CN115078426B - 一种判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法，包括步骤：S1，获取所述待测危废中含有的物相和元素信息；S2，根据获取到的物相和元素信息对所述待测危废进行物相解离处理；所述物相解离处理的过程可以依次采用EDTA溶液、氨水溶液、稀酸溶液、浓酸溶液、以及辅以加热的浓酸溶液进行解离操作，从而获得对应每类物相的解离液；S3，将重金属含量最高的解离液对应的物相判定为所述待测危废中重金属的赋存物相。本发明能够完成对污泥类危废中重金属赋存物相的鉴定，且工作量小，耗时短，对技术人员的要求较低，能够适用于工业上的快速应用；此外，本发明还能对无定形物质进行分析。

Description

一种判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法
技术领域
本发明涉及污泥类危废的检测分析，尤其涉及一种判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法。
背景技术
在重金属冶炼过程中会产生大量的污酸废水，而在金属表面加工（主要为电镀）中也会产生大量的重金属废水。对这两种废水通常会通过中和沉淀的方法降低其酸性，同时去除其中的重金属。但由此产生了大量的污泥状含重金属危废。据不完全统计，其中电镀污泥的年产量已达到1000万吨。该污泥类危废兼具污染性和资源性，将其中的重金属进行充分回收是最优的处理方法。
鉴别重金属的赋存物相是选择合适的资源化方法的前提。目前的分析方法都是基于Tessier法和BCR法，对重金属的化学形态进行分析；然而，目前的分析方法无法得到重金属的赋存物相。例如，公开号为CN112461816A的中国发明专利公开了一种基于重金属指纹的工业污泥鉴定方法和系统，其通过检测重金属的总量和酸溶态、可还原态、可氧化态及残渣态的含量，构建污泥指认的系统。另一方面，由于污泥类危废中含有大量无定形矿相，直接利用物理分析方法难以得到准确信息。
授权公告号为CN113406127B的中国发明专利公开了一种工业固体废物中重金属赋存关键矿相的分析判定方法，通过对待测重金属固体废物在相同解离条件下进行N个浓度梯度解离测定，并获得N个不同浓度梯度下的待判定重金属元素的解离度，对解离后的解离固体残留物进行矿相定量分析，获得待测重金属固体废物的M个矿相中每个矿相的相对含量，然后求解得到重金属元素在矿相中的赋存分布比例，将重金属元素在矿相中赋存比例由高到低进行累计，且累计赋存比例超过预设累计阈值的矿相判定为重金属元素的赋存关键矿相。虽然其在一定程度上实现了工业固体废物中重金属赋存状态的准确分析，为工业固废的处理处置技术选择提供了精细化技术支持。但是，该专利至少还存在以下缺陷：
1、该专利中涉及到多次XRD图谱精修拟合和物相定量分析，工作量大，耗时长；
2、该专利中需要使用复杂的数学方法，包括矩阵计算和相关性分析，不仅影响其在工业上的快速应用，而且对技术人员的要求和门槛较高；
3、该专利仅能对结晶相进行分析，无法对无定形相物质进行分析。
鉴于此，有必要提供一种判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法，以解决上述技术缺陷。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法，旨在解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法，包括步骤：
S1，对待测危废进行物相测定和元素分析，获取测定后的物相和元素信息；
S2，根据所述物相和所述元素信息对所述待测危废进行物相解离处理，获取所述物相解离处理后的解离液；
所述物相解离处理的过程包括步骤：
S21，将所述待测危废与浓度为0.2~1g/L的EDTA溶液混合，然后进行固液分离操作，得第一解离液和第一残渣；其中，所述第一解离液对应的物相为硫酸钙；
S22，当所述待测危废中Cu、Ni、Zn的一种或多种在元素占比上不低于1~2mg/g时，将所述第一残渣与浓度为0.1~1mol/L的氨水溶液混合，然后进行固液分离操作，得第二解离液和第二残渣；其中，所述第二解离液对应的物相为第一氢氧化物；
