飛灰和含砷廢物共同穩定的方法
2023-10-05 13:24:54 1
專利名稱：：飛灰和含砷廢物共同穩定的方法
技術領域：
：飛灰和含砷廢物共同穩定的方法，涉及一種將兩種危險廢棄物共同穩定的處理工藝，屬於危險廢物穩定化處理的
技術領域：
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背景技術：
：巖土層中As主要以硫化物的形式夾雜在金、銅、鉛、鋅、錫、鎳、鈷礦中。隨著採礦、冶金行業的持續發展，產生了大量的含砷廢物。例如，我國每開採It金會產生173220829t的砷。2003年，我國砷渣的年產量已經達到5萬t，此外，還有超過20萬t堆置於土地，給環境帶來極大的危害。為了應對該問題，近年來發展了一系列的固化、穩定化技術，主要通過添加一定量的穩定劑，如水泥、石灰、鐵鹽、鋁鹽等，通過吸附、包裹、沉澱作用穩定廢物中的As，但這些穩定劑本身價格較高，且穩定後廢物的增容比大，造成了含砷廢物處理的高成本問題。另一方面，固體廢物焚燒處理技術已在我國得到了廣泛的應用，然而每焚燒l噸固體廢物會產生3050kg的飛灰。飛灰因富含重金屬和二惡英，被視為危險廢物。常用處理處置方法有兩種一是將其經過固化穩定化處理後進入衛生填埋場；二是對其進行資源化利用，如添加一定比例的飛灰作為建築材料等。飛灰的處理處置存在成本高，環境負荷大，資源化技術尚不成熟的問題。由此，本發明針對現階段飛灰與含砷廢物處理處置的問題，開發了一種含砷廢物與飛灰共同穩定的處埋技術，該方法充分利用含砷廢物和飛灰自身的特點，以廢治廢，具有重要的經濟、社會和環境效益。
發明內容本發明的目的在於提出一種含砷廢物與飛灰共同穩定的方法，以解決常規方法的增容比大、高成本等問題，以廢治廢。本發明所使用的飛灰屬於危險廢物，與含砷廢物混合處理過程中，As汙染潛力降低，飛灰本身的重金屬汙染能得到控制，同時兩者混合、加水攪拌之後，混合廢物的體積減少約10%30%，該技術應用前景廣闊、成本低廉、實用性強，以廢治廢，符合可持續發展戰略。具體技術方案是先將飛灰與含砷廢物按幹基質量比1:2040的配比依次加入釜式反應器，外加飛灰與含砷廢物質量10X40X的調節液，控制混合物的pH大於或等於10，常溫下機械攪拌反應530min，混勻得到的固體再進行安全處理處置；所述的含砷廢物為開採、焙燒、冶煉含砷礦石和生產含砷產品過程中產生的含砷固體廢物，砷含量在5%30%。所述的飛灰為固體廢物焚燒廠熱回收利用系統和煙氣淨化系統殘餘物，屬於危險廢物，焚燒廠所處理的固體廢物包括城市生活垃圾、一般工業廢物及醫療和化學工業產生的適用於焚燒處理的危險廢物。所述的調節液可採用開採、焙燒、冶煉含砷礦石和生產含砷產品過程中產生的廢水，及其它源產生的工業廢水，調節液pH大於7，COD小於300mg/L。所述的控制飛灰和含砷廢物混合物pH大於或等於IO，是通過增加飛灰用量或外加石灰而實現的，其用量為混合物重量的01%。所述的浸出濃度採用我國固體廢物浸出毒性浸出方法——醋酸緩衝溶液法(HJ/T300-2007)分析。與現有技術相比，本發明具有如下優點和效果1.本發明相比含砷廢物與飛灰的常規處理方法而言，按磷酸鹽+水泥法固化穩定化飛灰，單獨處理1噸飛灰成本約為500元，增容比1.21.5，含砷廢物現無合適處理方式，成本難以測算，但汙染風險極高；採用飛灰、含砷廢物共同穩定技術，處理每噸廢物成本約100元左右，且可減容10%30%，相比增容比大的單獨處理工藝，在目前土地資源緊缺的大環境下，該技術大大了降低危險廢物體積，節約庫容，節省土地，經濟效益高。2.本發明相比於含砷廢物無法處理的現狀，提供了一種處理處置新技術，可緩解含砷廢物隨意堆置、排放環境汙染的現狀，降低了含砷廢物的環境風險，具有環境和社會效.具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步的闡述，這些實施例僅用於說明本發明而不限制本發明的適用範圍。實施例1處理對象為某化工廠含砷尾礦渣和某城市生活垃圾焚燒廠煙氣淨化系統飛灰。該砷渣呈黃色泥狀，測試其含水率、pH、氧化還原電位，分析其主要元素組成、礦物組成和重金屬浸出毒性，結果如下砷渣含水率81.4%，pH1.53，氧化還原電位-84mV，X射線衍射儀(XRD)檢測砷主要以A^03形式存在，X射線螢光光譜儀(XRF)測得砷渣主要組成元素為As、S、Cd，採用我國固體廢物浸出毒性浸出方法——醋酸緩衝溶液法(HJ/T300-2007)浸出、電感耦合等離子發射光譜儀(ICP)測金屬離子濃度，得As的浸出濃度1501.5mg/L，Cd的浸出濃度31.3mg/L，其餘金屬離子的浸出濃度均低於國家危險廢物鑑別標準。飛灰取自某城市生活垃圾焚燒廠煙氣淨化系統，該廠採用機械爐排爐焚燒工藝和半乾法+活性炭吸附+袋式除塵煙氣淨化工藝。