本发明专利技术采用常温常压下三价铁浸出硫化砷废渣，主要是有色金属冶炼中经硫化钠沉淀处理含砷废酸得到的硫化砷废渣。即将硫化砷废渣细磨后加入硫酸铁溶液浸出，控制体系温度及pH值，浸出液经液固分离和除砷后送入细菌培养器完成Fe3+再生，然后再次用于浸出硫化砷废渣。与传统硫酸铁法相比，该法具有处理效率高、操作费用低、设备及流程简便等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及含砷废渣的无害化处理，特别适用于有色金属冶炼中经硫化钠沉淀处理含砷废酸得到的硫化砷废渣。
技术介绍
神普遍伴生于有色金属矿物中，在有色金属提取生产过程中不同程度地进入烟气、烟尘、废酸、废水和废渣中。其中除尘后的含砷烟气烟尘一般在SO2制酸之前采用洗涤法来除去其中的神，得到的含砷废酸经硫化钠沉淀最終得到硫化神废渣。从整个有色冶金系统来看，进入冶炼厂的神，除一部分直接回收成产品白砷(如从高砷烟灰中直接提取白神)夕卜，其它的含砷中间产物最終几乎都进入到含砷废渣中。含砷废渣对环境的污染和危害目前还没有得到彻底根治，随着高浓度含砷废物越积越多，对其无害化处理成为亟待解决的问题。目前上述硫化砷废渣的主要处理方法有火法和湿法。火法处理容易形成二次污染，劳动条件也比较差，现已逐渐淘汰。湿法流程主要有硫酸铜置换法和硫酸铁加压氧化处理法。硫酸铜浸出法由日本住友公司开发，是用硫酸铜溶液中的Cu2+置換硫化砷中的神，然后制得As2O3,实现与其它重金属离子的分离，得到纯度99%以上的As203。整个生产过程在常温常压下进行，安全可靠，但此法存在エ艺流程复杂、铜消耗量大(生产I吨As2O3需消耗3吨氧化铜)等不足。硫酸铁法是美国专利，用硫酸铁在加压氧化条件下浸出硫化神，神溶解后氧化为五价，并与三价铁结合形成臭葱石型(FeAsO4CH2O)砷酸铁结晶沉淀，然后进行液固分离，臭葱石沉淀可以长期稳定堆存。此方法原料成本较低，产物危险性小，被认为是现有的最佳处理方法，但由于需要高压反应设备，设备投资大，运行难度很高，很难推广使用。研究表明，硫酸铁在常压下也可以氧化浸出硫化砷废渣，并最終将砷以As2O3的形式分离出来，这实际上是硫酸铜置换法和加压氧化法的結合。但是此方法需要采用针铁矿法再生三价铁，使处理过程连续进行。针铁矿法再生三价铁包括氧化沉淀和硫酸溶解两个主要步骤，在氧化反应过程中，需要提高PH值以满足针铁矿的形成，由于反应是ー个产酸的过程，要加入碱液中和，针铁矿溶解又需要添加硫酸(见式I和2)。因此，该法酸碱消耗量均较大，流程复杂，而且会造成浸出液中杂质离子的积累。2FeS04+l/202+H20 — 2Fe00H 丨 +2H2S04 [I]2Fe00H+3H2S04 — Fe2 (SO) 3+4H20[2]某些细菌，如嗜酸氧化亚铁硫杆菌(简称At. f菌)和中度嗜热西伯利亚硫杆菌(简称S. s菌)，可用Fe2+作为能源物质，代谢产生Fe3+，在酸性条件下直接将ニ价铁氧化为三价铁。因此用细菌氧化硫化砷废渣浸出液，代替针铁矿法，可以简化硫酸铁再生流程并减少酸碱消耗。国内在硫化砷废渣处理方面的专利较少，现有的申请专利是以碱浸法为主(申请号200910102850.1，2010102733282)，由于需要添加氢氧化钠和硫化钠等物质，处理成本较高，步骤比较繁琐，尚未见有エ业应用报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种常压下三价铁[Fe2(SO4)3]氧化浸出硫化砷废渣的エ艺，三价铁采用生物氧化法生成，并实现循环使用，该エ艺具有处理效率高、操作和设备费用低、流程简便等优点。为实现上述目的，本专利技术采取以下设计方案硫化砷废渣细磨后加入硫酸铁浸出液，控制反应的温度及PH值，在硫酸铁的作用下使硫化砷废渣中的砷进入溶液，然后进行液固分离，浸出液经除砷后送入细菌氧化反应器完成Fe3+再生，然后再用于浸出硫化砷废渣。实现本专利技术的步骤是(1)将废渣细磨至50-100 ilm，加入硫酸铁浸出液，Fe3+浓度为4-10g/L，矿浆浓度为100-300g/L ; (2)控制矿浆pH为L 0-3. 0，温度为20_90°C，反应1-10小时后进行液固分离，神浸出率可达85%以上；残渣转由其它流程处理；(4)浸出液经冷冻处理，使砷的溶解度降低，形成三氧化ニ砷沉淀，经过滤除砷后送至细菌培养器完成Fe3+再生，然后再次用于浸出硫化砷废渣，产生的三氧化ニ砷精制后作为产品销售。