当所述待测危废中Cu、Ni、Zn的元素占比均低于1~2mg/g时，直接执行步骤S23；
S23，当所述待测危废中Pb的元素占比不低于1~2mg/g时，将所述第一残渣或所述第二残渣与浓度为0.01~0.1mol/L的第一酸溶液混合，然后进行固液分离操作，得第三解离液和第三残渣；其中，所述第三解离液对应的物相为第二氢氧化物；
当所述待测危废中Pb的元素占比低于1~2mg/g时，直接执行步骤S24；
S24，当所述待测危废中Cr、Al、Fe的一种或多种在元素占比上不低于1~2mg/g时，将所述第一残渣或所述第二残渣或所述第三残渣与浓度为0.5~2mol/L的第二酸溶液混合，然后进行固液分离操作，得第四解离液和第四残渣；其中，所述第四解离液对应的物相为第三氢氧化物；
当所述待测危废中Cr、Al、Fe的元素占比均低于1~2mg/g时，直接执行步骤S25；
S25，当所述待测危废中含有铁氧化物物相时，将所述第一残渣或所述第二残渣或所述第三残渣或所述第四残渣与浓度为0.5~2mol/L的第三酸溶液在50-90℃的温度下混合，然后进行固液分离操作，得第五解离液和第五残渣，并结束所述物相解离处理；其中，所述第五解离液对应的物相为铁氧化物；
当所述待测危废中不含铁氧化物物相时，直接结束所述物相解离处理；
S3，将重金属含量最高的所述解离液对应的物相判定为重金属赋存物相。
进一步地，还包括：当所述待测危废中含有多种重金属时，对每种重金属的所述重金属赋存物相单独按照所述步骤S3进行分析，得每种重金属的所述重金属赋存物相。
进一步地，当所述待测危废中含有Cu，且所述第二解离液中的Cu含量最高时，所述待测危废中Cu的赋存物相为Cu(OH)2；
当所述待测危废中含有Ni，且所述第二解离液中的Ni含量最高时，所述待测危废中Ni的赋存物相为Ni(OH)2；
当所述待测危废中含有Zn，且所述第二解离液中的Zn含量最高时，所述待测危废中Zn的赋存物相为Zn(OH)2；
当所述待测危废中含有Cr，且所述第四解离液中的Cr含量最高时，所述待测危废中Cr的赋存物相为Cr(OH)3。
进一步地，所述待测危废与所述EDTA溶液的固液比为1g：100~400mL；
所述待测危废与所述氨水溶液的固液比为1g：100~500mL；
所述待测危废与所述第一酸溶液的固液比为1g：20~100mL；
所述待测危废与所述第二酸溶液的固液比为1g：50~200mL；
所述待测危废与所述第三酸溶液的固液比为1g：50~200mL。
进一步地，所述步骤S21、所述步骤S22、所述步骤S23、所述步骤S24和所述步骤S25中的混合时长均为10~60min。
进一步地，所述第一酸溶液、所述第二酸溶液和所述第三酸溶液均包括醋酸溶液、硫酸溶液、盐酸溶液和硝酸溶液中的一种或多种。
进一步地，所述第一氢氧化物包括Cu(OH)2、Ni(OH)2和Zn(OH)2中的一种或多种；
所述第二氢氧化物包括Pb(OH)2；
所述第三氢氧化物包括Cr(OH)3和/或铁铝氢氧化物。
进一步地，在对所述待测危废进行所述物相测定和所述元素分析之前，对所述待测危废进行烘干处理和研磨处理。
进一步地，所述解离液中重金属含量Wi的计算公式为：
Wi=Ci*Vi
式中：
Ci为所述解离液中的重金属浓度，单位为mg/L；
Vi为所述解离液的体积，单位为L。
进一步地，所述步骤S3还包括：计算所述重金属赋存物相中含有的重金属在所述待测固体危废中的质量比率H，并根据所述比率H确定所述待测固体危废的处理方式；
所述质量比率H的计算公式为：
H=（Wi/mo）*100%
式中：
Wi为所述物相对应的所述解离液中重金属含量，单位为mg；
m0为所述待测固体危废的质量，单位为mg。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
