４８ 湖南有色金属 ＨＵ ＮＡＮ ＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳ ＭＥＴＡＬＳ 第２７卷第５期 ２０１ １年１０月
・环保・
含砷废渣的综合利用研究
吴思容
（湖南有色金属研究院，湖南长沙４１００１５）
摘要：针对湖南某地含砷废渣的特点，在查明了渣样矿物性质以及镶嵌关系和赋存状态的基础 上，进行ｒ磨矿细度的回收条件试验，在一０．２ ｍ１１１的磨矿细度下采用磁选一摇床Ｔ艺流程处理砷 渣，可获得铁精矿和锡精矿；工艺废水采用石灰法处理，可达到国家规定的排放标准。
关键词：含砷废渣；回收；石灰法 中图分类号：Ｘ７０５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—５５４０（２０１１）０５—００４８—０４
湖南某地土法炼砷历史悠久，辖区内堆积有大
量的含砷废渣（约３２万ｔ），属危险固废，未得到有效
的处置，是污染环境的一大隐患，这些砷渣主要分布
在临近城关的四个乡镇。
为了采取有效的措施消除此类砷废渣对环境的
危害，对此砷渣样品进行了大量的研究和试验探讨，
通过磨矿一磁选一摇床一废水处理工艺，可从废渣
中有效地回收有价元素铁和锡，既减少了砷渣的危
害，又解决了废弃资源的二次利用，也为企业创造了
一定的经济效益，从而达到了变废为宝和综合治理
环境之目的。
ｌ 砷渣性质
１．１砷渣主要成分分析
试样主要成分见表１。从表１结果中可知，铁和
锡具有回收价值。
表ｌ 砷渣主要成分分析结果 ％
尢索 Ｆｅ Ｓｎ Ｓ Ａｓ Ｐｂ Ｃｄ ＳｉＯ２ ＣａＯ Ａ１２０３
含量３１ ８２ ０．４５ ８．６４】．５６ １．６４ ０．０１７ ２１．０ ８．２ ２．７
１．２砷渣物质组成
砷渣样矿物种类较多，主要组成为硫化物类、金
属矿物类、氧化物类、硅酸盐类、非晶质玻璃和炭质
物。主要矿物及其相对含量见表２。
１．３主要回收矿物赋存状态及嵌布特征
金属铁：主要呈葡萄状、肾状、似圆状、不规则粒
作者简介：吴思容（１９８５一），女，助理工程帅，主要从事环保技术及管 理 ：作 ． 状、枝权状等形态，嵌于玻璃质硅酸盐矿物等组成的
基质中。嵌布粒度一般在０．０３～０．１ ｍｍ之『自Ｊ。
表２ 主要矿物及其相对含量 ％
矿物名称 絮翌 矿物名称 日里
金属铁 ３ 铁矿）、黄铁矿 。
金属砷、金属铜 微 辉铜矿矿）、０．５ 黄铜矿
磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿 ２８ 方铅矿、氧化铅 １ ８ 砒霜、砷酸铁、臭葱石 １．２ 闪锌矿、氧化锌ｔ．２ 毒砂 １．８ 铁橄榄石、钙铁辉石８
黄长白、钙长石、｝ｊ｝ｊ起 、 锡石０．５ 透闪石、云母类
英 ９ 炭质物 ５ 玻璃质、霏细质 ２３ 其他 ２
磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿：矿石中的铁矿物主
要是磁铁矿和赤铁矿，另有少量的磁赤铁矿（ 一
Ｆｅ，Ｏ ），主要呈不规则的粒状、枝权状、丝带状玻璃
质基底和脉石集合体中，或呈极细粒的尘埃状分佰
于玻璃质硅酸盐基质中。嵌布粒度不均匀，从０．００１
～５ ｍｍ不等，一般０．１ ｍｉｌｌ±，与玻璃质脉石矿物的
接触界线弯曲多变，不易分离。
锡石：粒度细小，存在于脉石集合体、脉石集合
体与玻璃质接触处。
２ 回收试验
２．１试验设备
试验室设备：锥形球磨机ＸＭＢ￣ｂ２４０×３００；鼓肜
湿式磁选机ＸＣＳＧ一７２型 ４００×３００；刻槽摇床 第５期 吴思容：含砷废渣的综合利用研究 ４９
ＸＣＹ一７３型１ １Ｏ０×５００。
半工业设备：湿式溢流型球磨机ＭＱＹ９００× １ ８００；沉没式单螺旋分级机ＦＣ一１０ｑ￣ｌ ０００；湿式永
磁筒磁选机ＧＴＢ一６９型 ６００×９００；６Ｓ摇床。
２．２实验室回收试验
根据矿物特征，金属铁、磁铁矿和磁黄铁矿都具
有磁性，适合采用弱磁选，锡石适合于采用重选回
收，采用磁一重选别工艺回收铁和锡。工艺流程见
图１。
由于金属铁、磁铁矿嵌布粒度粗、磁黄铁矿粗细 铁
不均匀；锡石嵌布粒度较细。综合考虑，磨矿细度太
粗则会造成有用矿物单体解离不好；磨矿细度太细，
则有可能造成泥化，有用矿物从溢流中损失，从而影
响回收效果；对磨矿条件进行ｎ式验比较，工艺指标
见表３。从试验对比条件可以分析，以磨矿一０．２
ｔｏｎｉ的条件下，可以得到较好的工艺指标，从工艺矿
物学分析结果表明，铁矿物由于与玻璃质相互关系
