有色冶炼含砷废渣稳定化处理原理与方法

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臭葱石(结晶态砷酸铁)是重有色金属冶炼过程产生的一种含砷固体废弃物,其稳定性是决定其环境污染风险的关键因素。臭葱石在弱酸性环境中比较稳定,而在中性至弱碱性条件下易分解并释放砷。因此,臭葱石稳定化处理的原理和方法是目前砷污染防治领域关注的热点问题。本文开展了溶解态硅酸盐对臭葱石稳定性影响的研究及利用硅酸铝微包覆臭葱石以提高其稳定性的研究,研究结果对于提高含砷废渣稳定性、降低含砷废渣的环境污染风险具有重要意义。结论如下:  (1)研究了溶解态硅酸盐在臭葱石上的吸附行为。实验条件下溶液中硅吸附于臭葱石表面后,形成结构类似于硅酸(SiO2·xH2O)的高聚物。不同初始浓度溶解态硅酸盐在pH2-3均可抑制臭葱石砷的释放,在pH4-5可促进臭葱石砷的释放。臭葱石的晶粒越大其稳定性越高,臭葱石颗粒为亚微米级时,在pH4、pH6和pH8时含硅臭葱石与臭葱石相比砷释放量分别降低了了68.1%、52.5%和15.5%,当臭葱石为较大晶体颗粒时,臭葱石吸附的硅在pH4、6、8淋溶稳定实验中均显示促进臭葱石砷释放,臭葱石晶粒越大,促进作用越强。  (2)分析了不同铝源和不同Al/Si摩尔比形成硅酸铝后上清液中铝硅含量,确定了以硫酸铝为铝源,Al/Si摩尔比为0.5微包覆稳定化臭葱石。臭葱石表面可均匀包覆具有Si-O-Al结构的无定型硅酸铝。淋溶稳定性实验显示,微包覆后的臭葱石砷浸出量随Si/As摩尔比升高而降低,Si/As摩尔比为1.5时,经不同pH淋溶稳定实验后硅酸铝仍微包覆在臭葱石表面。淋溶稳定性实验pH8第10d砷浸出量仅为1.2mg/L,与臭葱石砷浸出量相比,降低了73%。本研究为提高湿法冶金工业臭葱石废渣的稳定性提供了参考。
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