本發(fā)明涉及一種利用鋼渣處理有色冶金污酸中砷的方法，屬于冶金資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
隨著我國(guó)有色金屬冶煉行業(yè)的發(fā)展，銅、鉛、鋅等冶煉煙氣制酸水洗工藝產(chǎn)生大量污酸廢水，主要含硫酸、砷、汞、鎘、鉛、鋅和氟等污染物，與冶煉工藝其他工序產(chǎn)生的廢水相比，污酸廢水成分復(fù)雜，pH值極低，各種重金屬含量高出幾十倍，污酸廢水處理回用是環(huán)保領(lǐng)域面臨的重大難題，目前應(yīng)用普遍的處理方法主要有石灰中和法、高濃度泥漿法、硫化法、鐵氧體法、膜分離法、生物吸附法、硫化法+石灰/石灰石中和法、高濃度泥漿法+ 鐵鹽中和法、石灰+鐵鹽(鋁鹽) 法，這些方法通常存在處理成本高、效果欠佳，產(chǎn)生大量廢渣且難回收利用等缺點(diǎn)。
鋼渣是煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣，生成溫度高（1600℃左右），遇水呈堿性，pH值為10~12，其礦相組成與水泥熟料相似，是一種具有較高活性的材料，2012年我國(guó)鋼渣年產(chǎn)出量達(dá)到1億多噸，國(guó)內(nèi)的鋼鐵企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和建材企業(yè)經(jīng)過(guò)多年的研究，在鋼渣利用方面取得了一定進(jìn)展，鋼渣已經(jīng)成功地應(yīng)用于建材、道路工程、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、冶金爐料和污水處理等領(lǐng)域，但是，我國(guó)鋼渣綜合利用率仍然較低，僅為10% 左右，目前，鋼渣仍然以堆放為主，占用大量土地、對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種利用鋼渣處理有色冶金污酸中砷的方法，具體包括以下步驟：
（1）有色冶金污酸預(yù)處理：有色冶金污酸沉淀后固液分離，將鋼渣投加到濾液中，調(diào)節(jié)pH值為6.5~7.5，進(jìn)行固液分離；
（2）鋼渣預(yù)處理，具體方法如下：
Ａ、將鋼渣烘干、研磨，過(guò)80目篩；
Ｂ、將步驟A過(guò)篩的鋼渣和硫酸鐵粉按質(zhì)量比為10︰1~2的比例混勻后，加入沸水制成漿狀，20~30℃靜置24h ；
C、將步驟B制備的漿狀物烘干后， 400~450℃焙燒1~2h，研磨，過(guò)80目篩，得到預(yù)處理鋼渣；
（3）按照預(yù)處理有色冶金污酸和預(yù)處理鋼渣體積質(zhì)量比為100︰1.5~3.0mL/g，將步驟（2）得到的預(yù)處理鋼渣投入到步驟（1）得到的預(yù)處理過(guò)的有色冶金污酸中，控制pH值為4.5~6，35~50℃攪拌1.5~2h，再靜置沉淀8~10h，固液分離，檢測(cè)濾液中砷含量，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入下一處理工序。
所述步驟（3）中攪拌速率為150~250r/min。
本發(fā)明的有益效果：穩(wěn)定沉淀污酸中的重金屬As同時(shí)利用鋼渣中鐵穩(wěn)定重金屬砷，另外鋼渣本身具備一定的膠凝活性，處理污酸形成的濾渣（臭蔥石）更加穩(wěn)定，達(dá)到以廢治廢的目的，本方法實(shí)現(xiàn)了加入藥劑量少，成本低廉，無(wú)需氧化，殘?jiān)啃∏逸^穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例旨在進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限定，本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)容不限于所述內(nèi)容。
以下實(shí)施例中，pH值采用玻璃電極法測(cè)定，金屬采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定。
《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB25466-2010》和《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB 25467-2010》中新建企業(yè)水污染物排放濃度限值控制項(xiàng)目最嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表1。
表1 項(xiàng)目相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)污染物濃度限值
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實(shí)施例1
本實(shí)施例所述利用鋼渣處理有色冶金污酸中砷的方法，其中鋼渣為某煉鋼廠鋼渣，具體成分及含量見(jiàn)表2，有色冶金污酸為某煉銅廠污酸，具體成分及含量見(jiàn)表3，處理包括以下步驟：
（1）有色冶金污酸預(yù)處理：取100mL有色冶金污酸廢水置于塑料桶中，經(jīng)24小時(shí)靜置沉淀，取上清液進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果：pH值為0.81，將有色冶金污酸進(jìn)行過(guò)濾，將鋼渣投加到濾液中，調(diào)節(jié)pH值為6.5，沉淀去除部分砷、鋅等物質(zhì)，進(jìn)行固液分離；
（2）鋼渣預(yù)處理，具體方法如下：
