CN103449790B - 一种污酸渣无害化处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种污酸渣无害化处理的方法，属于环保技术领域。是将烘干后的污酸渣与普通硅酸盐水泥、粉煤灰、矿渣、河沙组成的固化材料在添加剂和水配合下，经过混合球磨、搅拌、浇注成型、养护成为胶凝状态良好、砷浸出浓度低水泥固化体。本发明具有工艺简单、生产成本低、安全有效；利用工业废渣做固化材料，达到以废治废，有明显的经济效益和环境效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种污酸渣无害化处理的方法，属于环保技术领域。
技术背景
本发明的污酸渣来源于有色金属冶炼烟气制酸污水净化处理系统的中和污泥，以及锌湿法冶炼资源回收的副产物，其中含有砷、汞、镉、铅、锌等，是对人及其生物危害最严重的重金属毒害物质，如何妥善的处理污酸渣成了业内关注的重点。目前国内外处理污酸渣时常用的稳定固化方法有：水泥固化法、有机聚合物固化法、塑性材料固化法和熔融固化法。
水泥固化是国际上处理有毒有害废物的主要方法之一，也是美国环保局也将水泥固化称为处理有害废物的最佳技术。主要利用水泥包胶固化原理，基于水泥的水合和水硬胶凝作用而对废物进行固化处理以达到与外界环境隔离的目的。其优点在于固化工艺简单、设备和运行费用低、固化体的强度好、水泥和添加剂廉价易得；缺点是水泥固化体的浸出率高、需作涂层处理、水泥固化体的增容比比较高、有的废物需进行预处理和投加添加剂，使处理费用增高。有机聚合物固化是将某种有机聚合物的单体和废物在一种催化剂作用下聚合、固化。具有固化效率高、毒物浸出率低的优点；缺点是对设备耐腐蚀性要求严格、固化体耐老化性能差、生产成本高。塑性材料固化就是用熔融的热塑性物质（沥青、石蜡、聚乙烯、聚丙烯等）在高温下与废物混合，以达到对其稳定固化的目的。其优点在于固化体浸出率低、固化对溶液有良好的阻隔性；其缺点在于固化基材具有可燃性、热塑材料价格昂贵、生产操作复杂、生产成本高。熔融固化将待处理的废物与细小的玻璃质混合造粒成型后，在高温下熔融形成玻璃固化体，借助玻璃体的致密结晶结构确保固化体的永久稳定。具有耐久性高、抗渗出性更强、毒物浸出率低、废物的增容比不大等优点；此法的缺点是工艺复杂、设备材质要求高、处理成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污酸渣无害化处理的方法，以解决污酸渣污染环境和综合利用问题；利用工业废渣做固化材料，达到以废治废，具有工艺简单、生产成本低、安全有效，并有明显的经济效益和环境效益。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：提供一种污酸渣无害化处理的方法，是将组分重量比为：烘干后的污酸渣100份与普通硅酸盐水泥20～50份，粉煤灰20～40份，矿渣10～30份，河沙10～20份组成的固化材料，在添加剂0.02～0.1份和水配合下，水灰重量比为0.3～0.5；经过混合球磨、搅拌、浇注成型、养护成为胶凝状态良好、砷浸出浓度低的固化体；
具体包括如下步骤：
步骤一、烘干：将污酸渣放在烘箱中进行烘干；
步骤二、球磨：预先将粉煤灰球磨10～15min，然后再与污酸渣、普通硅酸盐水泥混合球磨15～30min，控制普通硅酸盐水泥和粉煤灰添加量分别是污酸渣质量的20～50%和20～40%；
步骤三、搅拌：将球磨后的物料加入到搅拌机中，向其加入河沙和矿渣，缓慢的加水搅拌，加水的同时加入添加剂三乙醇胺，搅拌10～15min；控制水分的水灰重量比0.3～0.5，河沙和矿渣添加量是污酸渣质量的10～30%和10～20%，添加剂的添加量是污酸渣质量的0.02～0.1%；
