一種電鍍汙泥的穩定化固化方法與流程

2023-04-23 22:51:51

本申請是申請號為201510207253.0，申請日為2015年4月28日，發明創造名稱為「電鍍汙泥的穩定化固化方法」的發明專利申請的分案申請。

本發明涉及危險廢物無害化處理工藝，具體涉及一種電鍍汙泥的穩定化固化方法。

背景技術：

電鍍工業是我國重要的工業行業，在國民經濟中佔重要地位。根據環保部的統計數據，截止2012年，我國電鍍企業數量多達4131家。電鍍汙泥是電鍍廢水處理後產生的泥質產物，眾多電鍍企業的生產產生數量龐大的電鍍汙泥。電鍍汙泥中含有大量的重金屬，是《國家危險廢物名錄》中指出的典型危險廢物，其中的重金屬若進入環境，將對環境造成很大的危害。目前，穩定化固化技術是處理電鍍汙泥的重要方法，其目的是使電鍍汙泥中的重金屬呈現化學惰性，並被包容起來，以減少電鍍汙泥的危險性，方便運輸和填埋。

我國對電鍍汙泥的穩定化固化處置有嚴格的管理制度，對其穩定化固化處置的技術開發也越來越深入。常用的重金屬穩定化方法有中和法、氧化還原法和化學沉澱法等，其中化學沉澱法包括硫化沉澱、氫氧化物沉澱、矽酸鹽沉澱、碳酸鹽沉澱。常用的固化方法可以分為：水泥固化法、石灰固化法、熱塑性材料固化（瀝青、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、石臘）法、熱固性材料固化（酚醛樹脂）法、玻璃固化法、自膠結固化、大型包封法。

對於上述幾種固化方法，其中的水泥和石灰固化法原料來源廣、價格便宜、操作簡單、滲透性低，且承受變動力強、對固廢結構要求低，處理成本低；瀝青固化法具有浸出速率大大降低、增容比較小，但投資高、對物料含水率、操作要求較高；玻璃固化法固化效果穩定，常用在對核能廢料的固化方面；自膠結固化法具有固化體穩定、結構強度高，但是應用面較狹窄。

對於電鍍汙泥的穩定化固化方法，中國專利文獻cn1193834c（申請號03126608.8）公開了一種工業廢渣綜合利用、固化處理電鍍汙泥的方法，將鹼性工業廢渣、電鍍汙泥、水均勻攪拌成ph值為7.5～9的混合汙泥；將混合汙泥、固化劑、穩定劑和水攪拌均勻；將攪拌後的混合物制模並固化成砌塊；對砌塊進行快速養護，風乾。使用該方法得到的固化體填埋後容易被水體侵蝕，固化效果受存放時間和固化體所處環境影響較大，有將汙染暴露於環境中的風險。

中國專利文獻cn102514079a（申請號201110388218.5）公開了一種實現電鍍汙泥穩定化、固定化的處理方法，先將電鍍汙泥脫水烘乾，研磨粉碎並過60目篩備用；在25℃～50℃溫度範圍內，將電鍍汙泥、固化劑、穩定劑和水在攪拌機中強力攪拌；對上述混合物進行制模、固化成砌塊；砌塊養護風乾。所述固定劑為矽酸鹽類固定劑，所述穩定劑為生物炭質穩定劑。該法對電鍍汙泥的前處理要求較高，需要脫水、烘乾、粉碎處理，而且生物炭質製備成本高，該方法市場應用性低。

環氧樹脂是一種及其重要的熱固性材料，在與其專用固化劑固化後耐酸耐鹼，且具有較大強度，多使用在工業企業車間地面的處理上。目前，有人採用環氧樹脂與石油瀝青製成高強度、環境適應性良好的特種路面材料。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種應用廣泛、成本較低、穩定化固化效果好的電鍍汙泥的穩定化固化方法。

實現本發明目的的技術方案是一種電鍍汙泥的穩定化固化方法，包括以下步驟：

①將待處理的電鍍汙泥與飛灰混合均勻，電鍍汙泥與飛灰的質量之比為4～7∶1。

②向步驟①攪拌均勻後的物料中加入氫氧化鈣粉末，攪拌均勻；氫氧化鈣粉末加入後汙泥浸出液的ph為7～10。

③向步驟②攪拌均勻後的物料中加入水泥和水，攪拌均勻，得到漿狀混合物；將漿狀混合物倒入模具中；將固化後成形的砌塊放置於水泥養護箱中養護，在溫度為17℃～23℃、溼度>95%的條件下養護18～36h，養護結束取出並風乾即得到水泥固化體。

