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含砷固废治理与清洁利用:为消除砷污染提供技术保障
文章来源:未知     点击数: 次     更新时间:2019-09-05 13:36

 

世界卫生组织曾公布,全球至少有5000多万人口正面临着砷中毒的威胁,其中大多数来自亚洲国家。我国年排放含砷固废4万吨以上,是受砷中毒危害最为严重的国家之一。此类高危固废如果处理不当,不仅严重影响人们的身体健康,还会遗祸子孙。中南大学从2002年开始启动含砷固废的治理研究工作,历经10余年产学研攻关获得成功,完成的有色冶炼含砷固废治理与清洁利用技术使含砷固废中砷选择性脱除率达97%以上,为含砷固废的清洁利用提供了技术保障。该成果获得了2014年国家科技进步二等奖。

   众所周知,砷和含砷金属的开采冶炼,用砷或砷化合物作原料生产玻璃、颜料、原药、纸张,以及煤的燃烧过程,都会产生含砷“三废”,污染环境。大气中的砷污染除岩石风化、火山爆发等自然原因外,主要来自工业生产及含砷农药的使用、煤的燃烧等。

   在环境化学污染物中,砷是最常见、危害人体健康最严重的污染物之一。特别是随着现代工农业生产的发展,砷对环境的污染日趋严重。在我国调查的公共危害中,环境砷污染引起的慢性中毒病例最多。砷污染虽然是可治理的,但彻底治理好很难,而要将其清洁利用则更难。在长期的治砷实践中,人们或使用化学试剂使砷变为人体难以吸收的砷化合物;或利用物理方法让含砷污水通过特殊的过滤器,使砷富集起来变废为宝;或利用生物方法在砷污染的土壤或水体中种植能吸收砷的植物,以达到吸收砷的目的。这些方法虽然能够在一定程度上减轻砷污染,但效果都不理想。

   湖南是有色金属之乡,也是砷污染重灾区。因此,中南大学柴立元教授选择了有色冶炼含砷固废治理与清洁利用技术作为团队攻关的课题。

   该项目成功构建了砷在有色冶炼过程中分配行为的数学模型,研发了冶炼主要工序砷污染物分布的数值仿真技术,开发出了冶炼有害元素(砷)污染动态评价系统,为有色冶炼砷污染防治提供了科学依据。同时,该项目针对多金属含砷固废利用难题,发明了砷与有价金属高效分离新工艺,开发了高压富氧强化脱砷装置,使含砷固废中砷选择性脱除率达97%以上,为含砷固废清洁利用提供了技术保障。此外,该项目还创新开发了机械力化学解毒——胶凝固砷新工艺,研发了含砷固废热压熔融固化新技术,形成了满足各种需要的高密度固砷新技术,实现了高密集中安全固砷。

   在对含砷固废实现治理与清洁利用的基础上,他们又进一步发明了脱砷后有价物料梯级深度回收锑、铋等多金属新工艺,以及砷碱渣深度分离与锑碱回收新工艺,将含砷固废中铋的回收率由原有工艺的40%提高至96%,年回收铋量达到全球总量的10%,锑利用率也由原有工艺的不到40%提高到95%以上。

   据了解,该项目成果已列入《国家先进污染防治示范技术名录》,并在铜陵有色金属集团、郴州市金贵银业、锡矿山闪星锑业等国内十多家铜、铅、锑冶炼龙头企业大规模推广应用,对我国有色行业砷固废污染控制与清洁利用起到了引领作用,对于含砷污染物的治理与安全处置更具现实意义。

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