绿色化工技术

本发明公开了一种砷渣的处理方法，将凝灰岩粉末与砷渣粉末混匀，得砷混合粉末；再将氧化铁粉末、铝粉与砷渣粉末混匀，得铁砷混合粉末；铁砷混合粉末加水搅匀，得铁砷混合浆体；将铁砷混合浆体进行低温等离子体照射的同时进行搅拌和曝气处理，得等离子体处理浆体；将氧化钙和氢氧化钠加入等离子体处理浆体中，搅匀，入模，养护，脱模，得砷渣胶凝固化体。本发明将砷渣氧化解毒和砷渣固化稳定化进行了一体化的处理，低毒性五价砷盐高效地稳定在胶凝固化体中；三价铁离子的加入可高效吸附还原性物质，避免五价砷被再次还原成三价砷，维持五价砷的稳定性；砷渣固化体强度最高可达51.62MPa，砷浸出浓度低于生活饮用水(一级)砷浓度允许值。

在含砷有色金属矿的开釆、选矿、冶炼加工过程中会产生大量的砷渣，砷渣通常以砷铁渣、硫化砷渣、砷钙渣和有机砷渣等形式存在。砷渣中包含的多种砷化合物对人体具有毒害性，会造成人体器官损害，同时易诱发人体组织癌变；砷渣在土壤中释放出的砷污染物还会抑制植物根系生长，造成植物枯萎死亡，严重影响生态平衡。

目前，针对砷渣的处置方法主要包括淋洗浸出法、电动去除法、固化/稳定化法。应用淋洗浸出法处置砷渣通常需要加入大量淋洗剂，加药、淋洗、固液分离过程中易产生二次污染问题，且砷渣中砷污染物去除率较低，淋洗废液仍需要深度处理。应用电动去除法处置砷渣可提高砷渣中砷化合物的去除率，但其存在水电能耗大、处置过程产生爆炸性气体、砷富集区渣样砷活性提高等问题。

固化/稳定化技术是指通过混掺外加剂改变废物自生工程特性或通过胶凝固化显著降低特定污染物潜在迁移活性的一种技术。目前应用固化/稳定化技术处置砷渣存在胶凝材料活性激发不充分、砷渣固化体砷浸出浓度高、稳定化/固化过程中部分高价砷被还原成低价砷等问题。考虑到砷的毒性与迁移活性与其价态有关，通常低价态砷物质毒性与迁移活性要远高于高价态砷，因此在处置砷渣过程中将低价态砷转化为高价态砷并维持高价态砷稳定性不仅可以降低现场操作人员的砷污染暴露风险，也可以提高砷渣固化体中砷的浸出率。目前，通常通过向砷渣中添加大量氧化剂，经搅拌、陈化、烘干等步骤实现砷渣中砷污染物价态的提高。这样的方法不仅直接增加了处置环节，而且还存在砷渣中砷化物氧化效率低、氧化剂产物与固化剂不兼容、影响固化/稳定化工况稳定性等问题。

有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点是：(1)本发明将砷渣氧化解毒和砷渣固化稳定化进行了一体化的处理，氧化后的低毒性五价砷盐高效地稳定在胶凝固化体中，砷固化率最高可达99.71％；(2)三价铁离子的加入可高效吸附还原性物质，避免五价砷被再次还原成三价砷，可以有效维持五价砷的稳定性；(3)胶砂试验中，砷渣固化体强度最高可达51.62MPa，固化体如此高的抗压强度可以有效降低砷的浸出毒性浓度，砷浸出浓度低于生活饮用水(一级)砷浓度允许值。