密切，渣中锡矿物成因复杂，所以选别后难以得到品 砷渣
磁选 矿
锡精矿 尾矿
图１ 砷渣综合回收工艺流程图
位较高的铁精矿和锡精矿。但试验结果中铁和锡的
回收率分别可达到７０％和４０％，这对火法冶炼渣来
说，其回收效果还是比较明显的。
表３试验室回收指标 ％
２．３半工业试验
在试验室小型试验基础上，进行了砷渣投料５０
ｔ／ｄ，连续３ ｄ的半工业试验。
半工业试验的工艺流程与小型试验相同，原料
含水率１５％，获４９．７１ ｔ铁精矿和７５２．３ ｋｇ锡精矿。
具体选别指标见表４。从半工业试验回收效果来看，
铁精矿和锡精矿指标与小试结果相近，说明砷渣具
有回收的经济价值。对比实验室试验指标可见，只
要在今后的生产中将工艺条件优化，特别是磨矿细
度的控制，有用矿物回收指标尚可进一步提高，取得
的经济效益将会更明显。 表４半工业试验指标 ％
２．４废水治理试验
２．４．１废水水质
针对砷渣经球磨、磁选和摇床选别后产生的废
水状况进行了监测化验，结果见表５。
５０ 湖南有色金属 第２７卷
表５ 实验室试验废水水质 ｍｇ／Ｌ 根据废水水质和主要超标因子性质，埘该废水
选用石灰法进行ｌ『处理试验，结果见表６（序 ３卡ｌＪ
４为配Ａｓ水样）。通过石灰法处理后用硫酸问蒯
ｐＨ，本工艺废水均可使废水中污染物达到ＧＢ８９７８—
９６一级排放标准。
ｐＨ为尤齄纳 ２．５尾渣毒性鉴别
２．４．２废水处理探索试验 为了确定经回收处理后的尾渣和废水处理渣
由表４废水水质情况来看，废水中主要超标污 性，对回收试验产出的尾渣和废水处理渣进行垲沦
染 子为Ａｓ、ＰＩ）、ｃｕ、ｃｄ，可通过处理达到排放标准。 毒性浸出试验鉴别。毒性浸出结果见表７．．
表６废水处理探索试验结果
／ｎ ｉｌ．／ｍ ｇ／ ｒａｉｎ二
Ａｓ Ｃｕ Ｃｄ 二 亳＿ 叠
表７ 固体废物毒性浸出试验结果ｍｇ／Ｌ
叫收后尾妙１３．５ ０．２ ８．２ ０．６８ ３．６２ ０．０８６ ０．００４ 泼水处 渣２８．６ ０ ６ ２６．４ １．０８ ３５ ０．０９８ ０．００４ 鉴别标准 ＩＯ０ ５ １００ １ ５ — ５
由表７可见，土法炼砷弃渣经磨矿～磁选一摇
床综合 收后的尾渣浸出污染物浓度远低于
ＧＢ５０８５．３—２００７毒性浸出标准，该尾渣属一般固体
废物；废水处理渣为危险固废。回收１ ｔ砷渣产生的
废水通过石灰法处理后，只产生２ ｋｇ废水处理渣，妥
善贮存后统一送至砷冶炼厂处置。
３ 结 论
１．湖南某地堆存的废弃砷渣属危险固废，有较
大的环境污染隐患。砷渣中的铁和锡具有回收价
值。经磁选一摇床选别回收后，可使废渣达到资源
化、减量化、无害化。具有较好的社会效益和环境效
益，同时也具有较好的经济效益。
２．废弃砷渣为土法炼砷废渣，渣中铁矿物嵌布 形态复杂，铁矿物嵌布粒度粗细不均匀，锡 嵌钷粒
度较细，难以获得高质量的铁精矿和锡精 。
３．采用磁选一摇床工艺流程处理坤渣，ｌｊＪ扶得
铁精矿和锡精矿。铁精矿和锡精矿回收率分别ｌｌ』丛
到６６％和４０％。工艺配置简单，易于实施，生产Ｈｆ
操作性强。
４．生产工艺废水采用石灰法处理，可达到国家
规定的排放标准。处理达标后的废水叫‘返回牛产选
别工艺用水，不外排，可在生产上实现废水零排放
５．砷渣通过回收后产出尾渣为一般固体废物，
有利于进～步综合利用；废水处理渣为危险固废，量
少，可送砷冶炼厂再回收利用。
参考文献：
［１］彭容秋．重金属冶金Ｊ：厂原料的综合利用［Ｍ Ｊ长沙：巾 入 学出版社，２００６， ［２］ 毕婷婷．含砷废渣的资源化利用技术探讨ｌＪｊ．环境科 、 ：导报 ２００９，２８（６）：７６—７８． 收稿日期：２０ｌ
ｌ一０８—０９ 第５期 吴思容：含砷废渣的综合利用研究
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｒｓｅｎｉｃ Ｗａｓｔｅ
ＷＵ Ｓｉ—ｒｏｎｇ
（日“ｎ０ｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：０ｎ ｔｈｅ ｂａｓｔｃ ｏｆ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｒｓｅｎｉｃ ｗａｓｔｅ ｉｎ Ｈｕｎａｎ，ｗｅ ｌｅａｒｎｅｄ ｔｈｅ ｍｏｓａｉｃ
ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉＤ ａｎｄ ｔｈｅ ｍ０ｄｅｓ ｏｆ ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ａｂｏｕｔ ｒｅｓｉｄｕｅ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｗｅ ｄｉｄ ｔｈｅ ａｒｓｅｎｉｃ ｗａｓｔｅ
ｐｒｏｏｅｓｓｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗｓ ａｓ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｆｉｎｅｎｅｓｓ ｉｓ一０．２ ｍｍ，ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ａ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ
ｈｉｇｈ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｎｌａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔａｂｌｉｎｇ，Ｉｒｏｎ ｏｒｅ ａｎｄ Ｔｉｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｃａｎ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｃｏｎ—
ｄｉｔｉｏｎ ｅｘｐｅＹｉｍｅｎｔ ｏｆ譬ｒｉｎｄｉｎ譬ｆｉｎｅｎｅｓｓ，ａｎ‘ｔ ｔｈｅ ｗａｓｔｅｗ ａｔｅｒ ａｆｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｂｙ ｌｉｍｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅ ｓｔａｎｄｍ ｄ ｏｆ
ｔｈｅ ｎａｔｉｏｎａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｒｓｅｎｉｃ ｗ ａｓｔｅ；ｒｅｃｏｖｅｒｙ；ｌｉｍｅ ｐｒｏｃｅｓｓ
∞ ｃ ＜ —；ｅ，
（上接第２６页） ｆ２］Ｆｏｒｔｅｓ Ｍ Ｃ Ｂ，Ｂｅｎｅｄｅｔｔｏ Ｊ Ｓ．Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｄｉｕｍ ｍｉｄ ｈ＇ｏｎ ｂｙ ｓｏｌ— ｖｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９８，２（５）：４４７—４５１． ［３］Ａｌｆａｎｔａｚｉ Ａ Ｍ，Ｍｏｓｋａｌｙｋ Ｒ Ｒ．Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ ｌｎｄｉｕｍ：ａ ｒｅｖｉｅｗ［Ｊｊ．
ＭｉｎｅｒＭｓ Ｅｎｇｉｎｅｒｉｎｇ，２００３，（１６）：６８７—６９４． １ ４］悔光贵，］：德润，周敬兀，等．湿法炼锌学【Ｍ］长沙－Ｉ 相大学
出版社，２００１．２４５—２４６． ， 、
宋素格，蒋开喜，李运刚，等．湿法炼锌过程中铟铁的分离［Ｊ］． 有色金属（冶炼部分），２００６，（３）：５—８． 陈家铺，于淑秋，伍志春．湿法冶金中铁的分离与利用［Ｍ］．北 京：冶金工业出版社，１９９１．１３２—１５６． 梅光贵，王德润，周敬元，等． 法炼锌学［Ｍ］．氏沙：中南大学
出版社，２００１．２４５—２４６． 收稿日期：２０１ １—０７—０５
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ－Ｉｎｄｉｕｍ Ｎｅｕｔｒａｌｉｚｉｎｇ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ
ｏｆ Ｈｏｔ Ａｃｉｄ Ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ Ｚｉｎｃ Ｃａｌｃｉｎｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ
ＹＡＮＧ Ｍｅｔ．ｙａｎ，ＤＡＩ Ｘｉｎｇ—ｚｈｅｎｇ，ＣＨＥＮ Ｇｕｏ—ｍｕ，ＨＵＡＮＧ Ｍｅｎｇ—ｙａｎｇ，
ＬＩ Ｇｕｏ—ｆｅｎｇ，ＷＡＮ Ｇ Ｈｏｎｇ—ｌｉａｎｇ，ＺＥ Ｎ Ｇ Ｐｅｎｇ
