CN113369289A - 一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及危险废渣的处理方法，更具体地说，它涉及一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法，底部形成含碳酸钙成分的原料垫层，然后依次从下往上填铺含氟硅酸盐的废渣层，含碳酸钙成分的原料中间层和土壤层，使水由上往下流经土壤层，含碳酸钙成分的中间层，含氟硅酸盐的废渣层和含碳酸钙成分的垫层。本发明不仅可针对含氟硅酸盐的危险固废进行无害化处理，还可对已产生氟污染的废渣场进行修复，通过碳酸钙与含氟硅酸盐的危险固废进行反应生成无毒、不溶于水的氟化钙沉淀，有效地去除了固废和废渣中的氟元素，消除了氟污染，而排放的反应液中氟离子浓度＜10mg/L，符合国家污水综合排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及危险废渣的处理方法，更具体地说，它涉及一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法。
背景技术
目前国内工业生产氟化氢、高锰酸钠、磷肥、氟化物时，产生大量的含氟废渣，其主要含氟硅酸钾和氟硅酸钠。氟硅酸钠、氟硅酸钾是化学危险品中的毒害品，可作为杀虫剂使用。在堆渣场或废渣填埋场中，氟硅酸盐在雨水的作用下，会产生大量的氟离子，对人们的健康和环境安全构成威胁。当人体摄入过量的氟时，就会引起氟斑牙与氟骨病，损伤眼和鼻，严重时会导致肺功能衰竭，甚至窒息死亡。氟化物毒害植物的机理是氟元素能使植物的酶蛋白失去活性，导致植物无法正常生长甚至死亡。氟在酸性的介质会与金属离子生成络合物，容易在水中迁移；在碱性的介质中，又会以氟离子的状态迁移，氟的迁移能力很强。
近年来，随着我国对环保的重视和环保法规的完善，各相关生产部门投入了大量的人力、物力，对产生的氟硅酸盐废渣进行回收利用和无害化处理，基本消除了新的氟污染源。但历史遗留的含氟硅酸盐的堆渣场仍继续对周围造成严重污染，这些废渣含氟硅酸盐的浓度不等，且处理时废渣会污染土壤。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法，不仅可针对含氟硅酸盐的危险固废进行无害化处理，还可对已产生氟污染的废渣场进行修复，通过含碳酸钙的原料垫层与含氟硅酸盐的危险固废进行反应生成无毒、不溶于水的氟化钙沉淀，有效地去除了固废或废渣中的氟元素，消除了氟污染，最终排放的反应液中氟离子浓度＜10mg/L，符合国家污水综合排放标准。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的，一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法，在处理池底部填铺形成含碳酸钙成分的原料垫层，然后依次从下往上填铺含氟硅酸盐的废渣层，含碳酸钙成分的原料中间层和土壤层，使水由上往下流经土壤层，含碳酸钙成分的原料中间层，含氟硅酸盐的废渣层和含碳酸钙成分的原料垫层。所述含碳酸钙成分的原料垫层填埋于废渣的下层，当水自上往下流经废渣层后，所述含碳酸钙成分的原料垫层中的碳酸钙与废渣层浸出液中的氟硅酸根离子和水解产生的氟离子反应，生成无毒的氟化钙沉淀，化学反应式如下：
SiF6 2-+3 H2O＝4 HF+2 F-+H2SiO3
2 HF+CaCO3＝CaF2+H2O+CO2
2 F-+Ca2+＝CaF2
本发明中，所述含碳酸钙成分的原料垫层为细石灰石粉层，所述细石灰石粉的粒径大小为80～100目。细石灰石粉的粒径大小控制为80～100目，可进一步地增大与浸出液的接触面积，使浸出液中浸出的废渣中的氟酸根和水解产生的氟离子完全反应生成无毒的氟化钙沉淀。
本发明中，所述含碳酸钙成分的原料垫层和所述含氟硅酸盐的废渣层的质量比为3:2～10。
进一步地，所述含碳酸钙成分的原料中，所述碳酸钙是过量的。
进一步地，所述含碳酸钙成分的原料中，所述碳酸钙的质量分数≥90％。控制含碳酸钙成分的原料垫层中碳酸钙的含量为过量的，确保氟硅酸根完全反应。
本发明中，所述原料垫层中碳酸钙的物质的量与所述废渣层中氟硅酸根的物质的量之比≥3:1。可通过测定所述废渣中氟硅酸根的含量，用于计量细石灰石粉中碳酸钙的含量。
本发明中，所述含碳酸钙成分的原料中间层为粗石灰石粉层，所述粗石灰石粉的粒径大小为≥20目，所述粗石灰石粉层的厚度≥0.1m，优选地，所述粗石灰石粉的粒径大小为20～40目，所述粗石灰石粉层的厚度为0.1～0.2m。所述粗石灰石粉填埋在废渣的上层，防止氟硅酸盐水解后产生的高浓度的氟向土壤层迁移，避免氟污染土壤。
本发明中，所述土壤层的厚度为0.2～0.5m。
本发明中，所述水的质量与所述含碳酸钙成分的原料垫层和所述废渣层质量总和的比值为10～20:1。
本发明中，所述水的pH为6～8。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用含碳酸钙的原料中碳酸钙的粒径大小控制在80～100目，增大了与废渣浸出液的接触面积，使碳酸钙与浸出液中浸出的废渣中的氟酸根及水解产生的氟离子完全反应，最终产出的浸出液中氟离子浓度＜10mg/L，达到国家污水综合排放标准；
(2)本发明通过测定所述废渣中氟硅酸根的含量，用于计量细石灰石粉中碳酸钙的含量，且控制细石灰石粉和废渣的物料比，进而确保废渣中的氟酸根和氟离子完全反应；
