重有色金属冶炼行业含砷废水常用处理技术概述

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