CN108176700A - 一种钡渣的无害化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钡渣的无害化处理方法，该方法包括：搅拌混合、反应、分离。本发明通过在搅拌条件下使钡渣在水中与硫酸快速、充分反应生成硫酸钡沉淀，再经过固液分离出钡渣的方式进行无害化处理，能够有效的解决毒性去除不尽、处理量小、处理后钡渣量增大、处理成本高的问题，在工业生产中实现对钡渣进行连续性、大批量的处理，具有极强的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及工业废渣处理技术领域，具体涉及一种钡渣的无害化处理方法。
背景技术
钡渣是钡盐生产过程中产生的残余固体，含有水溶性钡和酸溶性钡，呈强碱性，属于危险固体废弃物。未经无害化处理的钡渣在储存和堆放过程中，钡离子特别是水溶性的钡离子容易渗入地下水中，造成地下水体的污染，人饮用后会导致中毒，因此钡渣的安全处理是钡盐工业生产中的重要问题。
目前生产中钡渣的无害化处理方法多采用硫酸钠、硫酸亚铁等硫酸盐与钡渣进行掺混以达到固定钡渣中可溶性钡方式，该方法只对钡渣中水溶性钡离子处理有效，酸溶性钡离子依然存在，再后续处置中仍具有潜在环境风险，同时处理方式存在着处理量小、处理后钡渣量增大、成本高的缺陷。
由李花兵等(专利CN104561561A一种含钡废渣无害化处理方法)、谢永福等(化工环保1996(16)218-220用钡渣制取硫酸钡)报道的使用盐酸搅拌下浸提钡渣，过滤分离出滤液加入硫酸回收硫酸钡盐，过滤的固体残渣用硫酸浸再次浸提过滤得到不含有害钡离子的残渣的处理方式，在原理及小量的处理方面效果是很好的，但在工业生产中想要达到与生产相匹配产能，其相应生产设备成本依然高昂。
由卢宇飞等(专利CN101891294A一种工业酸性废水的处理方法)报道一种利用钡渣处理工业酸性废水的方法，将钡渣投入含酸性废水中，利用钡渣碱性和有用成分通过反应产生沉淀，利用吸附絮凝作用来处理废水，经过滤分离得不含有害钡离子的滤渣。在以处理钡渣为目的的情况下，此方法只能在特定的条件下能使用，同时处理的钡渣可能引入了其他的有害物质，一样存在处理量小的缺陷。但其处理思路对于本发明人是可作为借鉴的。
为此本发明人通过大量的实验和探索，提供了一种在搅拌条件下将害钡渣分散在水中与硫酸反应生成硫酸钡沉淀，经过滤分离出无害钡渣的处理方，其过滤的滤液能直接回收循环使用，反应生成尾气经过相应的处理能达到无害排放。工艺结合相应的反应设备可实现在工业生产中对钡渣进行大批量的处理，具有极强的实用价值。
发明内容
为解决传统钡渣处理方法中存在的毒性去除不尽、处理量小、处理后钡渣量增大、处理成本高的问题，本发明提供了一种钡渣的无害化处理方法。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种钡渣的无害化处理方法，该方法包括以下步骤：
a、搅拌混合：先将水放入反应器中，开启搅拌后按照质量比加入钡渣，然后开启连接反应器的抽风机将尾气送入碱液吸收池中吸收处理后排空；
b、反应：按照质量比将硫酸缓慢的加入到反应器中搅拌充分反应；
c、分离：反应完成后经过滤将固液分离开，滤出的水相回收进行再次使用，固体即为为无害化的钡渣。
所述钡渣为钡盐工业生产过程中产生的废渣或是含有钡的废物。
所述钡渣的含水量≤50％。
所述钡渣、硫酸、水的质量比为1：0.03-0.2：2-10。
所述步骤a中碱液吸收池中的碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、生石灰、熟石灰、氨水等碱性的水溶液中的一种。
