重有色金属冶炼行业含砷废水常用处
理技术概述
摘要：含砷废水的无害化处理已成为全球关注的焦点。

冶金和化工工业排放
的废水中经常含有有毒的重金属元素砷。

如果废水未经处理直接排放，会对环境
造成严重破坏。

本文对不同浓度含砷废水的不同处理工艺以及常用的处理技术进
行了比较和总结。

在此基础上，对脱砷工艺的未来发展进行了展望。

关键词：有色金属冶炼；含砷废水处理；环保工程
引言：由于冶金、化学等产业的迅速发展以及矿石开采的深入研究，冶炼后
的含砷废水的处理技术也在不断发展。

排放污水中的砷化物大部分来源于矿井开拓、化石燃料燃烧、金属熔炼、含砷化学药剂的生产等。

而砷及其各种含砷物质
也都是高毒的原生质体。

世界上很多发达国家都遭受其污染带来的巨大危害。

随
意排放含砷废水将对人体健康和自然环境产生严重危害。

砷会抑制细胞的正常新
陈代谢，导致细胞死亡。

慢性砷中毒，会引起肌肤角质化，甚至致癌。

所以，减
少含砷污水的排放对于维护饮用水环境、确保饮用水安全以及保护自然环境有着
重大作用。

一、高砷废水处理工艺
高砷工业废水，主要指冶炼黄铜等金属时生成的含砷废酸。

废酸主要来源于
工厂循环冷却水、高酸性的重金属工业废水以及生活废水。

其产量大，成分复杂。

此外，由于高浓度砷的工业废水中存在着砷、铜、铅、锌、镉、铋等危害的金属
离子。

所以，就必须对它们逐一进行处理，达标排放标准。

对于高浓度的含砷工
业废水，化学沉淀是降低废水中砷浓度的主要方法，可以通过产生大量固体砷
物质。

废水处理工艺对国内有色金属企业的冶炼废水的除砷处理，并进行废水排
放标准的制定以及自然水循环使用，为环保事业作出巨大贡献。

本节重点阐述了
几种高砷废水处理的工艺方法。

1.石灰-铁盐法除砷
石灰-铁盐法主要是通过砷酸盐和亚砷酸盐，使不溶于水中的钙离子产生固
定沉积。

而三价铁盐分解时产生了吸附沉积的特性，来脱去水中的砷。

因此石灰
石-铁盐法既简单，又方便。

也是现代冶金行业最常用的中砷废酸处置方式。

专
家们还对脱砷作用和脱砷原理等开展了大量的实验研究。

在二阶段除砷的基础上，又采用了中和沉淀钙除砷三阶段的石灰-铁盐工艺。

经处理后，水中砷浓度可以
达到0.28mg/L，基本达到了预设的排放要求。

阶段炉渣可以作为水泥的化学添加剂，而二段炉渣则可以来制造砷酸钙，降低了矿渣量。

国内研究学者采用二段高
铁盐除砷，以双氧水氧化原液中的较便宜铁砷，砷浓度可降至0.014mg/L，远远
小于我国排放要求，但此方法的生产成本高昂，且技术复杂。

1.硫化除砷
土壤中重金属硫代物的溶解度积常数较小。

用硫代物沉积方法处理重金属离
子污染物，有工序简便、投入小、效率好、去除率高、PH范围宽等优势。

但硫化
的砷残渣目前还无法合理使用，且只能通过长时间积累，导致环境资源浪费和污染。

通过采用调节砷硫比、pH值法等，可使接近百分之百的硫转变为AsS3-。

在
强酸条件下，直接往废液中加入氢硫基即可消除99.9%的砷。

反应产物为硫化砷。

而另有研究团队通过二段除砷法处理含砷污水时。

将废酸中的砷先用硫化钠溶液
固定为硫化砷的形态，然后再用石灰-硫酸亚铁混凝沉淀法对硫化废水进行处置。

经过二次处理后，砷含量均低于0.5mg/L，砷的去除率也达到了99.7%，除砷效
率达95.39%。

另有实验通过控制硫酸的浓度，在硫酸含量、硫化钠浓度和反应时
间上进行控制变量的实验法，浸出的水中的砷的去除率也接近百分之百。

1.用烟灰石除砷
煤烟石也是砷的良好载体，砷浓度超过32%。

和其他载体比较，具有砷浓度高、对铁要求较少、晶体结构好、砷浸出率低等优点。

研究学者发现高温、低PH
有利于砷酸铁转化为烟煤石。

提高Fe3+与AS5+的比值可以提高沉淀的稳定性。

含
砷固体浸出液中砷含量小于5 mg/L，可直接贮存。

另有学者用不同办法在制取蓝
铜矿时，以改进正常气压法制取得到的蓝铜矿效果最佳，结晶度在84%左右，平
均粒径是二十八点二微米，而BET法制取得的蓝铜矿比是3.7m3/g，而铁砷比为
1.05。