飛灰PH11.76，含水率4%，採用我國固體廢物浸出毒性浸出方法——醋酸緩衝溶液法(HJ/T300-2007)浸出、電感耦合等離子體發射光譜儀(ICP)測定飛灰中Pb的浸出濃度12.74mg/L、Cd的浸出濃度0.24mg/L，其餘金屬離子的浸出濃度均低於國家危險廢物鑑別標準。將1公斤砷渣與20公斤飛灰，加入釜式反應器，添加調節液混合，控制調節液與飛灰和砷渣混合固體的質量比為1:9，常溫下機械攪拌30min至均勻，得到的混合物採用我國固體廢物浸出毒性浸出方法一醋酸緩衝溶液法(HJ/T300-2007)浸出，電感耦合等離子體發射光譜儀(ICP)測定金屬離子濃度，表明經過化學反應，飛灰和砷渣穩定後的混合物中Pb、Se、Cd、Ni等重金屬的浸出濃度均低於國家危險廢物鑑別標準，飛灰本身的重金屬汙染得到控制，同時砷渣中As浸出濃度降低至33.6mg/L，與未處理比較浸出濃度下降97.6%。此外其它金屬離子的浸出濃度未見超標。結果表明，飛灰砷渣可實現共同穩定。具體穩定化結果如表l。實施例2飛灰與砷渣的性質和配比與實施例l相同。加入調節液，控制調節液與飛灰和砷渣混合固體的質量比為4:6，常溫下機械攪拌5min至均勻。用與實施例1相同的方法測得混合物中Pb、Se、Cd、Ni等重金屬的浸出濃度均低於國家危險廢物鑑別標準，飛灰本身的重金屬汙染得到控制，同時砷渣中As浸出濃度降低至28.3mg/L，與未處理比較浸出濃度下降98.1%。此外其它金屬離子的浸出濃度未見超標。結果表明，飛灰砷渣可實現共同穩定。具體穩定化結果如表1。實施例3飛灰與砷渣的性質與實施例1相同。按照1公斤砷渣與40公斤飛灰的配比，加入釜式反應器，添加調節液，控制調節液與飛灰和砷渣混合固體的質量比為4:6，常溫下機械攪拌30min至均勻。用與實施例1相同的方法測得混合物中Pb、Se、Cd、Ni等重金屬浸出濃度均低於國家危險廢物鑑別標準，飛灰本身的重金屬汙染得到控制，同時砷渣中As浸出濃度降低至12.2mg/L，與未處理比較浸出濃度下降99.2%。此外其它金屬離子的浸出濃度未見超標。結果表明，飛灰砷渣可實現共同穩定。具體穩定化結果如表l。表1實施例1-3各工藝配比參數和As、Cd穩定效果tableseeoriginaldocumentpage5權利要求飛灰和含砷廢物共同穩定的方法，其特徵在於先將飛灰與含砷廢物按幹基質量比1∶20～40的配比依次加入釜式反應器，再加入調節液攪拌，調節液的加入量為飛灰與含砷廢物質量的10％～40％，並控制混合物pH大於或等於10，在常溫下攪拌反應5～30min，得到固體體積減少10％～30％的混合物，經檢測，該混合物中As的浸出濃度下降98％，Pb、Se、Cd、Ni等重金屬浸出濃度均低於國家危險廢物鑑別標準。2.根據權利要求1所述的飛灰和含砷廢物共同穩定的方法，其特徵在於，所述的含砷廢物為開採、焙燒、冶煉含砷礦石和生產含砷產品過程中產生的含砷固體廢物，砷含量在5%30%。3.根據權利要求1所述的飛灰和含砷廢物共同穩定的方法，其特徵在於，所述的飛灰為固體廢物焚燒廠熱回收利用系統和煙氣淨化系統殘餘物，其中固體廢物焚燒廠熱回收利用系統處理的固體廢物包括城市生活垃圾、一般工業廢物及醫療和化學工業產生的適用於焚燒處理的危險廢物。4.根據權利要求1所述的飛灰和含砷廢物共同穩定的方法，其特徵在於，所述的調節液是開採、焙燒、冶煉含砷礦石和生產含砷產品過程中產生的廢水，及其它工業廢水，上述調節液應用時應滿足pH大於7，COD小於300mg/L的要求。5.根據權利要求1所述的飛灰和含砷廢物共同穩定的方法，其特徵在於，所述的飛灰和含砷廢物混合物pH大於或等於IO是通過增加飛灰用量或外加石灰而實現的，增加或外加物用量為混合物重量的01%。6.根據權利要求1所述的飛灰和含砷廢物共同穩定的方法，其特徵在於，浸出濃度採用我國固體廢物浸出毒性浸出方法一醋酸緩衝溶液法(HJ/T300-2007)分析。全文摘要飛灰和含砷廢物共同穩定的方法，涉及一種將兩種危險廢棄物共同穩定的處理工藝。先將飛灰與含砷廢物按幹基質量比1∶20～40的配比依次加入釜式反應器，再加固體重量的10％～40％的調節液，常溫下機械攪拌混合反應5～30min，反應後混合廢物體積減少10％～30％，且產物穩定化特徵大大改善。本發明利用飛灰的粒徑小、比表面積大、Ca含量高、強鹼性、凝膠活性等物化特徵穩定含砷廢物中的砷，同時飛灰中Pb、Se、Cd、Ni等重金屬的遷移能力也明顯降低，符合危險廢物填埋場進場標準，以廢治廢，大大降低了處理成本，且設備簡單，具有可觀的經濟、社會和環境效益。可廣泛推廣應用於飛灰與含砷工業廢物處理達到穩定化目的。文檔編號B09B3/00GK101708499SQ20091020000公開日2010年5月19日申請日期2009年12月4日優先權日2009年12月4日發明者何品晶,姚倩,章驊,邵立明申請人:同濟大學