本发明提供了一种判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法，能够较为准确地完成对污泥类危废中重金属赋存物相的鉴定；并且，本发明的工作量小，耗时短，对技术人员的要求较低，能够适用于工业上的快速应用；此外，本发明还能对无定形物质进行分析。具体地，本发明通过对待测危废进行物相分析，可以获得待测危废的物相，然后通过对每类物相进行对应的解离，便可以将每类物相分别解离至相应的解离液中；通过对每份解离液进行重金属含量分析，便可以快速得知重金属的赋存物相。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例1中待测危废（原样品）和EDTA解离后残渣（+EDTA）的XRD图谱。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
本领域技术人员需要理解的是，在对重金属的元素含量进行测定时，只需经过一次测量，便可获得样品中的重金属浓量，因此误差较小；而每次对上清液中的重金属浓度进行测量时，均会产生一次误差，多次测量便会产生多次误差，因此，在回收较为充分的情况下，重金属的回收率有可能出现大于100%的情况。另外，本发明中在摇床和磁力搅拌等条件下的搅拌可以选用200rmp的转速，本发明中的超声功率可以选用1000W，根据实际的解离情况，可以适应性的调整转速和超声功率，以提高解离效率。
需知道的是，本发明针对于污泥类危废，污泥类危废中的主要矿相为硫酸钙、氢氧化物、铁和铝化合物等。该类危废所涉及的重金属主要为砷、六价铬、三价铬、铜、锌、铅等。其中，除了含砷和六价铬废水由于高毒性，会进行特别处理之外，其它重金属通常会被混合处理。因此，本发明将针对上述矿相和重金属开发一种判定方法，以鉴别污泥类危废中重金属赋存物相（通常不针对砷和六价铬）。同理，当其它行业中产生的涉重危废中所含物相与此类似时，亦可使用本发明中的方法进行重金属赋存物相的鉴定或判定。
参照图1所示，本领域技术人员在执行本发明时，可以按照如下步骤进行：
步骤1：取污泥类危废，将污泥类危废烘干、研磨，得到性质均一的待测危废，并对待测危废进行物相测定、元素种类和含量分析；然后根据测定和分析的结果，选用以下对应的步骤进行物相解离。
需注意的是，物相测定可以使用XRD（X射线衍射法）进行定性分析；元素元素种类和含量可以使用XRF（X射线荧光光谱法）分析或者三酸消解-ICP全元素分析。
还需要注意的是，由于对酸性重金属废水进行处理时，往往通过加入中和剂调整废水pH，使得重金属阳离子自发以氢氧化物的形式沉淀下来。因此，当所述待测危废中含有较多Cu、Ni、Zn、Pb、Cr、Al、Fe时，通常认为上述几种元素在待测危废中会存在有对应的氢氧化物。
即：当待测危废中含有较多Cu、Ni、Zn、Pb、Cr、Al、Fe元素时，即认为待测危废中对应含有Cu(OH)2、Ni(OH)2、Zn(OH)2、Pb(OH)2、Cr(OH)3、Al(OH)3和Fe(OH)3。另外，当上述某种元素的含量较少时，可以忽略不计。
在上述几种元素中，Cu、Ni、Zn、Pb、Cr属于重金属元素，Al和Fe不属于重金属元素，其中，本发明针对的Cr以三价铬的形式存在。
步骤2：将上述烘干研磨后的待测危废（以1g计）加入100~400 mL的浓度为0.2~1g/L的EDTA溶液，以解离硫酸钙、释放赋存其中的重金属，并在解离后进行固液分离，得第一解离液和第一残渣；第一解离液的体积记为V1，第一解离液中目标重金属浓度即为C1。
需注意的是，所述第一解离液对应的物相为硫酸钙。
虽然本实施方式中所述待测危废的质量m0为1g，但是，所述待测危废的质量可以根据实际情况而定，例如，可以在0.5-20g中选取。
本实施方式中，所述目标重金属可以是所述待测危废中一种或多种重金属，也可以是所述待测危废中所有重金属的总称。
还需注意的是，当所述待测危废中含有多种重金属，且所述目标重金属分别对应单个的重金属时，可以按照本发明的方法对每种重金属单独进行含量的测定和赋存物相的判定，即按照本发明的方法进行解离，然后分别对每种重金属的在相应解离液中的含量进行计算、分析，从而判定每种重金属的重金属赋存物相。另外，本发明中的赋存物相可以理解为关键赋存物相。