④將環氧樹脂與其對應的固化劑攪拌均勻後，塗覆在步驟③得到的表面乾燥的水泥固化體的各個表面，48～72小時後樹脂塗覆層固化完全，在樹脂固化過程中，保證水泥固化體的六個面均與空氣充分接觸，得到最終的電鍍汙泥固化體。

上述步驟①中使用的飛灰為生活垃圾焚燒爐的煙道飛灰或火力發電廠燃煤鍋爐的煙道飛灰。

上述步驟③中水泥與電鍍汙泥的質量之比為2～4∶1。

進一步的，步驟③中水加入量與水泥加入量之比為1∶2～5。

上述步驟④所用的環氧樹脂為雙酚a型環氧樹脂，所用固化劑為與環氧樹脂相對應的芳香胺類固化劑；環氧樹脂與固化劑的用量體積比為5～7:1。

作為可選的，步驟④環氧樹脂塗覆層的厚度為2～3mm。

本發明具有積極的效果：

（1）本發明在對電鍍汙泥進行穩定化處理時，首先將電鍍汙泥與飛灰進行混合，電鍍汙泥中的重金屬被飛灰吸附；然後採用石灰進一步穩定重金屬，並調節電鍍汙泥的ph值，保證大部分金屬以氫氧化物的形式被穩定化，且鉻等兩性金屬不反溶。

（2）本發明在對穩定化處理後的電鍍汙泥進行固化時，先採用水泥確保固化體的強度和穩定性，然後用環氧樹脂塗覆水泥固化體的表面，環氧樹脂包覆層阻止水分侵蝕固化體，使重金屬等有害物質穩定固化在汙泥顆粒中，能夠確保處置後電鍍汙泥中的高毒物質完全被密閉、而且達到長期穩定的效果。

（3）本發明的穩定化固化方法得到的固化體強度高，具有疏水性，並且長期穩定，達到直接填埋處置要求。

（4）本發明的穩定化固化方法適合大多數含重金屬的電鍍汙泥的穩定化固化，其對電鍍汙泥的來源、重金屬含量、粒徑大小來源要求不高，適用範圍廣。

（5）本發明方法使用的穩定化固化材料如飛灰、石灰、水泥、環氧樹脂等，來源廣，價格低，其中使用飛灰獲得了以廢治廢的效果。另外，本發明方法操作十分簡便。綜上，本發明的電鍍汙泥穩定化固化方法的固化效果良好，適用範圍廣，操作簡單方便，成本較低，是電鍍汙泥填埋前處理的較好方法。

具體實施方式

（實施例1）

本實施例處理的是顆粒狀含鋅電鍍汙泥，含水率約為40%，汙泥粒徑小於10cm。根據gb5085.3—2007《危險廢物鑑別標準－浸出毒性鑑別》的要求製得浸出液，測得汙泥浸出液中僅鋅含量超過填埋標準限制，為313mg/l。根據《危險廢物鑑別標準－腐蝕性鑑別》（gb5085.1-2007）測得汙泥浸出液的ph值為7.4。

本實施例的電鍍汙泥的穩定化固化方法包括以下步驟：

①將100kg含鋅電鍍汙泥裝入攪拌器中，向攪拌器中投入飛灰20kg，攪拌，使物料混合均勻。所述飛灰為生活垃圾焚燒爐的煙道飛灰或火力發電廠燃煤鍋爐的煙道飛灰，本實施例中使用的飛灰為火力發電廠燃煤鍋爐的煙道飛灰。

②向步驟①攪拌均勻後的物料中加入氫氧化鈣粉末8～12kg（本實施例中為10kg），攪拌均勻，根據《危險廢物鑑別標準－腐蝕性鑑別》（gb5085.1-2007）測得汙泥浸出液的ph=9.2，攪勻後的物料待進一步處理。

在本步驟中，加入氫氧化鈣粉末後需保證汙泥浸出液的ph為7～10，若第一次加入後汙泥浸出液的ph值小於7，則繼續向汙泥中投加氫氧化鈣粉末。

③向步驟②攪拌均勻後的物料中加入300kg水泥和80kg水，攪拌均勻，得到漿狀混合物。將漿狀混合物倒入邊長為0.2米～1米的立方體模具中，在成型壓力3～10mpa下壓實使漿狀混合物中無空隙；將固化後成形的砌塊放置於水泥養護箱中，在溫度為17℃～23℃（本實施例中為22℃）、溼度>95%的條件下養護18～36h，養護結束從水泥養護箱中取出並風乾得到水泥固化體。