步骤四、浇注成型：将搅拌后的物料装入标砖模具中，并用压力机保压后脱模，得到砖坯状固化体；
步骤五、养护：将压制成型的砖坯状固化体先在室温静置2～4h，然后将固化体放置常温的养护箱养护15天，最后取出在室温条件自然养护至28天；
步骤六、测试：将养护好的固化体进行测试砷浸出浓度和抗压强度。
上述添加剂是三乙醇胺。
本发明以污酸渣、普通硅酸盐水泥为主，粉煤灰、矿渣、河沙以及其他添加剂为辅的安全可靠的固化工艺。鉴于水泥固化过程中生成“水泥杆菌”，容易引起膨胀导致水泥固化体的破坏，使水泥固化体耐久性不足，寿命减短。此发明创新点在于利用粉煤灰代替部分水泥作为固化剂，主要原因是粉煤灰中二氧化硅能与水泥水合反应产生大量氢氧化钙反应生成一种新的具有胶结作用的化合物，从而增强固化体的防渗能力和改善其稳定性。使得水泥固化体的耐久性更高，毒物浸出率更低，还可以替代部分水泥使用量，降低污酸渣处理成本。本发明还实现了对两种工业废弃物粉煤灰和矿渣进行了再利用，以废治废，有明显的经济效益和环境效益。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明是一种污酸渣清洁环保处理的方法，其固化剂粉煤灰、矿渣都是工业废渣，实现了以废治废，因此，成本低廉；污酸渣固化工艺简单，不用高温烧结，不用昂贵材料，容易工程实施，且可实现工业化生产；在固化过程中，不产生二次废渣、废水和废气，实现安全绿化实施；污酸渣经固化后最终形成的是耐久性良好的铝硅酸盐为主的凝胶矿物，这种凝胶矿物大多呈类沸石的非晶体结构，具有高温陶瓷的高强、耐久特性，使得固化体寿命增长。通过这种方式进行的污酸渣固化与传统技术相比，具有安全有效、成本低廉、工艺简单、操作方便简单、有明显的经济效益和环境效益、无论从资源回收还是环境保护方面来说都具有十分重要的意义。
附图说明
附图1是本发明所述一种污酸渣绿化处理的方法的工艺流程示意图。
具体实施方案
以下结合附图和实施例，对本发明进一步的阐明。
实施例1：
步骤一、烘干：将污酸渣放在烘箱中进行烘干，温度控制在50℃；
步骤二、球磨：预先将粉煤灰球磨10min，然后再与污酸渣、普通硅酸盐水泥混合球磨15min，其中普通硅酸盐水泥和粉煤灰添加量分别是污酸渣质量的50%和20%；
步骤三、搅拌：将球磨后的物料加入到搅拌机中，向其加入河沙和矿渣，缓慢的加水搅拌，加水的同时加入添加剂三乙醇胺，搅拌10min，控制水分比0.3，河沙和矿渣添加量均是污酸渣质量的10%，三乙醇胺添加量是污算渣质量的0.03%；
步骤四、浇注成型：将搅拌后的物料装入标砖模具中，并用压力机保压后脱模，得到砖坯状固化体；
步骤五、养护：将压制成型的砖坯状固化体先在室温静置2h，然后将固化体放置常温的养护箱养护15天，最后取出在室温条件自然养护至28天；
步骤六、性能测试：上述水泥固化体的抗压强度6.58Mpa，砷浸出浓度0.36mg/l。
实施例2：
步骤一、烘干：将污酸渣放在烘箱中进行烘干，温度控制在60℃；
步骤二、球磨：预先将粉煤灰球磨10min，然后再与污酸渣、普通硅酸盐水泥混合球磨20min，控制普通硅酸盐水泥和粉煤灰添加量分别是污酸渣质量的50%和30%；
步骤三、搅拌：将球磨后的物料加入到搅拌机中，向其加入河沙和矿渣，缓慢的加水搅拌，加水的同时加入添加剂三乙醇胺，搅拌10min，控制水分比0.4，河沙和矿渣添加量是污酸渣质量的20%和10%，三乙醇胺添加量是污算渣质量的0.04%；
步骤四、浇注成型：将搅拌后的物料装入标砖模具中，并用压力机保压后脱模，得到砖坯状固化体；