步骤3：将所述第一残渣加入100~500mL浓度为0.1~1mo/L的氨水，以解离其中的Cu(OH)2，Ni(OH)2、Zn(OH)2，并在解离后进行固液分离，得第二解离液和第二残渣；将第二解离液记为V2，第二解离液中的目标重金属浓度记为C2。
若待测危废中铜、镍、锌在元素占比上均低于1~2mg/g时（相较待测危废的质量，可以是1mg/g或2mg/g等），则可以跳过该步骤。
需注意的是，所述第二解离液对应的物相为氢氧化物，具体为Cu(OH)2、Ni(OH)2和Zn(OH)2中的一种或多种。
步骤4：将所述第一残渣或所述第二残渣加入20~100mL稀酸溶液，以解离其中的Pb(OH)2，并在解离后进行固液分离，得第三解离液和第三残渣；将第三解离液的体积记为V3，将第三解离液中的目标重金属浓度记为C3。
当所述待测危废中Pb的元素占比低于1~2mg/g时（相较待测危废的质量，可以是1mg/g或2mg/g等），则跳过该步骤。
需注意的是，所述第三解离液对应的物相为氢氧化物，具体为Pb(OH)2。
还需注意的是，步骤4中的稀酸溶液包括醋酸溶液、硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液等常用酸溶液中的一种或多种；步骤4中稀酸溶液的浓度为0.01~0.1mol/L；步骤4中解离平衡（解离完成）时的pH为3~6。
步骤5：将所述第一残渣或所述第二残渣或所述第三残渣加入50~200mL浓酸溶液，以解离其中的Cr(OH)3、铁铝氢氧化物（Al(OH)3、Fe(OH)3），并在解离后进行固液分离，得第四解离液和第四残渣；将第四解离液的体积记为V4，将第四解离液中的目标重金属浓度即为C4。
当所述待测危废中Cr、Al、Fe在元素占比上均低于1~2mg/g时（相较待测危废的质量，可以是1mg/g或2mg/g等），则跳过该步骤。
需注意的是，所述第四解离液对应的物相为氢氧化物，具体为Cr(OH)3和/或铁铝氢氧化物，所述铁铝氢氧化物包括氢氧化铁和/或氢氧化铝。
还需注意的是，步骤5中的浓酸溶液包括醋酸溶液、硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液等常用酸溶液中的一种或多种，步骤5中浓酸溶液浓度为0.5~2mol/L，步骤5中的解离平衡（解离完成）pH小于2。
步骤6：将所述第一残渣或所述第二残渣或所述第三残渣或所述第四残渣加入50~200 mL浓酸溶液，并且加热（50-90℃），以解离其中的铁氧化物物相（Fe2O3、Fe3O4），并在解离后进行固液分离，得第五解离液和第五残渣；将第五解离液的体积记为V5，将第五解离液中的目标重金属浓度记为C5。
若待测危废中不含铁氧化物物相，则该步骤可以跳过。
需注意的是，所述第五解离液对应的物相为铁氧化物。
还需注意的是，步骤6中的浓酸溶液包括醋酸溶液、硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液等常用酸溶液中的一种或多种，步骤6中浓酸溶液浓度为0.5~2mol/L，步骤5中的解离平衡（解离完成）时的pH小于2。
作为对以上步骤2~6的进一步说明，通过试验，每个步骤中解离反应的时长均可以为10min~60min，在该时长下，每个步骤均能达到物相解离的效果；每个步骤中的解离过程均伴随着混合的操作，所述混合的操作可以为搅拌、加热、摇床、超声等方法中的一种或多种；每个步骤中的固液分离方法可以为过滤和离心等方法。
步骤7：获取每份解离液中各种重金属的浓度，根据公式1计算各种重金属在每份解离液中的含量Wi，分别得到各种重金属含量最高的解离液，然后将某重金属含量最高（如：某重金属质量最高）的解离液对应的物相判定为该重金属的赋存物相。
公式1：解离液中重金属含量Wi=Ci*Vi
式中：
Ci为所述解离液中的重金属浓度，单位为mg/L；
Vi为所述解离液的体积，单位为L。
需注意的是，作为进一步的计算，当知晓解离液对应的物相，根据所述解离液中的重金属含量，可以计算所述重金属赋存物相中含有的重金属在所述待测危废中的质量比率H（mg/g），并根据所述比率H确定所述待测固体危废的处理方式。
所述质量比率H的计算公式为：
H=（Wi/mo）*100%
式中：
