含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法
【專利摘要】含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，涉及一種有害重金屬危險廢渣的固化/穩(wěn)定化處理，特別是含鉛冶煉廢渣的干法固相化學(xué)穩(wěn)定化處置方法。其特征在于其處理過程是在含鉛廢渣中加入固相自由基反應(yīng)劑和添加劑，進行球磨化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)重金屬的自由基礦化/穩(wěn)定化。本方法比傳統(tǒng)的藥劑穩(wěn)定化工藝所用藥劑更安全環(huán)保，無需添加液體試劑或藥劑，具有處理效率高，工藝流程簡單可操控，成本低廉，無二次污染的特點。
【專利說明】含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，涉及一種有害重金屬危險廢渣的固相化學(xué)穩(wěn)定化處理，特別是含鉛冶煉廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工礦業(yè)的迅猛發(fā)展，土壤重金屬污染日益嚴重，已成為一個全球性的環(huán)境問題。土壤重金屬來源廣泛，包括采礦、冶金、化工等工業(yè)排放的三廢和汽車尾氣，以及農(nóng)藥和化肥的施用等。土壤重金屬污染具有隱蔽性、長期性和不可逆性的特點，直接或間接地污染地下水、空氣，危害農(nóng)作物及生物，甚至危及人類的健康和生命。在冶煉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鉛冶煉廢渣是一種會對環(huán)境產(chǎn)生危害的重金屬危險固體廢棄物。
[0003]目前，對重金屬危險固體廢棄物的處理方法，通常是將重金屬廢渣進行場地堆存或填埋。由于場地選址難的問題，場地堆存或填埋在人口密集的東部和南部地區(qū)十分困難，而且，污染場地的修復(fù)非常困難，已有的重金屬污染土壤修復(fù)方法都不很理想。
[0004]目前，輕度污染的農(nóng)田有采用生物修復(fù)法修復(fù)的，其方法對重金屬具有選擇性和單一性，修復(fù)深度只達到根系范圍，修復(fù)時間跨度長(數(shù)年或十幾年)，而不適合重度污染的工礦企業(yè)搬遷場地修復(fù)。
[0005]電動修復(fù)是指向重金屬污染土壤中插入電極施加直流電壓導(dǎo)致重金屬離子在電場作用下進行電遷移、電滲流、電泳等過程，使其在電極附近富集進而從溶液中導(dǎo)出并進行適當?shù)奈锢砘蚧瘜W(xué)處理，實現(xiàn)污染土壤清潔的技術(shù)。電動修復(fù)技術(shù)目前還主要停留在實驗室研究階段，在污染場地的應(yīng)用案例比較少。
[0006]玻璃化技術(shù)指將重金屬污染土壤置于高溫高壓的環(huán)境下，待其冷卻后形成堅硬的玻璃體物質(zhì)，這時土壤重金屬被固定，從而達到阻抗重金屬遷移目的的技術(shù)。玻璃化技術(shù)形成的玻璃類物質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定很難被降解，這使得玻璃化技術(shù)實現(xiàn)了對土壤重金屬的永久固定。玻璃化技術(shù)最早在核廢料處理方面應(yīng)用，但是由于該技術(shù)需要消耗大量的電能，其成本較高而沒有得到廣泛的應(yīng)用。
[0007]因此，對重金屬污染土壤的重要污染源有害重金屬危險廢渣的有效處理，成為防止土壤重金屬污染，保護環(huán)境的重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)缺陷，提供一種處理效率高，工藝流程簡單可操控，成本低廉，無二次污染的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法。
[0009]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0010]含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于其處理過程是在含重金屬廢渣中加入固相自由基反應(yīng)劑和添加劑，進行球磨化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)重金屬的固化/穩(wěn)定化。
[0011]本發(fā)明的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的固相自由基反應(yīng)劑為晶體結(jié)構(gòu)的二氧化硅。[0012]本發(fā)明的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的添加劑為CaO-NaH2PO4 ?
