CN103464446A - 含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法 - Google Patents

Abstract

含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，涉及一种有害重金属危险废渣的固化/稳定化处理，特别是含铅冶炼废渣的干法固相化学稳定化处置方法。其特征在于其处理过程是在含铅废渣中加入固相自由基反应剂和添加剂，进行球磨化学反应，实现重金属的自由基矿化/稳定化。本方法比传统的药剂稳定化工艺所用药剂更安全环保，无需添加液体试剂或药剂，具有处理效率高，工艺流程简单可操控，成本低廉，无二次污染的特点。

Description

含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法

技术领域

含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，涉及一种有害重金属危险废渣的固相化学稳定化处理，特别是含铅冶炼废渣的自由基矿化稳定化处置方法。

背景技术

随着工矿业的迅猛发展，土壤重金属污染日益严重，已成为一个全球性的环境问题。土壤重金属来源广泛，包括采矿、冶金、化工等工业排放的三废和汽车尾气，以及农药和化肥的施用等。土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，直接或间接地污染地下水、空气，危害农作物及生物，甚至危及人类的健康和生命。在冶炼生产过程中产生的含铅冶炼废渣是一种会对环境产生危害的重金属危险固体废弃物。

目前，对重金属危险固体废弃物的处理方法，通常是将重金属废渣进行场地堆存或填埋。由于场地选址难的问题，场地堆存或填埋在人口密集的东部和南部地区十分困难，而且，污染场地的修复非常困难，已有的重金属污染土壤修复方法都不很理想。

目前，轻度污染的农田有采用生物修复法修复的，其方法对重金属具有选择性和单一性，修复深度只达到根系范围，修复时间跨度长（数年或十几年），而不适合重度污染的工矿企业搬迁场地修复。

电动修复是指向重金属污染土壤中插入电极施加直流电压导致重金属离子在电场作用下进行电迁移、电渗流、电泳等过程，使其在电极附近富集进而从溶液中导出并进行适当的物理或化学处理，实现污染土壤清洁的技术。电动修复技术目前还主要停留在实验室研究阶段，在污染场地的应用案例比较少。

玻璃化技术指将重金属污染土壤置于高温高压的环境下，待其冷却后形成坚硬的玻璃体物质，这时土壤重金属被固定，从而达到阻抗重金属迁移目的的技术。玻璃化技术形成的玻璃类物质结构稳定很难被降解，这使得玻璃化技术实现了对土壤重金属的永久固定。玻璃化技术最早在核废料处理方面应用，但是由于该技术需要消耗大量的电能，其成本较高而没有得到广泛的应用。

因此，对重金属污染土壤的重要污染源有害重金属危险废渣的有效处理，成为防止土壤重金属污染，保护环境的重要课题。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术缺陷，提供一种处理效率高，工艺流程简单可操控，成本低廉，无二次污染的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于其处理过程是在含重金属废渣中加入固相自由基反应剂和添加剂，进行球磨化学反应，实现重金属的固化/稳定化。

本发明的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的固相自由基反应剂为晶体结构的二氧化硅。

本发明的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的添加剂为CaO-NaH₂PO₄。

本发明的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的添加剂中的质量比CaO:NaH₂PO₄ = 1~2:1。

本发明的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的固相自由基反应剂和添加剂质量比为 SiO₂: 添加剂 = 1~2:1。

本发明的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的重金属废渣占反应全部物料重量的90%~95%。

本发明的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的进行球磨化学反应的时间1~2小时。

本发明的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的含重金属废渣为含铅冶炼废渣。

本发明的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的晶体结构的二氧化硅是从石英砂、废玻璃或细沙中选取的。

本发明的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于球磨化学反应采用球磨化学反应器，其形式为选带搅拌的圆筒形球磨机或正八边形球磨机。

本发明的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，采用固相自由基化学反应方法处理含重金属废渣，将置于球磨反应器中的重金属废渣中的重金属转化为无害化的硅酸盐类，彻底转化为无毒稳定的。能有效防止或降低重金属废渣中有害物质在土壤中释放，使用的药剂更安全环保，无需添加液体试剂或药剂，处理效率高，比传统的药剂稳定化工艺节省50~70%的时间；工艺实现简单，反应条件温和，常温常压下反应，且为固相反应，不涉及液态药剂或试剂；工艺流程简单可操控，稳定剂成本低廉，反应原料均为廉价的工业品，不涉及贵金属或纳米材料；处理效果好，稳定化可达到99%以上，并且其浸出毒性能满足国家危险废物浸出毒性鉴别标准以下（GB5085.3-2007），过程环保，无二次污染。