所述步骤b中硫酸为浓硫酸或含有相等浓硫酸量的硫酸水溶液。
所述步骤b中温度＜50℃。
所述步骤b中搅拌反应时间为15-200min。
所述步骤c中反应完成后水相得pH值为5-9。
所述水的质量为加入水的量和使用稀硫酸反应时稀硫酸中的含水量的总和。
本方法中主要涉及的化学反应如下：
SO4 2-+BaS→BaSO4↓
SO4 2-+BaCO3→BaSO4↓+CO3 2-
SO4 2-+BaSO3→BaSO4↓+SO3 2-
在整过反应过程中，采取抽负压排风的方式将反应产生的气体引入碱液吸收池/塔进行处理后排空。过滤收集的水相经计量后，直接按钡渣、浓硫酸和水的质量比1：0.03－0.2：2－10的比例再次进行钡渣处理。
本发明的有益效果在于：本发明通过在搅拌条件下将害钡渣置于水中与硫酸快速、充分反应生成硫酸钡沉淀，再经过液分离出无害钡渣的方式进行无害化处理，其反应滤液能直接回收循环使用，尾气经过相应的处理达到无害排放。发明能够有效的解决钡渣毒性去除不尽、处理量小、处理后钡渣量增大、处理成本高的问题，使用相应设备在工业生产中能实现对钡渣进行大批量的处理，具有极强的实用价值。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述，但要求保护的范围并不局限于所述。
下述实施例中所使用的钡渣为工厂生产过程中所产生的钡渣,含水量为20-30％。
实施例一
称取水400g加入1000ml的反应器中，开启搅拌加入200g钡渣，再开启连接反应器的抽风机将尾气送入碱吸收系统，经过10％氢氧化钠水溶液吸收后排空。慢滴加入6g浓硫酸，控制滴加速度使反应器内温度小于50℃反应，酸加完(pH＝5.5～6.5)。继续搅拌15分钟(此时反应液内pH＝7～8)，将反应体系过滤，收集滤液，固体为无害处理完毕钡渣。
按硫酸硝酸法HJ/T299-2007，测钡渣中钡离子含量为27mg/L，达到国家规定无害化标准要求。
实施例二
称取水400g加入1000ml的反应器中，开启搅拌加入200g钡渣，再开启连接反应器的抽风机将尾气送入碱吸收系统，经10％氢氧化钠水溶液吸收后排空，慢滴加入6g浓硫酸，控制滴加速度使反应器内温度小于50℃反应，酸加完pH＝5.5～6.5。继续搅拌30分钟(此时反应液内pH＝7～8.5)，将反应体系过滤抽干，收集滤液，固体为无害处理完毕钡渣。
按硫酸硝酸法HJ/T299-2007，测钡渣中钡离子含量为24mg/L，达到国家规定无害化标准要求。
实施例三
称取水400g加入1000ml的反应器中，开启搅拌加入200g钡渣，再开启连接反应器的抽风机将尾气送入碱吸收系统，经10％氢氧化钠水溶液)吸收后排空。慢滴加入6g浓硫酸，控制滴加速度使反应器内温度小于50℃反应，酸加完(pH＝5.5～6.5)。继续搅拌60分钟(此时反应液内pH＝8～9)，将反应体系过滤，收集滤液，固体无害处理完毕钡渣。
按硫酸硝酸法HJ/T299-2007，测钡渣中钡离子含量为25mg/L，达到国家无害化标准要求。
实施例四
称取水400g加入1000ml的反应器中，开启搅拌加入200g钡渣，开启连接反应器的抽风机将尾气送入碱吸收系统，经10％氢氧化钠水溶液吸收后排空系统。慢滴加入6g浓硫酸，控制滴加速度使反应器内温度小于50℃反应，酸加完(pH＝5.5～6.5)。继续搅拌120分钟(此时反应液内pH＝8～9)，将反应体系过滤，收集滤液，固体为无害处理完毕钡渣。
按硫酸硝酸法HJ/T299-2007，测钡渣中钡离子含量为22mg/L，达到国家规定无害化标准要求。
