本發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領域。
技術背景
隨著我國有色金屬冶煉行業的發展，銅、鉛、鋅等冶煉煙氣制酸水洗工藝產生大量污酸廢水，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生的廢水相比，污酸廢水成分復雜，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保領域面臨的重大難題，目前應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，產生大量廢渣且難回收利用等缺點。
鋼渣是煉鋼過程中產生的廢渣，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年我國鋼渣年產出量達到1億多噸，國內的鋼鐵企業、科研機構和建材企業經過多年的研究，在鋼渣利用方面取得了一定進展，鋼渣已經成功地應用于建材、道路工程、農業生產、冶金爐料和污水處理等領域，但是，我國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、對生態環境造成影響。
技術實現要素：
本發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，調節pH值為6.5~7.5，進行固液分離；
（2）鋼渣預處理，具體方法如下：
Ａ、將鋼渣烘干、研磨，過80目篩；
Ｂ、將步驟A過篩的鋼渣和硫酸鐵粉按質量比為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80目篩，得到預處理鋼渣；
（3）按照預處理有色冶金污酸和預處理鋼渣體積質量比為100︰1.5~3.0mL/g，將步驟（2）得到的預處理鋼渣投入到步驟（1）得到的預處理過的有色冶金污酸中，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，檢測濾液中砷含量，符合國家標準進入下一處理工序。
所述步驟（3）中攪拌速率為150~250r/min。
本發明的有益效果：穩定沉淀污酸中的重金屬As同時利用鋼渣中鐵穩定重金屬砷，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）更加穩定，達到以廢治廢的目的，本方法實現了加入藥劑量少，成本低廉，無需氧化，殘渣量小且較穩定等優勢。
具體實施方式
以下實施例旨在進一步說明本發明，而不是對本發明的限定，本發明的保護內容不限于所述內容。
以下實施例中，pH值采用玻璃電極法測定，金屬采用電感耦合等離子體原子發射光譜法測定。
《鉛、鋅工業污染物排放標準GB25466-2010》和《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準GB 25467-2010》中新建企業水污染物排放濃度限值控制項目最嚴標準值見表1。
表1 項目相關標準污染物濃度限值
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實施例1
本實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，具體成分及含量見表2，有色冶金污酸為某煉銅廠污酸，具體成分及含量見表3，處理包括以下步驟：
（1）有色冶金污酸預處理：取100mL有色冶金污酸廢水置于塑料桶中，經24小時靜置沉淀，取上清液進行檢測，檢測結果：pH值為0.81，將有色冶金污酸進行過濾，將鋼渣投加到濾液中，調節pH值為6.5，沉淀去除部分砷、鋅等物質，進行固液分離；
（2）鋼渣預處理，具體方法如下：
Ａ、將鋼渣烘干，球磨機研磨后過80目篩；
Ｂ、將步驟A過篩后的鋼渣和干硫酸鐵粉按質量比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，經研磨后過80目篩，得到預處理鋼渣；
（3）按照預處理有色冶金污酸和預處理鋼渣體積質量比為100︰2.5mL/g，將步驟（2）得到的預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，檢測濾液砷含量，符合國家標準進入下一處理工序。
表2 某煉鋼廠鋼渣
表3 某煉銅廠污酸
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實施例2
本實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）有色冶金污酸預處理：取100mL銅冶煉過程中產生的有色冶金污酸廢水置于塑料桶中，經24小時靜置沉淀，取上清液進行檢測，檢測結果：pH值為0.43，將有色冶金污酸進行過濾，將鋼渣投加到濾液中，調節pH值為7，沉淀去除部分砷、鋅、鉛等物質，進行固液分離；
（2）鋼渣預處理，具體方法如下：
Ａ、將鋼渣烘干，球磨機研磨后過80目篩；
Ｂ、將步驟A過篩后的鋼渣和干硫酸鐵粉按質量比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，經研磨后過80目篩，得到預處理鋼渣；
（3）按照預處理有色冶金污酸和預處理鋼渣體積質量比為100︰1.5mL/g，將步驟（2）得到的預處理鋼渣投入步驟（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，檢測濾液砷含量，符合國家標準進入下一處理工序。
實施例3
本實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）有色冶金污酸預處理：有色冶金污酸在沉淀池中經24小時靜置沉淀，取上清液進行檢測，檢測結果：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，調節pH值為7.5，沉淀去除部分砷、鋅等物質，進行固液分離，濾液進入處理池2；
（2）鋼渣預處理，具體方法如下：
Ａ、將鋼渣烘干，球磨機研磨后過80目篩；
Ｂ、將步驟A過篩后的鋼渣和干硫酸鐵粉按質量比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，經研磨后過80目篩，得到預處理鋼渣；
（3）按照預處理有色冶金污酸和預處理鋼渣體積質量比為100︰2mL/g，將步驟（2）得到的預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，檢測濾液砷含量，符合國家標準進入下一處理工序。
實施例4
本實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）有色冶金污酸預處理：有色冶金污酸在沉淀池中經24小時靜置沉淀，取上清液進行檢測，檢測結果：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，調節pH值為7，沉淀去除部分砷、鋅等物質，進行固液分離，濾液進入處理池2；
（2）鋼渣預處理，具體方法如下：
Ａ、將鋼渣烘干，球磨機研磨后過80目篩；
Ｂ、將步驟A過篩后的鋼渣和干硫酸鐵粉按質量比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，經研磨后過80目篩，得到預處理鋼渣；
（3）按照預處理有色冶金污酸和預處理鋼渣體積質量比為100︰3mL/g，將步驟（2）得到的預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，檢測濾液砷含量，符合國家標準進入下一處理工序。