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1、为了寻求最佳的砷碱渣处理技术方案，清源环保于 2012 年 12 月 至 2013 年元月对相近行业及同行业的一些厂家进行了考察，先后对 锡矿山闪星锑业、潼关黄金冶炼有限公司、山东恒邦冶炼股份有限公 司、江西铜业股份有限公司、耒阳炎鑫金属有限公司等国内相关行业含砷废水及砷碱渣处理技术进行了考察。国内含砷废水最新处理工艺技术考察情况简介1、潼关黄金冶炼有限公司采用石灰乳硝酸铁综合沉降法，将含砷废水转化为砷酸钙、砷酸铁进行填埋处理。优点：1）流程简单可靠，运行成本低； 2）暂时可满足生产需要。缺点： （1）废水不能达标排放；（2）砷酸钙、砷酸铁均属危险固废不经无害化处理直接填埋存 在较大二次污染隐
2、患。2、山东恒邦冶炼股份有限公司采用的是石灰乳电化学法，将 含砷废水中的砷转化为砷酸钙直接露天堆放，上面盖上防雨毡布。优点：*1贏牝反曲哺1n一1痢律机J 1中 at1厂J鼻1）化学沉淀法比较可靠，废水实现了达标排放； 2）可暂时满足生产需要。缺点： （1）渣量大按环保要求需建专用防渗漏防雨防晒的渣库堆存；（2）砷酸钙属于危险固废存在二次污染隐患；（3）砷没有实现资源化。3、江西铜业股份有限公司引进日本专利给成套工艺采用硫化法 生产硫化砷，再用硫化砷湿法制取三氧化二砷。优点：（1）砷实现了资源化；（2）废水可达标排放；（3）可满足生产需要。缺点：（1）生产成本高 ， 固定投资大；（2）不适用于
3、碱性废水处理；（3）硫化砷湿法制取三氧化二砷工艺职业危害大；（4）三氧化二砷产品无销路。二、目前国内砷碱渣及有色含砷渣处理工艺技术考察情况简介1、锡矿山闪星锑业2012 年12 月竣工的最新砷碱渣处理工艺仍然 采用“综合理化法处理砷碱渣工艺”，与清源环保之前的克林克公司 生产工艺基本相同，只是在涉及到有含砷物料扬尘的工序或岗位进行 了改进和完善，如在砷碱渣破碎及球磨岗位增加了抽风收尘装置、砷 酸钠干燥采用了红外线干燥设备、砷酸钠包装岗位采用密闭自动包装 设备。优点：（1）可以生产砷酸钠混合盐副产品，砷实现了资源化（2）暂时可满足生产需要。缺点：（1）职业危害问题没有得到解决；（2）砷酸钠混合盐
4、副产品无销路；（3）含砷废水不能达标排放；（4）工艺流程不畅通。2、耒阳炎鑫金属有限公司采用石灰乳生产砷酸钙，再通过反射炉 焙烧制取三氧化二砷，再用三氧化二砷制备单置砷，新厂预计 2013 年 10 月底建成，设计含砷废料年处理 4 万吨，2014 年 5-6 月验收。 优点：（1）砷实现了资源化。缺点：（1）火法工艺部分职业危害问题非常突出；（2）生产工艺流程长，生产成本高。3、云锡集团高砷锡渣是采用直流电弧挥发熔炼生产高锡渣和三氧 化二砷，再经过提纯制作高纯度三氧化二砷作为防霉剂，或者是 将高纯三氧化二砷还原成单质砷做砷化镓半导体。（1）砷实现了资源化。缺点：（1）火法工艺部分职业危害问题
5、非常突出；（2）生产工艺流程长，生产成本高。三、砷碱渣常温浸出及含砷废水脱砷工艺技术方案介绍1、工艺原理本次砷碱渣处理工艺包含2个工序，其分别是砷碱渣常温浸 出和含砷废水脱砷。（1）砷碱渣常温浸出原理砷碱渣浸出工艺采用清水常温浸出，实现碳酸钠、砷酸钠、硫酸 钠等可溶性钠盐与锑酸钠、亚锑酸钠和金属锑及其他煤渣、二氧化硅 等脉石矿物的分离。锑精渣回收，其浸出液进入含砷废水脱砷工序。由于在理论上0C和10C时，碑酸钠溶解度为每100g水中溶解 分别为5.9 g和13g,即在冬天水温较低时候，浸出液水中的碑含量 饱和度为23600mg/L-52000mg/L之间。超过52000mg/L必定会结晶影 响