(3)本发明采用粗石灰石粉填埋在废渣的上层，防止氟硅酸盐水解后产生的高浓度的氟向土壤层迁移，避免污染土壤。
具体实施方式
实施例1
取含氟硅酸盐废渣200g，测定废渣中SiF6 2-的含量为71％。将石灰石粉碎为40目的粗石灰石粉和100目的细石灰石粉，石灰石粉中碳酸钙的质量分数≥90％。在聚苯乙烯柱中，依次填入100目细石灰石粉300g，废渣200g，40目的粗石灰石粉和普通土壤，粗石灰石粉层的厚度为0.2m，土壤层的厚度为0.5m。在柱顶持续加入pH为6的水使其自然流经土壤层、粗石灰石粉层、废渣层和细石灰石粉层，加水的质量为废渣和细石灰石粉总质量的20倍，即10000mL水。收集从管底流出的浸出液，每收集50mL检测一次氟离子含量，依次检测200次。收集的第一个50mL浸出液的氟离子浓度为8.4mg/L，即氟离子浓度＜10mg/L，后续每个样品检测的氟离子浓度均小于10mg/L，达到国家污水综合排放标准(GB 8978-1996)。
实施例2
取含氟硅酸盐废渣1000g，测定废渣中SiF6 2-的含量为15％。将石灰石粉碎为20目的粗石灰石粉和80目的细石灰石粉，石灰石粉中碳酸钙的质量分数≥90％。在聚苯乙烯柱中，依次填入80目细石灰石粉300g，废渣1000g，20目的粗石灰石粉和普通土壤，粗石灰石粉层的厚度为0.1m，土壤层的厚度为0.2m。在柱顶持续加入pH为8的水，使其自然流经土壤层、粗石灰石粉层、废渣层和细石灰石粉层，加水的质量为废渣和细石灰石粉总质量的10倍，即13000mL水。收集从管底流出的浸出液，每收集50mL检测一次氟离子含量，依次检测200次。收集的第一个50mL浸出液的氟离子浓度为4.5mg/L，即氟离子浓度＜10mg/L，后续每个样品检测的氟离子浓度均小于10mg/L，达到国家污水综合排放标准(GB 8978-1996)。
本发明提供一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法，不仅可针对含氟硅酸盐的危险固废进行无害化处理，还可对已产生氟污染的废渣场进行修复，经本发明处理的含氟硅酸盐的废渣将不会再向周围环境迁移氟离子，消除了含氟硅酸盐废渣对周围环境的氟污染。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例为申请人真实试验结果加以论证。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (10)
1.一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法，其特征在于，在处理池底部填铺形成含碳酸钙成分的原料垫层，然后依次从下往上填铺含氟硅酸盐的废渣层，含碳酸钙成分的原料中间层和土壤层，使水由上往下流经土壤层，含碳酸钙成分的中间层，含氟硅酸盐的废渣层和含碳酸钙成分的垫层。
2.根据权利要求1所述的一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法，其特征在于，所述含碳酸钙成分的原料垫层为细石灰石粉层，所述细石灰石粉的粒径大小为80～100目。
3.根据权利要求1或2所述的一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法，其特征在于，所述含碳酸钙成分的原料垫层和所述含氟硅酸盐的废渣层的质量比为3:2～10。
4.根据权利要求3所述的一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法，其特征在于，所述含碳酸钙成分的原料中，所述碳酸钙是过量的。
5.根据权利要求4所述的一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法，其特征在于，所述含碳酸钙成分的原料中，所述碳酸钙的质量分数≥90％。
6.根据权利要求5所述的一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法，其特征在于，所述含碳酸钙成分的原料垫层中碳酸钙的物质的量与所述废渣层中氟硅酸根的物质的量之比≥3:1。
7.根据权利要求1所述的一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法，其特征在于，所述含碳酸钙成分的原料中间层为粗石灰石粉层，所述粗石灰石粉的粒径大小为≥20目，所述粗石灰石粉层的厚度≥0.1m。
8.根据权利要求1所述的一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法，其特征在于，所述土壤层的厚度为0.2～0.5m。
9.根据权利要求1所述的一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法，其特征在于，所述水的质量与所述含碳酸钙成分的原料垫层和所述废渣层质量总和的比值为10～20:1。
10.根据权利要求1所述的一种针对含氟硅酸盐的危险固废的处理方法，其特征在于，所述水的pH为6～8。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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