具体实施方式

含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其处理过程是在含重金属废渣中加入固相自由基反应剂晶体结构的二氧化硅和添加剂CaO-NaH₂PO₄，进行球磨化学反应，实现重金属的固化/稳定化；其添加剂中的质量比CaO:NaH₂PO₄ = 1~2:1，固相自由基反应剂和添加剂质量比为 SiO₂: 添加剂 = 1~2:1；反应时重金属废渣占反应全部物料重量的90%~95%；进行球磨化学反应的时间为1~2小时。

实施例1

按添加剂中的质量比CaO:NaH₂PO₄ = 1:1，固相自由基反应剂和添加剂质量比为 SiO₂: 添加剂 = 1:1；反应时重金属废渣占反应全部物料重量的95%；加入带搅拌的圆筒形球磨机中，球料比设置为30:1,设定搅拌杆转速为450rpm，滚筒转速为45rpm；球磨时间为2h，球磨罐冷却后将粉体取出，其浸出毒性能满足国家危险废物浸出毒性鉴别标准，发现Pb的毒性浸出浓度由反应之前的20 mg/L降低到2 mg/L以下，低于国家危险废物浸出毒性标准（5 mg/L），其他重金属（Cu和Zn）的浸出率也降低了82%。

实施例2

按添加剂中的质量比CaO:NaH₂PO₄ = 2:1，固相自由基反应剂和添加剂质量比为 SiO₂: 添加剂 = 2:1；反应时重金属废渣占反应全部物料重量的90%；加入带搅拌的圆筒形球磨机中，球料比设置为30:1,设定搅拌杆转速为450rpm，滚筒转速为45rpm；球磨时间为1h，球磨罐冷却后将粉体取出，其浸出毒性能满足国家危险废物浸出毒性鉴别标准，发现Pb的毒性浸出浓度由反应之前的20 mg/L降低到2 mg/L以下，低于国家危险废物浸出毒性标准（5 mg/L），其他重金属（Cu和Zn）的浸出率也降低了81%。

实施例3

按添加剂中的质量比CaO:NaH₂PO₄ = 1.5:1，固相自由基反应剂和添加剂质量比为 SiO₂: 添加剂 = 1.5:1；反应时重金属废渣占反应全部物料重量的93%；加入带搅拌的圆筒形球磨机中，球料比设置为30:1,设定搅拌杆转速为450rpm，滚筒转速为45rpm；球磨时间为1.5h，球磨罐冷却后将粉体取出，其浸出毒性能满足国家危险废物浸出毒性鉴别标准，发现Pb的毒性浸出浓度由反应之前的20 mg/L降低到2 mg/L以下，低于国家危险废物浸出毒性标准（5 mg/L），其他重金属（Cu和Zn）的浸出率也降低了80%以上。

实施例4

按质量比 (CaO) : (NaH₂PO₄) : (SiO₂) : (铅冶炼渣)=2:1:4:93加入带搅拌的圆筒形球磨机中，球料比设置为30:1,设定搅拌杆转速为450rpm，滚筒转速为45rpm；球磨时间为2，球磨罐冷却后将粉体取出，其浸出毒性能满足国家危险废物浸出毒性鉴别标准，发现Pb的毒性浸出浓度由反应之前的20 mg/L降低到2 mg/L以下，低于国家危险废物浸出毒性标准（5 mg/L），其他重金属（Cu和Zn）的浸出率也降低了83%。

Claims (10)

1.含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于其处理过程是在含重金属废渣中加入固相自由基反应剂和添加剂，进行球磨化学反应，实现重金属的固化/稳定化。

2.根据权利要求1所述的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的固相自由基反应剂为晶体结构的二氧化硅。

3.根据权利要求1所述的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的添加剂为CaO-NaH₂PO₄。

4.根据权利要求1所述的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的添加剂中的质量比CaO:NaH₂PO₄ = 1~2:1。

5.根据权利要求1所述的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的固相自由基反应剂和添加剂质量比为 SiO₂: 添加剂 = 1~2:1。

6.根据权利要求1所述的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的重金属废渣占反应全部物料重量的90%~95%。

7.根据权利要求1所述的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的进行球磨化学反应的时间为1~2小时。

8.根据权利要求1所述的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的含重金属废渣为含铅冶炼废渣。

9.根据权利要求1所述的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于所述的晶体结构的二氧化硅是从石英砂、废玻璃或细沙中选取的。

10.根据权利要求1所述的含铅废渣的自由基矿化稳定化处置方法，其特征在于球磨化学反应采用球磨化学反应器，其形式为选带搅拌的圆筒形球磨机或正八边形球磨机。