CN107502749A - 一种高端铸件废渣处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高端铸件废渣处理的方法，涉及废弃物处理技术领域，简要包括以下步骤：(1)将废渣粉碎，分选出金属物料和非金属物料；(2)将金属物料加入酸性溶液中进行搅拌酸浸，再加入氧化剂，用碱性溶液调节混合液的pH再加入磷酸盐缓冲液，过滤出杂质；(3)向混合液中加入碱性溶液调节混合液的pH，过滤出杂质；(4)向混合液中加入碱性溶液调节混合液的pH，过滤出杂质；(5)向混合液中依次加入螯合剂和固化剂，过滤出杂质；(6)将杂质进行回收利用；本发明实现了高效回收重金属离子和原子，具有化害为利，变废为宝，流程简短，环境友好及成本低廉等优点，本发明对废渣的清洁生产和重金属污染治理均具有重大意义。

Description

一种高端铸件废渣处理的方法
技术领域
本发明涉及废弃物处理技术领域，具体涉及一种高端铸件废渣处理的方法。
背景技术
在生产高端铸件的过程中，会产生很多重金属固体废物，重金属固体废物是重金属污染环境的主要形态之一。随着社会的进步、科技的发展，人类对有色金属的开采、冶炼、加工等生产活动也日渐频繁，产生的重金属固体废物不论是数量上还是种类上都大大增加。重金属废物的排放和堆存，不仅占用了大量的土地，而且其中常含有砷、镉、铅、锌、铜和汞等多种重金属，对环境和人类健康构成了极大的威胁。另一方面，我国目前矿产资源紧缺，形势严峻。铅、锌、钨、锡、锑、稀土矿资源比较丰富，但富矿多数已开发利用；铅、锌、铜等矿物大量依赖进口。重金属固体废物中含有铜、铅、锌、镉等多种有价金属，日益成为一种具有开发利用价值的二次资源。
因此，重金属固体废弃物无害化、资源化处理的方法和技术具有较大的市场需求量，尤其是对于工艺简单、环境友好、成本节约的重金属固体废弃物处理技术或方法极为需求。
目前，重金属固体废物无害化、资源化处理方法主要包括资源回收和固化处理。其中固化处理一般只能实现重金属废渣的无害化处理，并且固化处理增容比较大，成本较高，不能实现重金属资源的资源化回收。而常规的回收工艺主要有湿法浸出和火法冶炼两种方法。但是，对于湿法浸出技术而言，由于重金属废渣杂质多，成分复杂，导致浸出液除杂工艺复杂，回收率低。如化学浸出、细菌浸出等可以用于废物中有价金属的回收，但由于回收效率、技术经济性以及二次污染等方面存在问题，难以进行商业应用；而火法冶炼的工艺能耗大，成本高，也难以推广应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高端铸件废渣处理的方法，使得在生产高端铸件的过程中产生的废渣能够得到有效利用和处理，填埋后不污染土壤。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高端铸件废渣处理的方法，包括以下步骤：
(1)将废渣粉碎，然后以水为介质，分选出金属物料和非金属物料，非金属物料直接填埋或者烘干脱水后回收利用；
(2)将金属物料烘干脱水后，加入金属物料量3-4倍的pH为1-2的酸性溶液中进行搅拌酸浸，1-2h后再加入1-2倍金属物料量的氧化剂，充分搅拌混合2-3h后，用碱性溶液调节混合液的pH为2-4，再加入1-2倍碱性溶液量的磷酸盐缓冲液，搅拌1-1.5h后过滤出杂质，此时溶液为混合液1；
(3)向混合液1中加入碱性溶液调节混合液的pH为4-6，搅拌1-1.5h后，静置20-30min，过滤出杂质，此时溶液为混合液2；
(4)向混合液2中加入碱性溶液调节混合液的pH为7-9，搅拌1.5-2h后，静置20-30min，过滤出杂质，此时溶液为混合液3；
(5)向混合液3中依次加入0.1-0.5倍的金属物料量的螯合剂和固化剂，搅拌2-3h后，静置30-50min，过滤出杂质，此时所得溶液直接排放或烘干后填埋；
(6)将步骤(2)-(5)中过滤出的杂质进行回收利用。
优选地，所述螯合剂为柠檬酸铵、羟基乙酸和乙二胺四乙酸按质量比2：2：1混合而成。
优选地，所述酸性溶液为硫酸溶液、盐酸溶液、次氯酸溶液中的任意一种。
优选地，所述固化剂为硅藻土和石灰石按质量比1：2混合而成。
优选地，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化镁溶液、氢氧化钙溶液、碳酸钙溶液中的任意一种。
优选地，所述氧化剂为次氯酸钠。