[0013]本發(fā)明的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的添加劑中的質(zhì)量比 CaO = NaH2PO4 = I~2:1。
[0014]本發(fā)明的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的固相自由基反應(yīng)劑和添加劑質(zhì)量比為SiO2:添加劑=12:10
[0015]本發(fā)明的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的重金屬廢渣占反應(yīng)全部物料重量的90%~95%。
[0016]本發(fā)明的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的進行球磨化學(xué)反應(yīng)的時間1~2小時。
[0017]本發(fā)明的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的含重金屬廢渣為含鉛冶煉廢渣。
[0018]本發(fā)明的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的晶體結(jié)構(gòu)的二氧化硅是從石英砂、廢玻璃或細沙中選取的。
[0019]本發(fā)明的含鉛廢渣的 自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于球磨化學(xué)反應(yīng)采用球磨化學(xué)反應(yīng)器，其形式為選帶攪拌的圓筒形球磨機或正八邊形球磨機。
[0020]本發(fā)明的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，采用固相自由基化學(xué)反應(yīng)方法處理含重金屬廢渣,將置于球磨反應(yīng)器中的重金屬廢渣中的重金屬轉(zhuǎn)化為無害化的硅酸鹽類，徹底轉(zhuǎn)化為無毒穩(wěn)定的。能有效防止或降低重金屬廢渣中有害物質(zhì)在土壤中釋放，使用的藥劑更安全環(huán)保，無需添加液體試劑或藥劑，處理效率高，比傳統(tǒng)的藥劑穩(wěn)定化工藝節(jié)省50-70%的時間；工藝實現(xiàn)簡單，反應(yīng)條件溫和，常溫常壓下反應(yīng)，且為固相反應(yīng)，不涉及液態(tài)藥劑或試劑；工藝流程簡單可操控，穩(wěn)定劑成本低廉，反應(yīng)原料均為廉價的工業(yè)品，不涉及貴金屬或納米材料；處理效果好，穩(wěn)定化可達到99%以上，并且其浸出毒性能滿足國家危險廢物浸出毒性鑒別標準以下(GB5085.3-2007)，過程環(huán)保，無二次污染。
【具體實施方式】
[0021]含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其處理過程是在含重金屬廢渣中加入固相自由基反應(yīng)劑晶體結(jié)構(gòu)的二氧化硅和添加劑CaO-NaH2PO4,進行球磨化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)重金屬的固化/穩(wěn)定化；其添加劑中的質(zhì)量比CaO = NaH2PO4 = 12:1,固相自由基反應(yīng)劑和添加劑質(zhì)量比為SiO2:添加劑=廣2:1 ;反應(yīng)時重金屬廢渣占反應(yīng)全部物料重量的90%~95%;進行球磨化學(xué)反應(yīng)的時間為2小時。
[0022]實施例1
按添加劑中的質(zhì)量比CaO = NaH2PO4 = 1: 1，固相自由基反應(yīng)劑和添加劑質(zhì)量比為SiO2:添加劑=1:1 ;反應(yīng)時重金屬廢洛占反應(yīng)全部物料重量的95% ;加入帶攪拌的圓筒形球磨機中，球料比設(shè)置為30:1，設(shè)定攪拌桿轉(zhuǎn)速為450rpm,滾筒轉(zhuǎn)速為45rpm ;球磨時間為2h,球磨罐冷卻后將粉體取出，其浸出毒性能滿足國家危險廢物浸出毒性鑒別標準，發(fā)現(xiàn)Pb的毒性浸出濃度由反應(yīng)之前的20 mg/L降低到2 mg/L以下，低于國家危險廢物浸出毒性標準(5 mg/L)，其他重金屬(Cu和Zn)的浸出率也降低了 82%。