6、生产，因此根据碑碱渣含碑量，固液比只能控制在1： 3以下。根 据常温浸出试验报告浸出最佳固液比为1:4，浸出时间为24小时之 内。（2）含砷废水脱砷工艺技术原理 根据馨香碧浪环保科技有限公司提供的工艺原理：本次浸出液处理采用混凝预处理一多级搜捕一多级沉淀处理相 结合的工艺，脱碑试剂主要是XBL、XBL-S、XBL-C,再辅助其它试剂。 其脱砷原理如下：XBL捕集剂是用有机硫钱壳碳长链高分子结构化合物，XBL捕集 剂含有的活性基团（给电子基团）中的硫原子半径较大、电负性小，易 极化变形产生负电场，从而捕捉重金属离子并趋向成键，生成难溶的 多硫代氨基甲酸盐。当捕集剂与重金属离子结合时，均是通过其中
7、的 多个硫、铵原子形成多元环，故形成的化合物为螯合物XBL捕集剂 与重金属离子形成共价型螯合物，金属离子成键轨道的配位角度决定 了给电子基团在中心离子周围的空间配位。XBL捕集剂与价键轨道为 dsp2 型的金属离子形成平面四方形结构，与价键轨道为 sp3 型的金 属离子形成正四面体结构，与 d2sp3 型金属离子形成八面体型结构， 因为捕集剂与不同价键轨道的金属离子形成空间构型的张力较小，所 以 XBL 捕集剂与金属离子反应生成螯合物具有优良的稳定性。XBL-S 砷专用沉淀混凝剂能在较宽的 pH 值范围内产生多核配合 物与水中砷酸根和亚砷酸根反应形成稳定的螯合物沉淀，其溶度极 低，同时对废水中
8、溶胶粒子强烈吸附，通过粘合交联架桥及降低其电 位等作用，促进相互碰撞絮凝，生成的絮凝沉淀物致密，用以处理高 砷废水，砷的去除率可达 90%以上。XBL-C 砷专用捕集絮凝剂为长链高分子物质，含有大量的极性基 （极性基中的硫原子半径较大、带负电荷，且易于极化变形而产生负 电场），它能捕捉阳离子并趋向成键而生成难溶的 TDC 盐。生成的 TDC 盐有部分是离子键或极性键，大多数是配价键，同一金属离子和砷酸 根离子及亚砷酸根离子螯合的配价键基极可能来自不同的 XBL-C 分 子，这样生成的TDC盐的分子会是高交联的、立体结构的，原XBL-C 的相对分子质量为1015X104,而生成的难溶螯合盐可达数
9、百万甚 至上千万，故 TDC 盐一旦在水中生成，便有很好的絮凝沉淀效果。 XBL-C能在常温下与废水中重金属离子和砷酸根离子及亚砷酸根离子 迅速反应，在生成不溶于水的螯合盐后再加入少量有机或无机絮凝剂以形成絮状沉淀，从而达到捕集去除重金属离子和砷酸根离子及亚砷酸根离子的目的。其反应方程式如下：R2nRSCNCSNa+nM2+RiNR+ 2nNa+n2、工艺流程图3、主要设备选型及设备连接图1）主要设备选择说明各工序主要设备型号规格见附件主要设备明细表。（附件 1）本生产线属于湿法冶金范围，本工艺的关键设备为固液分离设备 和电化学设备（冶炼厂废水治理工程所使用的设备）。本工艺主要有 2 个固液分
10、离操作：浸出液固液分离、预处理液固 液分离。浸出液固液分离设备浸出液固液分离是选择卧式螺旋沉降离心机，将锑精渣从浸出液 中分离出来，新工艺使用常温操作，已经不存在物料稍微降温就会结 晶的现象，卧式螺旋沉降离心机在满足进料粒度的条件下可以使用。初步设备定为：卧式螺旋沉降离心机，型号LW-450A预处理液固液分离设备预处理工序固液分离主要任务是从预处理液中分离高砷渣，初步 选型为已经通过物料试验。初步设备定为：卧式螺旋沉降离心机，型号LW-500A 本工艺中选择用斜管沉降池来分离卧式螺旋沉降离心机后液，经过试 验论证，使用效果良好。其余为搅拌桶、振动筛、渣浆泵、隔膜泵等常规设备。（2）设备流程图见