优选地，所述磷酸盐缓冲液的制备方法为：取磷酸二氢钾0.68g，加0.1mol/L氢氧化钠溶液29.1ml，用水稀释至100ml，即得，所述磷酸盐缓冲液的pH值为7。
有益效果：
本发明提供了一种高端铸件废渣处理的方法，本发明由于采用上述处理方法，根据调节不同的pH，将废渣中的铜、锡、锌、铅、铁等金属元素沉降析出后进行回收再利用，有效节约成本；本发明中固化剂为硅藻土和石灰石，硅藻土和石灰石具有复配的作用，两者配合使用，对镉、锌、铅等重金属元素的固化效果最好；本发明中螯合剂为柠檬酸铵、羟基乙酸和乙二胺四乙酸混合而成，当柠檬酸铵与羟基乙酸、乙二胺四乙酸并用时，柠檬酸铵的螯合能力增加，实现了高效回收重金属离子和原子，具有化害为利，变废为宝，流程简短，环境友好及成本低廉等优点；本发明对废渣的清洁生产和重金属污染治理均具有重大意义。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种高端铸件废渣处理的方法，包括以下步骤：
(1)将废渣粉碎，然后以水为介质，分选出金属物料和非金属物料，非金属物料直接填埋或者烘干脱水后回收利用；
(2)将金属物料烘干脱水后，加入金属物料量4倍的pH为1的盐酸溶液中进行搅拌酸浸，1h后再加入2倍金属物料量的次氯酸钠，充分搅拌混合2h后，用氢氧化钠溶液调节混合液的pH为4，再加入1倍氢氧化钠溶液量的磷酸盐缓冲液，搅拌1h后过滤出杂质，此时溶液为混合液1；
(3)向混合液1中加入氢氧化钠溶液调节混合液的pH为6，搅拌1.5h后，静置20min，过滤出杂质，此时溶液为混合液2；
(4)向混合液2中加入氢氧化钠溶液调节混合液的pH为9，搅拌2h后，静置20min，过滤出杂质，此时溶液为混合液3；
(5)向混合液3中依次加入0.1倍的金属物料量的螯合剂和固化剂，搅拌2h后，静置30min，过滤出杂质，此时所得溶液直接排放或烘干后填埋；
(6)将步骤(2)-(5)中过滤出的杂质进行回收利用。
其中，螯合剂为柠檬酸铵、羟基乙酸和乙二胺四乙酸按质量比2：2：1混合而成；固化剂为硅藻土和石灰石按质量比1：2混合而成；磷酸盐缓冲液的制备方法为：取磷酸二氢钾0.68g，加0.1mol/L氢氧化钠溶液29.1ml，用水稀释至100ml，即得；磷酸盐缓冲液的pH值为7。
实施例2：
一种高端铸件废渣处理的方法，包括以下步骤：
(1)将废渣粉碎，然后以水为介质，分选出金属物料和非金属物料，非金属物料直接填埋或者烘干脱水后回收利用；
(2)将金属物料烘干脱水后，加入金属物料量3倍的pH为2的硫酸溶液中进行搅拌酸浸，2h后再加入1倍金属物料量的次氯酸钠，充分搅拌混合3h后，用氢氧化镁溶液调节混合液的pH为2，再加入2倍氢氧化镁溶液量的磷酸盐缓冲液，搅拌1.5h后过滤出杂质，此时溶液为混合液1；
(3)向混合液1中加入氢氧化镁溶液调节混合液的pH为4，搅拌1h后，静置30min，过滤出杂质，此时溶液为混合液2；
(4)向混合液2中加入氢氧化镁溶液调节混合液的pH为7，搅拌1.5h后，静置30min，过滤出杂质，此时溶液为混合液3；
(5)向混合液3中依次加入0.5倍的金属物料量的螯合剂和固化剂，搅拌3h后，静置50min，过滤出杂质，此时所得溶液直接排放或烘干后填埋；
(6)将步骤(2)-(5)中过滤出的杂质进行回收利用。
其中，螯合剂为柠檬酸铵、羟基乙酸和乙二胺四乙酸按质量比2：2：1混合而成；固化剂为硅藻土和石灰石按质量比1：2混合而成；磷酸盐缓冲液的制备方法为：取磷酸二氢钾0.68g，加0.1mol/L氢氧化钠溶液29.1ml，用水稀释至100ml，即得；磷酸盐缓冲液的pH值为7。
实施例3：
一种高端铸件废渣处理的方法，包括以下步骤：
(1)将废渣粉碎，然后以水为介质，分选出金属物料和非金属物料，非金属物料直接填埋或者烘干脱水后回收利用；
(2)将金属物料烘干脱水后，加入金属物料量3.5倍的pH为1.5的次氯酸溶液中进行搅拌酸浸，1.5h后再加入1.5倍金属物料量的次氯酸钠，充分搅拌混合2.5h后，用氢氧化钙溶液调节混合液的pH为3，再加入1.5倍氢氧化钙溶液量的磷酸盐缓冲液，搅拌1.2h后过滤出杂质，此时溶液为混合液1；
(3)向混合液1中加入氢氧化钙溶液调节混合液的pH为5，搅拌1-1.5h后，静置25min，过滤出杂质，此时溶液为混合液2；
(4)向混合液2中加入氢氧化钙溶液调节混合液的pH为8，搅拌1.7h后，静置25min，过滤出杂质，此时溶液为混合液3；
(5)向混合液3中依次加入0.3倍的金属物料量的螯合剂和固化剂，搅拌2.5h后，静置40min，过滤出杂质，此时所得溶液直接排放或烘干后填埋；