Wi为所述物相对应的所述解离液中重金属含量，单位为mg；
m0为所述待测固体危废的质量（干基），单位为mg。
注：在本发明中，无论是所述质量比率，还是对于元素占比、含量的说明，10mg/g即对应1%。
作为对上述各步骤的说明，需了解的是，每个用于解离的步骤所取用的残渣均为来源于与其最为接近的前述步骤；还需了解的是，每个解离步骤的目的均是为了有效解离对应的物相，在此过程中，可以通过观察解离反应的反应状态确定解离是否完成，也可以通过XRD定性分析对每个步骤得到的残渣进行测定，验证对应的物相是否被有效解离；另外，当某一个解离步骤完成后，固体残渣被完全溶解，则该解离步骤在解离完成之后的残渣仅仅是便于本领域技术人员理解的概念性描述，不与实体进行对应。
作为对上述实施方式的说明，由于所述第二解离液对应的氢氧化物为Cu(OH)2、Ni(OH)2和Zn(OH)2中的一种或多种，所述第四解离液对应的氢氧化物为Cr(OH)3和/或铁铝氢氧化物。因此，为了便于本领域技术人员对重金属的赋存物相做进一步鉴别，还可以参照下述方式进行判定：
当所述待测危废中含有Cu，且所述第二解离液中的Cu含量最高时，所述待测危废中Cu的赋存物相为Cu(OH)2；
当所述待测危废中含有Ni，且所述第二解离液中的Ni含量最高时，所述待测危废中Ni的赋存物相为Ni(OH)2；
当所述待测危废中含有Zn，且所述第二解离液中的Zn含量最高时，所述待测危废中Zn的赋存物相为Zn(OH)2；
当所述待测危废中含有Cr，且所述第四解离液中的Cr含量最高时，所述待测危废中Cr的赋存物相为Cr(OH)3。
另外，需说明的是，除Cu、Ni、Zn以外，其他重金属的重金属赋存物相不会存在于所述第二解离液。
除Cr以外，当其他重金属在第四解离液中的含量最高时，此时，可以将铁铝氢氧化物判定为该重金属的重金属赋存物相，也可以对氢氧化铁和氢氧化铝中的重金属含量做进一步分析后，再做更为精准的判定。
还需说明的是，虽然本发明列明了多种金属同时存在的情况，但是，Cu、Ni、Zn中，可以只有一种的含量不低于0.1-0.2%；Cr、Al、Fe中，也可以只有一种的含量不低于0.1-0.2%。因此，本发明的待测危废中可以不含有上述元素，也可以含有Cu、Ni、Zn、Pb、Cr、Al、Fe中一种或几种的组合，其中，Al、Fe不属于重金属。
为了便于本领域技术人员对本发明做进一步理解，现举例说明：
实施例1
取某工厂的铅冶炼中和渣样品（与污泥类危废的矿相类似）进行分析
步骤1：将铅冶炼中和渣样品烘干、研磨，得到性质均一的待测危废（对应图2中的原样品），并进行物相测定和元素分析。
结果表明：其中的晶相包括二水硫酸钙、氟化钙（含量低，不作为判别范围），主要重金属元素为Pb（72.15mg/g），次要重金属为Zn（3.40mg/g）。
步骤2：取步骤1中所得到的待测危废1g，加入300mL浓度为1g/L的EDTA溶液，于室温搅拌30分钟，离心得到上清液（第一解离液）和残渣（第一残渣，对应图2中的+EDTA），ICP测试结果表明上清液（第一解离液）中的Pb浓度为211.82mg/L，Zn浓度为10.27mg/L。
步骤3：取步骤2中所得到的残渣，加入200mL浓度为0.2mo/L的氨水，于室温摇床中密闭反应30分钟，离心得到上清液（第二解离液）和残渣（第二残渣），ICP测试结果表明上清液（第二解离液）中的Pb浓度为4.36mg/L，Zn浓度为2.53mg/L。
步骤4：取步骤3中所得到的残渣，加入80mL的浓度为0.1mol/L的硝酸溶液，于室温搅拌60分钟，离心得到上清液（第三解离液）和残渣（第三残渣），ICP测试结果表明上清液（第三解离液）中的Pb浓度为60.52mg/L，Zn浓度为0.65mg/L。
测试结果和计算结果如表1所示，根据计算结果，Pb和Zn的关键赋存物相都是硫酸钙，赋存占比分别为91.75%和84.66%。
另外，计算结果表明，Pb和Zn的回收率分别为96%和107%，说明该方案设计合理；而且，氨水仅解离1.26%的Pb，稀硝酸仅解离1.43%的Zn，说明解离液对Pb和Zn的解离有针对性。
表1 解离液中重金属含量数据
Figure 702435DEST_PATH_IMAGE001