水泥與含鋅電鍍汙泥的質量之比為2～4∶1，本實施中為3∶1。

④將雙酚a型（牌號e-44）環氧樹脂與其專用的固化劑攪拌均勻後，均勻塗覆在步驟③得到的表面乾燥的水泥固化體的各個表面，48～72小時（本實施例中為48小時）後樹脂塗覆層固化完全，完成電鍍汙泥的穩定化固化處理，得到可以直接填埋的穩定化固化體。

所述固化劑為與環氧樹脂相對應的芳香胺類固化劑，環氧樹脂與固化劑的體積比為5～7:1（本實施例中為6:1）。環氧樹脂及其固化劑快速均勻混合，混合後快速塗覆在水泥固化體的六個面上，塗覆層的厚度為2～3mm。在樹脂固化過程中，保證水泥固化體的六個面均與空氣充分接觸。

隨機取一塊步驟④的穩定化固化體作為檢測樣品，測得其強度為6mpa。

按照gb5086.1-1997《固體廢物-浸出毒性浸出方法翻轉法》對上述樣品進行粉碎並製得浸出液，測得鋅含量為5mg/l，符合gb18598-2001《危險廢物填埋汙染控制標準》要求。本實施例對電鍍汙泥的穩定化固化效果良好，可以直接填埋。

（實施例2）

本實施例處理的是泥狀含銅電鍍汙泥，含水率為67%。根據gb5085.3—2007《危險廢物鑑別標準－浸出毒性鑑別》的要求製得浸出液，測得汙泥浸出液中僅銅含量超過填埋標準限制，為247mg/l。根據《危險廢物鑑別標準－腐蝕性鑑別》（gb5085.1-2007）測得汙泥浸出液的ph值為8.8。

本實施例1的電鍍汙泥的穩定化固化方法其餘與實施例1相同，不同之處在於：

步驟①中電鍍汙泥與飛灰的質量之比為6∶1。

步驟②加入氫氧化鈣粉末6kg。根據《危險廢物鑑別標準－腐蝕性鑑別》（gb5085.1-2007）測得汙泥浸出液的ph=9.3。

本實施例獲得的穩定化固化體的強度為13mpa。

按照gb5086.1-1997《固體廢物-浸出毒性浸出方法翻轉法》對上述樣品進行粉碎並製得浸出液，測得銅含量為43mg/l，符合gb18598-2001《危險廢物填埋汙染控制標準》要求，可以直接填埋。

（實施例3）

本實施例處理的是結晶狀的含鎳汙泥，含水率為61%，汙泥粒徑為5mm～10mm。根據gb5085.3—2007《危險廢物鑑別標準－浸出毒性鑑別》的要求製得浸出液，測得汙泥浸出液中僅鎳含量超過填埋標準限制，為37mg/l。根據《危險廢物鑑別標準－腐蝕性鑑別》（gb5085.1-2007）測得汙泥浸出液的ph值為8.1。

本實施例1的電鍍汙泥的穩定化固化方法其餘與實施例1相同，不同之處在於：

步驟①中電鍍汙泥與飛灰的質量之比為4.5∶1。

步驟②加入氫氧化鈣粉末9kg。根據《危險廢物鑑別標準－腐蝕性鑑別》（gb5085.1-2007）測得汙泥浸出液的ph=9.6。

本實施例得到的穩定化固化體的強度為9mpa。

按照gb5086.1-1997《固體廢物-浸出毒性浸出方法翻轉法》對上述樣品進行粉碎並製得浸出液，測得鎳含量為4mg/l，符合gb18598-2001《危險廢物填埋汙染控制標準》要求，可以直接填埋。

本發明方法適合大多數含重金屬的電鍍汙泥的穩定化固化，其對電鍍汙泥的來源、重金屬含量、粒徑大小來源要求不高。

以上各實施例及應用例是對本發明的具體實施方式的說明，而非對本發明的限制，有關技術領域的技術人員在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以作出各種變換和變化而得到相對應的等同的技術方案，因此所有等同的技術方案均應該歸入本發明的專利保護範圍。