(6)将步骤(2)-(5)中过滤出的杂质进行回收利用。
其中，螯合剂为柠檬酸铵、羟基乙酸和乙二胺四乙酸按质量比2：2：1混合而成；固化剂为硅藻土和石灰石按质量比1：2混合而成；磷酸盐缓冲液的制备方法为：取磷酸二氢钾0.68g，加0.1mol/L氢氧化钠溶液29.1ml，用水稀释至100ml，即得；磷酸盐缓冲液的pH值为7。
实施例4：
一种高端铸件废渣处理的方法，包括以下步骤：
(1)将废渣粉碎，然后以水为介质，分选出金属物料和非金属物料，非金属物料直接填埋或者烘干脱水后回收利用；
(2)将金属物料烘干脱水后，加入金属物料量4倍的pH为2的盐酸溶液中进行搅拌酸浸，1h后再加入2倍金属物料量的次氯酸钠，充分搅拌混合2.5h后，用碳酸钙溶液调节混合液的pH为3，再加入2倍碳酸钙溶液量的磷酸盐缓冲液，搅拌1.5h后过滤出杂质，此时溶液为混合液1；
(3)向混合液1中加入碳酸钙溶液调节混合液的pH为6，搅拌1.5h后，静置30min，过滤出杂质，此时溶液为混合液2；
(4)向混合液2中加入碳酸钙溶液调节混合液的pH为9，搅拌2h后，静置25min，过滤出杂质，此时溶液为混合液3；
(5)向混合液3中依次加入0.2倍的金属物料量的螯合剂和固化剂，搅拌2.5h后，静置45min，过滤出杂质，此时所得溶液直接排放或烘干后填埋；
(6)将步骤(2)-(5)中过滤出的杂质进行回收利用。
其中，螯合剂为柠檬酸铵、羟基乙酸和乙二胺四乙酸按质量比2：2：1混合而成；固化剂为硅藻土和石灰石按质量比1：2混合而成；磷酸盐缓冲液的制备方法为：取磷酸二氢钾0.68g，加0.1mol/L氢氧化钠溶液29.1ml，用水稀释至100ml，即得；磷酸盐缓冲液的pH值为7。
金属离子含量检测：对于实施例1-4中步骤(5)过滤后的溶液进行重金属离子检测，根据国家标准，实施例1-4中步骤(5)过滤后的溶液中不含有铜、铁、铅元素，含有极少量的硅、锰、铬、硫，均在国家标准范围内；综上，本发明实施例1-4对废渣的处理效果较好。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种高端铸件废渣处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将废渣粉碎，然后以水为介质，分选出金属物料和非金属物料，非金属物料直接填埋或者烘干脱水后回收利用；
(2)将金属物料烘干脱水后，加入金属物料量3-4倍的pH为1-2的酸性溶液中进行搅拌酸浸，1-2h后再加入1-2倍金属物料量的氧化剂，充分搅拌混合2-3h后，用碱性溶液调节混合液的pH为2-4，再加入1-2倍碱性溶液量的磷酸盐缓冲液，搅拌1-1.5h后过滤出杂质，此时溶液为混合液1；
(3)向混合液1中加入碱性溶液调节混合液的pH为4-6，搅拌1-1.5h后，静置20-30min，过滤出杂质，此时溶液为混合液2；
(4)向混合液2中加入碱性溶液调节混合液的pH为7-9，搅拌1.5-2h后，静置20-30min，过滤出杂质，此时溶液为混合液3；
(5)向混合液3中依次加入0.1-0.5倍的金属物料量的螯合剂和固化剂，搅拌2-3h后，静置30-50min，过滤出杂质，此时所得溶液直接排放或烘干后填埋；
(6)将步骤(2)-(5)中过滤出的杂质进行回收利用。
2.如权利要求1所述的高端铸件废渣处理的方法，其特征在于，所述螯合剂为柠檬酸铵、羟基乙酸和乙二胺四乙酸按质量比2：2：1混合而成。
3.如权利要求1所述的高端铸件废渣处理的方法，其特征在于，所述酸性溶液为硫酸溶液、盐酸溶液、次氯酸溶液中的任意一种。
4.如权利要求1所述的高端铸件废渣处理的方法，其特征在于，所述固化剂为硅藻土和石灰石按质量比1：2混合而成。
5.如权利要求1所述的高端铸件废渣处理的方法，其特征在于，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化镁溶液、氢氧化钙溶液、碳酸钙溶液中的任意一种。
6.如权利要求1所述的高端铸件废渣处理的方法，其特征在于，所述氧化剂为次氯酸钠。
7.如权利要求1所述的高端铸件废渣处理的方法，其特征在于，所述磷酸盐缓冲液的制备方法为：取磷酸二氢钾0.68g，加0.1mol/L氢氧化钠溶液29.1ml，用水稀释至100ml，即得，所述磷酸盐缓冲液的pH值为7。
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