稳定性采用常压法、水热方法、改进的大气压法。

浸出十天后，砷含量就超过了1.14mg/L。

改进常压法生产的葱泥石结晶度较高，且结晶表面外露，表面平滑。

国内外的研究学者在改进常压法生产的基础上，通过加入超声场的影响，成功生产了颗粒超过十微米的葱泥石，且结晶效果较好。

二、低砷废水处理工艺
1.吸附除砷
吸附法简便、成熟、容量大，但仅适合于处理较低浓度的含砷废物。

在这里使用的吸附物质品种繁多。

研究学者对沸石进行化学破碎处理后，用浓度为10%的硫酸溶液、0.5moL/L硫酸镁水溶液和0.25moL/L硫酸铜水溶液浸渍十个小时，可将废酸和砷的浓度从1.94mg/L降到0.04mg/L。

HCO是一类稀土材料，对砷及其砷化物有良好的吸附作用。

从2mg/L的生活污水中就能够消除镉，操作简便，节省了成本。

1.离子交换法脱砷
离子交换吸收法可分成二个类别：无机电离置换吸收法和有机离子交换法。

无机离子交换剂，如二氧化物。

有机离子交换剂，如离子交换环氧树脂。

树脂的特性是具有多种能在水内离子化的置换基。

废水可利用带有阴离子交换树脂的反应器容器，将氯进行吸收到反应器中。

以此获得除砷的良好效果。

但不同的转换试剂对砷的危害也有所不同。

在AS5+的初始质量浓度为1moL/L下，对砷的去除率可达99%。

研究学者研究了螯合树脂脱砷法。

PH值约在4.6-5.5左右，能除去污水中接近百分百的砷。

同时，研究也表明，As3+与Asby MIEX-DOC的处理效率相同，并可以解决较低浓度的砷废水，从而解决了饮用水的需求。

1.膜分离法脱除砷
薄膜是指一类具备选择性隔离能力的材料，通常包含微滤膜、纳滤膜、超滤膜，以及反穿透薄膜。

试验中发现对As*的去除率略低，仅为5%。

随着pH值的提高，膜对As的消除效果更佳。

纳滤膜对污水中的无机、有机物有良好的处理效果。

所以，纳滤技术在污水处理与自来水净化等领域都有着巨大的应用前景。

1.其他除砷方法
除了以上方式之外，还有一些其他的除砷方式，比如光催化氧化除砷法，光催化反应能够很快完成，而催化剂也能够长期应用。

但是，As3+的催化氧化作用也不理想。

研究学者利用紫外照射氧化As3+和Fe3+来吸收和氧化As*。

活性污泥法也达到了很好的疗效。

活性污泥除镉工艺主要应用于城市污水处理厂，处理低浓度含砷的工业废水。

三、砷废渣固化
含砷渣分为冶炼渣和除酸渣。

其组分一般有硫化砷渣和砷酸钙渣。

但因为其成分的差异，其处理技术也有所不同。

目前国内外企业在处理砷渣时，一般都是在废酸中添加少量的试品。

利用基本方法，可制得性质比较稳定的亚砷酸盐，并通过火法焙烧和水泥土搅拌桩淋失处理有价金属。

而工业硫化砷渣浸出液一般为强酸性，PH值在1以下，最大酸度为62.55mg/L。

带有腐蚀性的高危险废品。

工业硫化渣的处理技术一般可分成火焰焙烧和火焰湿浸二方面。

火法焙烧中又分成氧化焙烧、氧化还原高温煅烧和最大真空度焙烧。

火焙烧法是一个比较常规的砷提取方法。

该流程周期较短，成本低，但砷回收率较低，且易于产生二次污染。

目前主流有温水浸出法、铁水浸出法、硫酸铜替换法和碱浸出法。

主流有温水浸出法、铁水浸出法、硫酸铜替换法和碱浸出法等。

与火法处理比较，用水泥或混凝土桩处理不易产生污染物。

且能量小，环境污染较低，但工艺复杂，操作难度较大。

在铜冶炼工艺中，硫化砷渣的处置多采取堆放或填埋的方法。

经稳定化处理后，能满足固体废弃物填埋要求。

固化法主要使用于污泥、混凝土、金属盐、粉煤灰、黄沙等，用作凝固物料。

四、结论
在从污染废水中除去砷的过程中，最普遍的方式是硫化法和石灰铁盐法。

成熟的工艺技术和相对低廉的生产成本能够较高效地解决高砷污水问题，其弊端则是废弃物数量过大。

未来还必须解决炉渣的无害化处理与资源化问题。

部分研究者已经对砷渣处理技术开展了较多的深入研究。

同时，氟、氯的去除和两种污染的控制将成为科学研究的重点。

离子交换膜分离技术因为技术水平以及相关设备的不完善而无法进行产业化，有待未来继续深入研究。

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