申请日2016.01.21
公开(公告)日2016.06.22
IPC分类号C02F11/00
摘要
本发明涉及一种高砷重金属污泥无害化处置方法，属于危险废物处理技术领域。本发明首先将含水率<40%高砷重金属污泥在温度为100～300℃条件下预煅烧0.5～3h得到煅烧产物;将得到的煅烧产物根据质量比为30～80：10～40：1～30加入石灰和添加剂搅拌均匀得到混合物料;将得到的混合物料进行成型产出固化体，冷却后进行安全储存。通过本方法处理后的污泥中各重金属元素的浸出浓度均可达到《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)和《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2001)要求。
权利要求书
1.一种高砷重金属污泥无害化处置方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)预煅烧：首先将含水率<40%高砷重金属污泥在温度为100～300℃条件下预煅烧0.5～3h得到煅烧产物;
(2)配料：将步骤(1)得到的煅烧产物根据质量比为30～80：10～40：1～30加入石灰和添加剂搅拌均匀得到混合物料;
(3)将步骤(3)得到的混合物料进行成型产出固化体，冷却后进行安全储存。
2.根据权利要求1所述的高砷重金属污泥无害化处置方法，其特征在于：所述步骤(1)中的高砷重金属污泥主要成分为硫酸钙水合物，干基污泥中砷含量0.5～30wt%。
3.根据权利要求1所述的高砷重金属污泥无害化处置方法，其特征在于：所述步骤(2)中添加剂为质量比为5～40：5～40：5～40：5～40：5～40的二氧化硅粉、三氧化二铋、氧化硼、氧化钙和氧化锌混合物。
4.根据权利要求1所述的高砷重金属污泥无害化处置方法，其特征在于：所述步骤(3)中成型为热压成型，控制条件为：压力为20MPa以上，温度为700~900℃。
说明书
一种高砷重金属污泥无害化处置方法
技术领域
本发明涉及一种高砷重金属污泥无害化处置方法，属于危险废物处理技术领域。
背景技术
目前，有色重金属冶炼以火法冶炼为主，而重金属火法冶炼大都采用烟气洗涤的方式去除烟气中存在的杂质成分，进而会产生大量的酸性重金属废水，此类废水通过石灰-铁盐法或中和法处理后转化为达标的工业用水，伴生于重金属矿物中的砷(As)和其他重金属元素通过中和沉淀的方法全部进入至中和渣(含砷重金属污泥)中。故此，有色重金属冶炼行业每年要产生数百万吨的此类重金属污泥，在毒性浸出实验中砷、铅(Pb)、镉(Cd)、锌(Zn)、汞(Hg)、硒(Se)等重金属元素的浸出毒性都超过国家标准，现被定义为危险废弃物(国家危险废物名录编号HW24)。受制于技术限制、环保要求、处理成本等多方面因素，此类重金属污泥仍无法有效处置或利用，企业大都将重金属污泥堆存在“三防”渣库中。而砷是一种类金属物质，能形成一系列的高毒类化合物。“三防”渣库中堆存的重金属污泥,不仅维护成本高，而且存在巨大的安全隐患，一旦发生地震、泥石流、山洪暴发等地质灾害，将对当地生态造成无可挽回的伤害。目前含砷污泥的问题已经严重制约了有色冶炼、化工制酸行业的发展，特别是在湖南、云南、广西等地区高砷原料的使用使得有色冶炼、化工制酸行业的含砷污泥库满为患，污染隐患突出，已然是亟待解决的问题。因此，对重金属污泥的无害化处置或资源化利用具有十分重要的意义，关乎有色重金属行业的可持续发展与社会稳定，同时也受到国内外学者的广泛关注。
国内外学者针对这种含砷重金属污泥的处置，提出了不同的理论和方法，比较通用的有无害化固化、塑性固化处置法、药剂固化处置法、高温还原分解处置法、聚合固化处置法以及熔融固化处置法等。其中无害化固化技术由于具有原料易得、运行成本低、固化效果较好等方面的优势，是美国环保局推荐使用含砷废渣无害化处置技术之一，也是我国《砷污染防治技术政策》推荐处置技术。目前，含砷废渣水泥固化虽然也能满足技术需求，但对于高砷重金属污泥而言，单独水泥固化存在成本较高、浸出毒性不稳定等因素。本发明在现有技术基础上，通过对高砷重金属污泥预处理、组分配比、成型方式、养护制度等工艺参数进行研究，提出了针对高砷重金属污泥的无害化固化无害化处置技术，该技术具有运行成本低、原料适应性强的优点。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种高砷重金属污泥无害化处置方法。通过本方法处理后的污泥中各重金属元素的浸出浓度均可达到《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)和《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2001)要求，本发明通过以下技术方案实现。
一种高砷重金属污泥无害化处置方法，其具体步骤如下：
(1)预煅烧：首先将含水率<40%高砷重金属污泥在温度为100～300℃条件下预煅烧0.5～3h得到煅烧产物;
(2)配料：将步骤(1)得到的煅烧产物根据质量比为30～80：10～40：1～30加入石灰和添加剂搅拌均匀得到混合物料;
(3)将步骤(3)得到的混合物料进行成型产出固化体，冷却后进行安全储存。
所述步骤(1)中的高砷重金属污泥主要成分为硫酸钙水合物(CaSO4·xH2O)，干基污泥中砷含量0.5～30wt%。
所述步骤(2)中添加剂为质量比为5～40：5～40：5～40：5～40：5～40的二氧化硅粉(SiO2)、三氧化二铋(Bi2O3)、氧化硼(B2O3)、氧化钙(CaO)和氧化锌(ZnO)混合物。
所述步骤(3)中成型为热压成型，控制条件为：压力为20MPa以上，温度为700～900℃。
本发明的有益效果是：
(1)固化效果良好。固化处理后污泥中各重金属元素的浸出浓度均可达到《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)和《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2001)要求。
(2)固化成本低。本发明所述的原料均为常规原料及药剂，价格低廉，储放条件宽松，可大大降低含砷重金属污泥处置的成本，比较容易推广应用。
(3)固化工艺简单。相比于火法焚烧固化，使用该固化剂固化可大大简化工艺流程，设备材质要求低，能耗小，处理成本低，适于大面积普遍推广。
(4)该技术对高砷重金属污泥具有较好的适应性，适合砷含量较高，且含有多种重金属元素的危险废弃物处置。
(5)该工艺具有较好的灵活性，可根据处置场地和生产效率的需求提供高效、快速、安全的处置方案。