（Ｙｕｎｎａｎ Ｙｕｎｔｏｎｇ Ｚｉｎｃ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００９３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅ ｐｅｒｔｉｎｅｎｔ ｏｆ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｎｅｕｔｒａｌｉｚｉｎｇ ｆｏｒ ｉｎｄｉｕｍ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈ０ｔ ａｃ ｄ
ｌｅａｃｈｉｎｇ ｓ０ｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｚｉｎｃ ｃａｌｃｉｎｅ ｗｉｔｈ ａ ｈｉｇｈ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｉｒｏｎ ａｎｄ ｉｎｄｉｕｍ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ
ａｓ ｆｏＵ０ｗｓ：ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｚｉｎｃ ｓｕｌｆｉｄｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ １．３，ａｃｉｄｉｔｙ ６０ ｇ／Ｌ，ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ９０ ，ｒｅａｃｔｉｏｎ
ｔｉｍｅ ４ｈ ａｎｄ Ｆｅ３ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｆｔｅｒ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １．０ ｇ／Ｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｌｅａｃｈｉｎｇ・Ｆｏｒ ｔｈｅ
Ｄｒｏｃｅｓｓ ０ｆ ｎｅｕｔｒａｌｉｚｅｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｐＨ ４．０，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ６０ ｃ！Ｃ，ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｆ ３０ ｍｉｎ．Ｕ ｎｄｅｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉ—
ｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｉｎ ｔｈｅ ｃａｓｅ ０ｆ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎｄｉｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ ０．１５ ｍｇ／Ｌ，ｔｈｅ ｉｒｏｎ ｒｅｄｕｃｅｄ ｒｅａｃｈｅｓ ９３．８１％，
ｔｈｅ ｉｎｄｉｕｍ Ｄｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄ ｉｓ ９９．８０％ａｎｄ ｉｎｄｉｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｕｅ ｉｓ ｏｎｌｙ ０．３６％．Ｂｙ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ—ｎｅｕｔｒａｌｉｚｉｎｇ ｆｏｒ
ｉｎｄｉｕｍ Ｄｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｎｄｉｕｍ ｃａｎ ｂｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｆｒｏｍ ｈｏｔ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ・
Ｋｅｖ ｗｏｒｄｓ：ｚｉｎｃ ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ；ｈｏｔ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ；ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｅ３ ；ｉｎｄｉｕｍ ｎｅｕｔｒａｌｉｚｉｎｇ ｐｒｅｃｉｐ ｔ ｔ
ｏｎ