实施例2
取某工厂的电镀污泥进行分析
步骤1：将电镀污泥烘干、研磨，得到性质均一的待测危废，并进行物相测定和元素分析。
结果表明，其测定的物相为半水硫酸钙、铁氧化物（三氧化二铁、四氧化三铁），主要重金属元素为Cu（38.1mg/g）。
步骤2：取步骤1中所得到的待测危废1g，加入200mL浓度为1g/L的EDTA溶液，于室温搅拌30分钟，离心得到上清液（第一解离液）和残渣（第一残渣）。
步骤3：取步骤2中所得到的残渣，加入300mL浓度为0.2mol/L的氨水，于室温摇床中密闭反应60分钟，离心得到上清液（第二解离液）和残渣（第二残渣）。
步骤4：取步骤3中所得的残渣，加入100mL浓度为1mol/L的硝酸溶液，于70℃的温度下在摇床中反应30分钟，离心得到上清液（第五解离液）和残渣（第五残渣）。
计算结果如表2所示，Cu在氢氧化物相中的赋存占比最高，为69%，因此，氢氧化铜（氢氧化物）是Cu的关键赋存物相。另外，Cu的回收率为96%，说明该方案具有可行性。
表2 解离液中Cu含量数据
Figure 105735DEST_PATH_IMAGE002
实施例3
取某工厂的电镀污泥进行分析。
步骤1：将电镀污泥烘干、研磨，得到性质均一的待测粉末样品（待测危废），进行物相和元素含量的分析。
结果表明，其中含有二水硫酸钙物相；主要重金属元素为Ni（53mg/g）和Cr（41mg/g），主要杂质金属元素为Al（26mg/g）。
步骤2：取步骤1中所得待测危废1g，加入100mL的浓度为0.3g/L的EDTA溶液，于摇床中反应30min，离心得到上清液（第一解离液）和残渣（第一残渣）；
步骤3：取步骤2中所得的残渣，加入400mL的浓度为0.5mol/L的氨水，于摇床中密闭反应40min，离心得到上清液（第二解离液）和残渣（第二残渣）。
步骤4：取步骤3中所得的残渣，加入150mL的浓度为1.5mol/L的硝酸溶液，磁力搅拌反应60分钟，离心得到上清液（第四解离液）和残渣（第四残渣）。
计算结果如表3所示，Ni在氢氧化镍（氢氧化物相）中的赋存量最高，为32.19mg，因此氢氧化镍是Ni的关键赋存物相；Cr在氢氧化铬相中的赋存量最高，为11.83mg，因此氢氧化铬是Cr的关键赋存物相。
表3 解离液中重金属含量数据
Figure 567940DEST_PATH_IMAGE003
本发明的上述技术方案中，以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法，其特征在于，包括步骤：
S1，对待测危废进行物相测定和元素分析，获取测定后的物相和元素信息；
S2，根据所述物相和所述元素信息对所述待测危废进行物相解离处理，获取所述物相解离处理后的解离液；
所述物相解离处理的过程包括步骤：
S21，将所述待测危废与浓度为0.2~1g/L的EDTA溶液混合，然后进行固液分离操作，得第一解离液和第一残渣；其中，所述第一解离液对应的物相为硫酸钙；
S22，当所述待测危废中Cu、Ni、Zn的一种或多种在元素占比上不低于1~2mg/g时，将所述第一残渣与浓度为0.1~1mol/L的氨水溶液混合，然后进行固液分离操作，得第二解离液和第二残渣；其中，所述第二解离液对应的物相为第一氢氧化物，所述第一氢氧化物包括Cu(OH)2、Ni(OH)2和Zn(OH)2中的一种或多种；
当所述待测危废中Cu、Ni、Zn的元素占比均低于1~2mg/g时，直接执行步骤S23；
S23，当所述待测危废中Pb的元素占比不低于1~2mg/g时，将所述第一残渣或所述第二残渣与浓度为0.01~0.1mol/L的第一酸溶液混合，然后进行固液分离操作，得第三解离液和第三残渣；其中，所述第三解离液对应的物相为第二氢氧化物，所述第二氢氧化物包括Pb(OH)2；
所述第一酸溶液包括醋酸溶液、硫酸溶液、盐酸溶液和硝酸溶液中的一种或多种；
当所述待测危废中Pb的元素占比低于1~2mg/g时，直接执行步骤S24；