本专利技术的有益效果为由于采用细菌氧化处理硫化神浸出液，Fe2+可在酸性条件下直接被细菌氧化成Fe3+，可以简化硫酸铁再生流程并减少酸碱消耗；由于在常压下操作，可采用常规设备，降低设备要求及操作成本，減少操作危险性。附图说明附图为本专利技术微生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣的エ艺流程简图。其中A三价铁浸出反应器；B固液分离反应；C冷冻除砷反应器；D三价铁生物氧化反应器`具体实施例方式实施例1 :铜精矿冶炼过程中产生的砷滤饼废渣，含As 11% (重量百分比，以下类同)、S 21%, Cu 8%, Pb 1%。将废渣细磨至-100 U m加入硫酸铁溶液中浸出，Fe3+浓度为2_10g/L，矿浆浓度为150-300g/L ;调节体系pH值为1. 0-2. 0，温度为50_95°C;反应3_8小时后进行液固分离，神浸出率可达90%;浸出液经冷冻降温后，过滤除去结晶出来的三氧化ニ砷后，送至嗜酸氧化亚铁硫杆菌(简称At. f 菌)培养器，待1-5小时后完成Fe3+再生，然后溶液再次用于浸出硫化神废渣。实施例2 :硫化锌精矿冶炼过程中产生的硫化砷废渣，含As 13%, S 19%, Zn9%、Cdl%。将废渣细磨至-100 U m加入硫酸铁溶液中浸出，Fe3+浓度为2_10g/L，矿浆浓度为150-300g/L ;调节体系pH值为0. 5-1. 5，温度为50_95°C;反应3_8小时后进行液固分离，神浸出率可达87% ;浸出液经冷冻降温后，过滤除去结晶出来的三氧化ニ砷后后送至中度嗜热西伯利亚硫杆菌(简称S. s菌)培养器，待1-3小时后完成Fe3+再生，然后溶液再次用于浸出硫化神废渣。实施例3 :含砷金精矿焙烧处理过程中产生的硫化砷废渣，含As 15%, S 27%,Cu 3%。将废渣细磨至-1OOiim加入硫酸铁浸出液中，Fe3+浓度为2-10g/L，矿浆浓度为150-300g/L ;调节体系pH值为0. 5-1. 5，温度为50_95°C;反应3_8小时后进行液固分离，神浸出率可达90% ;浸出液经冷冻降温后，过滤除去结晶出来的三氧化ニ砷后送至嗜酸氧化亚铁硫杆菌(简称At. f 菌) 培养器，待1-4小时后完成Fe3+再生，然后溶液再次用于浸出硫化神废渣。本文档来自技高网...
【技术保护点】
常温常压下生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺，其特征在于：硫化砷废渣由有色金属冶炼中经硫化钠沉淀处理含砷废酸得到；工艺主要由三价铁浸出硫化砷废渣及细菌再生Fe3+两部分组成，具体步骤为：(1)三价铁浸出硫化砷废渣阶段，废渣细磨至50?100μm加入硫酸铁浸出液中，控制矿浆pH为1.0?3.0，温度为20?90℃，反应1?10小时后进行液固分离；(2)细菌再生Fe3+阶段，浸出液经除砷后送至细菌培养器完成Fe3+再生，然后再用于浸出硫化砷废渣。
【技术特征摘要】
1.常温常压下生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺，其特征在于硫化砷废渣由有色金属冶炼中经硫化钠沉淀处理含砷废酸得到；工艺主要由三价铁浸出硫化砷废渣及细菌再生Fe3+两部分组成，具体步骤为(I)三价铁浸出硫化砷废渣阶段，废渣细磨至 50-100 μ m加入硫酸铁浸出液中，控制矿浆pH为1. 0-3. 0，温度为20_90°C，反应1-10小时后进行液固分离；(2)细菌再生Fe3+阶段，浸出液经除砷后送至细菌培养器完成Fe3+再生， 然后再用于浸出硫化砷废渣。2.根据权利要求1所述的常温常压下生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺，其特征在于矿浆浓度为1...
【专利技术属性】
技术研发人员：张广积，杨超，郭佩，李向阳，曹俊雅，石绍渊，
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：
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