实施例五
称取水400g加入1000ml的反应器中，开启搅拌加入200g钡渣，开启连接反应器的抽风机将尾气送入碱吸收系统，经10％氢氧化钠水溶液吸收后排空。慢滴加入6g浓硫酸，控制滴加速度使反应器内温度小于50℃反应，酸加完(pH＝5.5～6.5)。继续搅拌200分钟(此时反应液内pH＝8～9)，将反应体系过滤，收集滤液，固体为无害处理完毕钡渣。
按硫酸硝酸法HJ/T299-2007，测钡渣中钡离子含量为24mg/L，达到国家规定无害化标准要求。
实施例六
称取水400g加入1000ml的反应器中，开启搅拌加入200g钡渣，再开启连接反应器的抽风机将尾气送入碱吸收系统，经10％氢氧化钠水溶液吸收后排空。慢滴加入12g浓硫酸，控制滴加速度使反应器内温度小于50℃反应，酸加完(pH＝5～6)。继续搅拌30分钟(此时反应液内pH＝6.5～7.5)，将反应体系过滤，收集滤液，固体为无害处理完毕钡渣。
按硫酸硝酸法HJ/T299-2007，测钡渣中钡离子含量为13mg/L，完全达到无害化标准要求。
实施例七
称取水400g加入1000ml的反应器中，开启搅拌加入200g钡渣，再开启连接反应器的抽风机将尾气送入碱吸收系统，经10％氢氧化钠水溶液吸收后排空。慢滴加入20g浓硫酸，控制滴加速度使反应器内温度小于50℃反应，酸加完(pH＝4.5～5.5)，继续搅拌200分钟(此时反应液内pH＝6～7)。将反应体系过滤，滤出的水相收集，固体为无害处理完毕钡渣。
按硫酸硝酸法HJ/T299-2007，测钡渣中钡离子含量未检出，完全达到无害化标准要求。
实施例八
称取水2000g加入3000ml的反应器中，开启搅拌加入200g钡渣，再开启连接反应器的抽风机将尾气送入碱吸收系统，经10％氢氧化钠水溶液吸收后排空。慢滴加入20g浓硫酸，控制滴加速度使反应器内温度小于50℃反应，酸加完(pH＝3.5～4.5)，继续搅拌15分钟(此时反应液内pH＝6.5～7.5)。将反应体系过滤，滤出的水相收集，固体为无害处理完毕钡渣。
按硫酸硝酸法HJ/T299-2007，测钡渣中钡离子含量为5mg/L，达到无害化标准要求。
实施例九
称取水400g加入1000ml的反应器中，开启搅拌加入200g钡渣，开启连接反应器的抽风机将尾气送入碱吸收系统，经10％氢氧化钠水溶液吸收后排空。慢滴加入40g浓硫酸，控制滴加速度使反应器内温度小于50℃反应，酸加完(pH＝1)，继续搅拌200分钟(此时反应液内pH＝5～6)。将反应体系过滤抽干，滤出的水相收集，固体无害处理完毕钡渣。
按硫酸硝酸法HJ/T299-2007，测钡渣中钡离子含量未检出，达到国家规定无害化标准要求
实施例十
称取水388g加入1000ml的反应器中，开启搅拌再加入200g钡渣，开启连接反应器的抽风机将尾气送入碱吸收系统，经10％氢氧化钠水溶液吸收后排空系统。慢滴加入含量为33％稀硫酸18g，控制滴加速度使反应器内温度小于50℃反应，酸加完(pH＝5.5～6.5)。继续搅拌15分钟(此时反应液内pH＝7.5～8.5)，将反应体系过滤抽干，滤出的水相收集，固体为无害处理完毕钡渣。
按硫酸硝酸法HJ/T299-2007，测钡渣中钡离子含量为22mg/L，达到国家规定无害化标准要求。
实施例十一
称取水370g加入1000ml的反应器中，开启搅拌加入200g钡渣，再开启连接反应器的抽风机将尾气送入碱吸收系统，经10％氢氧化钠水溶液吸收后排空系统。慢滴加入含量为50％稀硫酸60g，控制滴加速度使反应器内温度小于50℃反应，酸加完(pH＝2)，继续搅拌200分钟(此时反应液内pH＝5～6)。将反应体系过滤抽干，收集滤液，固体为无害处理完毕钡渣。
