含砷石膏渣还原分解行为及砷迁移规律

摘要

文章结合铜冶炼厂产生的含砷石膏渣成分特点和铜冶炼工艺流程，提出碳热还原分解法处置该类废渣，可实现石膏渣无害化处置、砷及挥发性重金属回收和硫资源利用。在分析石灰铁盐法含砷石膏渣的物相组成与浸出毒性基础上,开展了石膏渣-煤粉的TG-DSC和固-固反应研究,探索了石膏渣碳热还原分解行为及砷迁移规律.结果表明:石膏渣在1000℃时的失重率接近50％,石膏渣与煤粉质量比为40:1时能够有效促进热分解,具有较高的失重率;石膏渣-煤粉反应过程中,分解残渣出现CaSO4→CaS→CaO的物相转变,还原分解后期CaSO4→CaO/SO2转变较为彻底,挥发率为45.29％、减容率为65.83％,气体产物成分为SO2和CO2,挥发性烟尘主要成分为As2O3;分解残渣微观结构较为致密,砷浸出毒性为1.05mg/L低于《GB5085.1--2007》限值,浸出率仅为原石膏渣的1/236,残留的63.38％砷被有效固化在分解残渣中.碳热还原分解实现了石膏渣的无害化处置、硫资源利用和砷的富集.