步骤五、养护：将压制成型的砖坯状固化体先在室温静置3h，然后将固化体放置常温的养护箱养护15天，最后取出在室温条件自然养护至28天；
步骤六、性能测试：上述水泥固化体的抗压强度7.09Mpa，砷浸出浓度0.24mg/l。
实施例3：
步骤一、烘干：将污酸渣放在烘箱中进行烘干，温度控制在60℃；
步骤二、球磨：预先将粉煤灰球磨15min，然后再与污酸渣、普通硅酸盐水泥混合球磨20min，控制普通硅酸盐水泥和粉煤灰添加量分别是污酸渣质量的40%和20%；
步骤三、搅拌：将球磨后的物料加入到搅拌机中，向其加入河沙和矿渣，缓慢的加水搅拌，加水的同时加入添加剂三乙醇胺，搅拌15min，控制水分比0.4，河沙和矿渣添加量均是污酸渣质量的20%，三乙醇胺添加量是污算渣质量的0.05%；
步骤四、浇注成型：将搅拌后的物料装入标砖模具中，并用压力机保压后脱模，得到砖坯状固化体；
步骤五、养护：将压制成型的砖坯状固化体先在室温静置2h，然后将固化体放置常温的养护箱养护15天，最后取出在室温条件自然养护至28天；
步骤六、性能测试：上述水泥固化体的抗压强度10.18Mpa，砷浸出浓度0.06mg/l。
实施例4:
步骤一、烘干：将污酸渣放在烘箱中进行烘干，温度控制在65℃；
步骤二、球磨：预先将粉煤灰球磨10min，然后再与污酸渣、普通硅酸盐水泥混合球磨20min，控制普通硅酸盐水泥和粉煤灰添加量分别是污酸渣质量的30%和40%；
步骤三、搅拌：将球磨后的物料加入到搅拌机中，向其加入河沙和矿渣，缓慢的加水搅拌，加水的同时加入添加剂三乙醇胺，搅拌15min，控制水分比0.5，河沙和矿渣添加量是污酸渣质量的20%和10%，三乙醇胺添加量是污算渣质量的0.06%；
步骤四、浇注成型：将搅拌后的物料装入标砖模具中，并用压力机保压后脱模，得到砖坯状固化体；
步骤五、养护：将压制成型的砖坯先在室温静置2h，然后将固化体放置常温的养护箱养护15天，最后取出在室温条件自然养护至28天；
步骤六、性能测试：上述水泥固化体的抗压强度8.49Mpa，砷浸出浓度0.09mg/l。
Claims (1)
1.一种污酸渣无害化处理的方法，其特征是将组分重量比为：烘干后的污酸渣100份与普通硅酸盐水泥20～50份，粉煤灰20～40份，矿渣10～30份，河沙10～20份组成的固化材料，在添加剂0.02～0.1份和水配合下，水灰重量比为0.3～0.5；经过混合球磨、搅拌、浇注成型、养护成为胶凝状态良好、砷浸出浓度低的固化体；
具体包括如下步骤：
步骤一、烘干：将污酸渣放在烘箱中进行烘干；
步骤二、球磨：预先将粉煤灰球磨10～15min，然后再与污酸渣、普通硅酸盐水泥混合球磨15～30min，控制普通硅酸盐水泥和粉煤灰添加量分别是污酸渣质量的20～50%和20～40%；
步骤三、搅拌：将球磨后的物料加入到搅拌机中，向其加入河沙和矿渣，缓慢的加水搅拌，加水的同时加入添加剂三乙醇胺，搅拌10～15min；控制水分的水灰重量比0.3～0.5，河沙和矿渣添加量是污酸渣质量的10～30%和10～20%，添加剂的添加量是污酸渣质量的0.02～0.1%；
步骤四、浇注成型：将搅拌后的物料装入标砖模具中，并用压力机保压后脱模，得到砖坯状固化体；
步骤五、养护：将压制成型的砖坯状固化体先在室温静置2～4h，然后将固化体放置常温的养护箱养护15天，最后取出在室温条件自然养护至28天；
步骤六、测试：将养护好的固化体进行测试砷浸出浓度和抗压强度；
所述的添加剂是三乙醇胺。
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