或2所述的砷污染中和渣的解毒矿化方法，其特征在于，所述氧化剂中的有氯含量在56~70wt%，以1kg中和渣为基准，所述氧化剂的添加量控制在(15~20)g/kg。
4.如权利要求1所述的砷污染中和渣的解毒矿化方法，其特征在于，所述步骤2，具体包括：
5.如权利要求1或4所述的砷污染中和渣的解毒矿化方法，其特征在于，所述稳定剂中的钙含量在55~60wt%，所述氯化钙和氧化钙的重量比的范围为0.83~1.3，以1kg中和渣为基准，所述稳定剂的添加量控制在(20~25)g/kg。
6.如权利要求1所述的砷污染中和渣的解毒矿化方法，其特征在于，所述步骤3，具体包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：苗竹，廉影，徐剑锋，倪鑫鑫，李淑彩，李静文，朱湖地，方华祥，侯玉超，刘恒坤，
申请(专利权)人：北京高能时代环境技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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