按硫酸硝酸法HJ/T299-2007，测钡渣中钡离子含量为1mg/L，达到国家无害化标准要求。
实施例十二
称取钡渣无害化处理后过滤收集的水400g加入1000ml的反应器中，开启搅拌加入200g钡渣，再开启连接反应器的抽风机将尾气送入碱吸收系统，经10％氢氧化钠水溶液吸收后排空系统。慢滴加入12g浓硫酸，控制滴加速度使反应器内温度小于50℃反应，酸加完(pH＝5.5～6.5)，继续搅拌30分钟(此时反应液内pH＝8～9)。将反应体系过滤，收集滤液(可继续返回套用)，固体为无害处理完毕钡渣。
按硫酸硝酸法HJ/T299-2007，测钡渣中钡离子含量为10mg/L，达到国家无害化标准要求。
由上面的实施例中可以看出，采用本方法进行钡渣的无害化处理，能够达到很好的效果，按照《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别GB 5085.3-2007》、《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法HJ/T299-2007》测钡渣中钡离子含量在0～30mg/L间，其处理效果完全达到国家无害化标准要求。
本发明是根据具体的优选实施方案进行书写，不能将本发明的具体实施方案认定为只局限于本说明，对本发明所属技术领域的技术人员来讲，在不脱离本发明总体构思的前提下，对本发明中各参数进行灵活的变更，形成多个实施案例，都应当视为属于本发明所附的权利要求的范围，在此不再一一描述。
Claims (7)
1.一种钡渣的无害化处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
a、搅拌混合：先将水放入反应器中，开启搅拌后按照质量比加入钡渣，然后开启连接反应器的抽风机将尾气送入碱液吸收池中吸收处理后排空；
b、反应：按照质量比将硫酸缓慢的加入到反应器中充分反应并搅拌；
c、分离：待溶液pH值为5-9时达到反应终点，再过滤将固液分离开，滤出的水相回收进行二次使用，固体即为为无害化的钡渣；
所述步骤b中反应的温度＜50℃；
所述步骤b中搅拌反应时间为15-200min。
2.根据权利要求1所述的钡渣的无害化处理方法，其特征在于：所述钡渣为钡盐工业生产过程中产生的废渣或是含有钡的废物。
3.根据权利要求1所述的钡渣的无害化处理方法，其特征在于：所述钡渣的含水量≤50％。
4.根据权利要求1所述的钡渣的无害化处理方法，其特征在于：所述钡渣、硫酸、水的质量比为1：0.03-0.2：2-10。
5.根据权利要求1所述的钡渣的无害化处理方法，其特征在于：所述步骤a中碱液吸收池中的碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、生石灰、熟石灰、氨水、等碱性物与水组成的混合液中的一种。
6.根据权利要求1所述的钡渣的无害化处理方法，其特征在于：所述步骤b中硫酸为浓硫酸或含有相等浓硫酸量的硫酸水溶液。
7.根据权利要求1所述的钡渣的无害化处理方法，其特征在于：所述水的质量为加入水的量和使用稀硫酸反应时稀硫酸中的含水量的总和。
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- 2017-12-28 CN CN201711466090.3A patent/CN108176700A/zh active Pending
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