11、附件24、主要技术条件和参数（1）砷碱渣常温浸出技术条件和参数1、砷碱渣平均锑含量为22.30%；砷含量为14.97%2、浸出固液比为1： 4,锑直收率95%。3、浸出余渣砷含量在2.0%左右；4、浸出液砷的浓度为35000mg/L左右。2）高砷废水脱砷主要技术条件与参数工序名称指标名称技术参数药剂添加量预处理池pH值XBL10.5-11.0添加量硫酸添加量：14kg/ m3原液1-1.2 kg/ m3原液均混器XBL-S添加量40-45 kg/ m3原液XBL- I反应器pH值XBL-S8.0-8.5添加量20-25 kg/ m3原液XBL- II反应器pH值XBL-S6.57.0添加量10
12、-15 kg/ m3原液XBL-III反应器pH值XBL-CPAM6-7添加量添加量0.5 kg/ m3原液150 g/ m3原液絮凝反应池XBL-CPAM pH值添加量添加量6-70.5-0.6 kg/ m3 原液100 g/ m3原液絮凝反应器PAM pH值添加量6-7150g/ m3原液卧式螺旋离心机pH值6-7出水pH值6-75、模拟生产试验主要技术指标情况（1）模拟生产试验处理规模模拟生产试验阶段开机时间（h）处理原液量（m3）处理能力（ms/h）生产调试阶段24241.0稳定生产阶段9096.31.07完善与创新阶段18161.0合计130136.31.052）处理药剂总成本整个模
13、拟生产试验药剂费用统计表材料名称单价（元/kg）耗用量（kg）金额（元）工业硫酸0.51862.0931.0XBL34.8137.54785.0XBL-S1.51130016950.0XBL-C25.01303250PAM26.049.81294.8合计27210.8 元3）处理药剂单耗成本整个模拟生产试验吨水及吨砷碱渣处理药剂成本统计表药剂费用（兀）处理原液/砷碱渣处理量处理单耗成本27210.8原液136.3 m3199.6元/ m3废水砷碱渣21.7 吨1254.0元/吨砷碱渣稳定模拟生产试验吨水及吨砷碱渣药剂处理成本统计表药剂费用（兀）处理原液/砷碱渣处理量处理成本17377.5原液9
14、6.3 m3180.5 元/ m3砷碱渣15.33 吨1133.6元/吨砷碱渣模拟创新阶段吨水及吨砷碱渣药剂处理成本统计表药剂费用（兀）处理原液/砷碱渣处理量处理成本17377.5原液16 m3234.2 元/ m3砷碱渣2.5吨936.6元/吨砷碱渣4）处理效果原液浓度砷铅锑出水PH16500-29700 mg/LW100mg/LW0.5mg/LW20mg/L675）渣率统计整个模拟生产试验产出渣率统计表投入砷碱渣量产生湿渣量平均含水率产出干渣量产出渣率21.7 吨36.77 吨75%9.19 吨42.36%模拟生产试验稳定期产出渣率统计表投入砷碱渣量产生湿渣量平均含水率产出干渣量产出渣率15.33 吨24.756 吨75%6.1940.37%其中模拟创新试验过程的产干渣率投入砷碱渣量产生湿渣量平均含水率产出干渣量产出渣率2.5吨3.443 吨75%0.8634.43%6）原水处理量与排出水总量添加药剂名称质量浓度溶液总量（m3）