Ａ、將鋼渣烘干，球磨機(jī)研磨后過(guò)80目篩；
Ｂ、將步驟A過(guò)篩后的鋼渣和干硫酸鐵粉按質(zhì)量比10︰1的比例均勻混合后，加入沸水制成漿狀，20℃靜置24h ；
C、將步驟B制備的漿狀混合物烘干后，400℃焙燒1h，經(jīng)研磨后過(guò)80目篩，得到預(yù)處理鋼渣；
（3）按照預(yù)處理有色冶金污酸和預(yù)處理鋼渣體積質(zhì)量比為100︰2.5mL/g，將步驟（2）得到的預(yù)處理鋼渣投入到步驟（1）固液分離后的濾液中，添加硫酸控制pH值為4.5，35℃攪拌1.5h，攪拌速率為150r/min，之后靜置沉淀8h，固液分離，檢測(cè)濾液砷含量，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入下一處理工序。
表2 某煉鋼廠鋼渣
表3 某煉銅廠污酸
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實(shí)施例2
本實(shí)施例所述利用鋼渣處理有色冶金污酸中砷的方法，其中鋼渣為某煉鋼廠鋼渣，有色冶金污酸為某煉鉛廠污酸，砷含量為12.34g/L，具體包括以下步驟：
（1）有色冶金污酸預(yù)處理：取100mL銅冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的有色冶金污酸廢水置于塑料桶中，經(jīng)24小時(shí)靜置沉淀，取上清液進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果：pH值為0.43，將有色冶金污酸進(jìn)行過(guò)濾，將鋼渣投加到濾液中，調(diào)節(jié)pH值為7，沉淀去除部分砷、鋅、鉛等物質(zhì)，進(jìn)行固液分離；
（2）鋼渣預(yù)處理，具體方法如下：
Ａ、將鋼渣烘干，球磨機(jī)研磨后過(guò)80目篩；
Ｂ、將步驟A過(guò)篩后的鋼渣和干硫酸鐵粉按質(zhì)量比10︰1.5的比例均勻混合后，加入沸水制成漿狀，25℃靜置24h ；
C、將步驟B制備的漿狀混合物烘干后，420℃焙燒1.5h，經(jīng)研磨后過(guò)80目篩，得到預(yù)處理鋼渣；
（3）按照預(yù)處理有色冶金污酸和預(yù)處理鋼渣體積質(zhì)量比為100︰1.5mL/g，將步驟（2）得到的預(yù)處理鋼渣投入步驟（1）固液分離后的濾液中，添加硫酸控制pH值為5.5，45℃攪拌1.8h，攪拌速率為180r/min，之后靜置沉淀9h，固液分離，檢測(cè)濾液砷含量，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入下一處理工序。
實(shí)施例3
本實(shí)施例所述利用鋼渣處理有色冶金污酸中砷的方法，其中鋼渣為某煉鋼廠鋼渣，有色冶金污酸為某煉鋅廠污酸，砷含量為15.5g/L，具體包括以下步驟：
（1）有色冶金污酸預(yù)處理：有色冶金污酸在沉淀池中經(jīng)24小時(shí)靜置沉淀，取上清液進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果：pH值為0.53，將上清液引入處理池1，將鋼渣投加到處理池1中，調(diào)節(jié)pH值為7.5，沉淀去除部分砷、鋅等物質(zhì)，進(jìn)行固液分離，濾液進(jìn)入處理池2；
（2）鋼渣預(yù)處理，具體方法如下：
Ａ、將鋼渣烘干，球磨機(jī)研磨后過(guò)80目篩；
Ｂ、將步驟A過(guò)篩后的鋼渣和干硫酸鐵粉按質(zhì)量比10︰2的比例均勻混合后，加入沸水制成漿狀，30℃靜置24h ；
C、將步驟B制備的漿狀混合物烘干后，450℃焙燒2h，經(jīng)研磨后過(guò)80目篩，得到預(yù)處理鋼渣；
（3）按照預(yù)處理有色冶金污酸和預(yù)處理鋼渣體積質(zhì)量比為100︰2mL/g，將步驟（2）得到的預(yù)處理鋼渣投入到步驟（1）固液分離后的處理池2中，添加硫酸控制pH值為6，50℃攪拌2h，攪拌速率為250r/min，之后靜置沉淀10h，固液分離，檢測(cè)濾液砷含量，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入下一處理工序。
實(shí)施例4
本實(shí)施例所述利用鋼渣處理有色冶金污酸中砷的方法，其中鋼渣為某煉鋼廠鋼渣，有色冶金污酸為某煉銅廠污酸，砷含量為13.5g/L，具體包括以下步驟：
（1）有色冶金污酸預(yù)處理：有色冶金污酸在沉淀池中經(jīng)24小時(shí)靜置沉淀，取上清液進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果：pH值為0.58，將上清液引入處理池1，將鋼渣投加到處理池1中，調(diào)節(jié)pH值為7，沉淀去除部分砷、鋅等物質(zhì)，進(jìn)行固液分離，濾液進(jìn)入處理池2；
（2）鋼渣預(yù)處理，具體方法如下：
Ａ、將鋼渣烘干，球磨機(jī)研磨后過(guò)80目篩；
Ｂ、將步驟A過(guò)篩后的鋼渣和干硫酸鐵粉按質(zhì)量比10︰1.2的比例均勻混合后，加入沸水制成漿狀，24℃靜置24h ；
C、將步驟B制備的漿狀混合物烘干后，410℃焙燒1.8h，經(jīng)研磨后過(guò)80目篩，得到預(yù)處理鋼渣；
（3）按照預(yù)處理有色冶金污酸和預(yù)處理鋼渣體積質(zhì)量比為100︰3mL/g，將步驟（2）得到的預(yù)處理鋼渣投入到步驟（1）固液分離后的處理池2中，添加硫酸控制pH值為5，40℃攪拌1.6h，攪拌速率為200r/min，之后靜置9.5h，固液分離，檢測(cè)濾液砷含量，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入下一處理工序。