S24，当所述待测危废中Cr、Al、Fe的一种或多种在元素占比上不低于1~2mg/g时，将所述第一残渣或所述第二残渣或所述第三残渣与浓度为0.5~2mol/L的第二酸溶液混合，然后进行固液分离操作，得第四解离液和第四残渣；其中，所述第四解离液对应的物相为第三氢氧化物，所述第三氢氧化物包括Cr(OH)3和/或铁铝氢氧化物；
所述第二酸溶液包括醋酸溶液、硫酸溶液、盐酸溶液和硝酸溶液中的一种或多种；
当所述待测危废中Cr、Al、Fe的元素占比均低于1~2mg/g时，直接执行步骤S25；
S25，当所述待测危废中含有铁氧化物物相时，将所述第一残渣或所述第二残渣或所述第三残渣或所述第四残渣与浓度为0.5~2mol/L的第三酸溶液在50-90℃的温度下混合，然后进行固液分离操作，得第五解离液和第五残渣，并结束所述物相解离处理；其中，所述第五解离液对应的物相为铁氧化物；
所述第三酸溶液包括醋酸溶液、硫酸溶液、盐酸溶液和硝酸溶液中的一种或多种；
当所述待测危废中不含铁氧化物物相时，直接结束所述物相解离处理；
S3，将重金属含量最高的所述解离液对应的物相判定为重金属赋存物相。
2.根据权利要求1所述的判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法，其特征在于，还包括：当所述待测危废中含有多种重金属时，对每种重金属的所述重金属赋存物相单独按照所述步骤S3进行分析，得每种重金属的所述重金属赋存物相。
3.根据权利要求1所述的判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法，其特征在于，当所述待测危废中含有Cu，且所述第二解离液中的Cu含量最高时，所述待测危废中Cu的赋存物相为Cu(OH)2；
当所述待测危废中含有Ni，且所述第二解离液中的Ni含量最高时，所述待测危废中Ni的赋存物相为Ni(OH)2；
当所述待测危废中含有Zn，且所述第二解离液中的Zn含量最高时，所述待测危废中Zn的赋存物相为Zn(OH)2；
当所述待测危废中含有Cr，且所述第四解离液中的Cr含量最高时，所述待测危废中Cr的赋存物相为Cr(OH)3。
4.根据权利要求1所述的判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法，其特征在于，所述待测危废与所述EDTA溶液的固液比为1g：100~400mL；
所述待测危废与所述氨水溶液的固液比为1g：100~500mL；
所述待测危废与所述第一酸溶液的固液比为1g：20~100mL；
所述待测危废与所述第二酸溶液的固液比为1g：50~200mL；
所述待测危废与所述第三酸溶液的固液比为1g：50~200mL。
5.根据权利要求1所述的判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法，其特征在于，所述步骤S21、所述步骤S22、所述步骤S23、所述步骤S24和所述步骤S25中的混合时长均为10~60min。
6.根据权利要求1所述的判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法，其特征在于，在对所述待测危废进行所述物相测定和所述元素分析之前，对所述待测危废进行烘干处理和研磨处理。
7. 根据权利要求1-6任意一项所述的判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法，其特征在于，所述解离液中重金属含量Wi的计算公式为：
Wi=Ci*Vi
式中：
Ci为所述解离液中的重金属浓度，单位为mg/L；
Vi为所述解离液的体积，单位为L。
8.根据权利要求7所述的判定污泥类危废中重金属赋存物相的方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：计算所述重金属赋存物相中含有的重金属在所述待测危废中的质量比率H，并根据所述比率H确定所述待测危废的处理方式；
所述质量比率H的计算公式为：
H=（Wi/mo）*100%
式中：
Wi为所述物相对应的所述解离液中重金属含量，单位为mg；
m0为所述待测危废的质量，单位为mg。
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