[0023]實施例2 按添加劑中的質(zhì)量比CaO = NaH2PO4 = 2:1，固相自由基反應(yīng)劑和添加劑質(zhì)量比為SiO2:添加劑=2:1 ;反應(yīng)時重金屬廢洛占反應(yīng)全部物料重量的90% ;加入帶攪拌的圓筒形球磨機中，球料比設(shè)置為30:1，設(shè)定攪拌桿轉(zhuǎn)速為450rpm,滾筒轉(zhuǎn)速為45rpm ;球磨時間為Ih,球磨罐冷卻后將粉體取出，其浸出毒性能滿足國家危險廢物浸出毒性鑒別標準，發(fā)現(xiàn)Pb的毒性浸出濃度由反應(yīng)之前的20 mg/L降低到2 mg/L以下，低于國家危險廢物浸出毒性標準(5 mg/L)，其他重金屬(Cu和Zn)的浸出率也降低了 81%。
[0024]實施例3
按添加劑中的質(zhì)量比CaO = NaH2PO4 = 1.5:1，固相自由基反應(yīng)劑和添加劑質(zhì)量比為SiO2:添加劑=1.5:1 ;反應(yīng)時重金屬廢渣占反應(yīng)全部物料重量的93%;加入帶攪拌的圓筒形球磨機中，球料比設(shè)置為30:1，設(shè)定攪拌桿轉(zhuǎn)速為450rpm,滾筒轉(zhuǎn)速為45rpm ;球磨時間為1.5h，球磨罐冷卻后將粉體取出，其浸出毒性能滿足國家危險廢物浸出毒性鑒別標準，發(fā)現(xiàn)Pb的毒性浸出濃度由反應(yīng)之前的20 mg/L降低到2 mg/L以下，低于國家危險廢物浸出毒性標準(5 mg/L)，其他重金屬(Cu和Zn)的浸出率也降低了 80%以上。
[0025]實施例4
按質(zhì)量比(CaO): (NaH2PO4): (SiO2):(鉛冶煉渣)=2:1:4:93加入帶攪拌的圓筒形球磨機中，球料比設(shè)置為30:1，設(shè)定攪拌桿轉(zhuǎn)速為450rpm,滾筒轉(zhuǎn)速為45rpm ;球磨時間為2，球磨罐冷卻后將粉體取出，其浸出毒性能滿足國家危險廢物浸出毒性鑒別標準，發(fā)現(xiàn)Pb的毒性浸出濃度由反應(yīng)之前的20 mg/L降低到2 mg/L以下，低于國家危險廢物浸出毒性標準(5 mg/L)，其他重金屬(Cu和Zn)的浸出率也降低了 83%。
【權(quán)利要求】
1.含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于其處理過程是在含重金屬廢渣中加入固相自由基反應(yīng)劑和添加劑，進行球磨化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)重金屬的固化/穩(wěn)定化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的固相自由基反應(yīng)劑為晶體結(jié)構(gòu)的二氧化娃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的添加劑為Ca0-NaH2P04。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的添加劑中的質(zhì)量比CaO = NaH2PO4 = I~2:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的固相自由基反應(yīng)劑和添加劑質(zhì)量比為SiO2:添加劑=2:10
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的重金屬廢渣占反應(yīng)全部物料重量的90%~95%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的進行球磨化學(xué)反應(yīng)的時間為2小時。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的含重金屬廢渣為含鉛冶煉廢渣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于所述的晶體結(jié)構(gòu)的二氧化硅是從石英砂、廢玻璃或細沙中選取的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鉛廢渣的自由基礦化穩(wěn)定化處置方法，其特征在于球磨化學(xué)反應(yīng)采用球磨化學(xué)反應(yīng)器，其形式為選帶攪拌的圓筒形球磨機或正八邊形球磨機。
【文檔編號】B09B3/00GK103464446SQ201310425885
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】張望, 高國龍, 苗雨, 劉俊峰, 楊曉松, 周連碧 申請人:北京礦冶研究總院