CN115415304A - 一种大宗固废土壤化有价组分高值化分离的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大宗固废土壤化有价组分高值化分离的方法，即将大宗固体废物在电动处理装置的固废室中与电解液混合，混合液中污染物和有价组分在电动力学作用下迁移至不同的电极室中形成酸液和碱液，酸液和碱液分别由液泵泵入酸液再生罐、碱液再生罐中，酸液中的有价盐类在酸液再生罐中结晶分离，碱液中的有价金属在碱液再生罐中吸附回收，在酸液再生罐、碱液再生罐中经多级处理后的酸液和碱液进入调节池中均混调节后，喷淋至电动处理装置的固废室中循环再利用；本发明方法以电解液循环工艺耦合电动力学处理大宗固废，处理后的固废有害杂质在土壤化利用的标准范围内，实现了大宗固废土壤化过程有害杂质浸出与有价元素提取的高值处理。
Description
技术领域
本发明属于大宗固废无害化处理与资源化利用领域，具体涉及一种大宗固废土壤化有价组分高值化分离的方法。
背景技术
2021年，我国大宗固废产生量约66.5亿吨，综合利用量约37.8亿吨，综合利用率约57%。随着中国经济的转型升级与发展，产生的磷石膏和磷尾矿等工业固体废物无论从数量上还是从种类上都在迅速增多。2019年，我国196个大、中城市一般工业固体废物产生量达13.8亿吨，其中尾矿10.3亿吨、磷尾矿和磷石膏达7500万吨以上。
大量堆积的固体废物直接造成了土地浪费和资源浪费，并带来潜在的环境风险，是工业及经济高质量发展的主要制约因素。磷矿中大量的磷、氟和重金属除了在浮选工艺进入磷尾矿外，这些物质在湿法工艺过程中进入到磷石膏等废物钟，对周围的土壤、水和大气造成了严重的环境污染。同时，硝酸法湿法磷酸生产工艺清洁加工的一般可能性和可取性已被认识到，具有较好的发展前景。硝酸石膏为硝酸法湿法磷酸工艺副产酸浸渣，伴随有大量 P、F和重金属，若不处理可能会对人体健康与环境造成危害。在储存过程中PO4 3-淋失到水体中造成水体富营养化并导致磷资源浪费。磷尾矿、磷石膏、硝酸酸浸磷渣、赤泥等含氟固废的增加会增加人体摄入氟过量的风险，抑制人体的酶过程，扰乱钙磷代谢并引发系列氟疾病。
含重金属尾矿、磷石膏以及赤泥等固体废物目前以固化稳定化后堆存为主，重金属、氟仍有再释放风险，且大量有价元素与固废本身得不到充分利用。目前尾矿有价组分再选工艺包括分步浮选、矿热炉提取、超临界提纯等，这些技术以提取有价组分为主，未考虑到再选完后固废的综合利用消纳。
近年来，重金属污染土壤中有害组分去除的土壤修复研究与技术快速发展。“一种重金属污染土壤电动-固化联合修复方法”(CN202210330669.1)将重金属污染土壤置于阴极室和阳极室之间，通电进行电动修复；与阴极室相邻的一部分重金属污染土壤中添加有赤泥和粉煤灰固化剂有利于实现重金属污染场地原位修复。“电动-淋洗联合修复复合重金属污染土壤的装置及方法”(CN 114769306 A)以电动-淋洗联用技术修复重金属污染土壤，对重金属Pb、Cd的去除率分别达80％、70％。采用电动-淋洗联用技术，先淋洗，后电动力，大大缩短了修复时间和提高了重金属去除率。然而，上述两项发明去除重金属的同时，对土壤中钙、钾、铵等营养性元素的影响尚未清楚，对大宗固废清洁化处理的效果仍不可知。
大宗固体废物的综合处理与资源化利用是国内工矿企业急需解决的问题。随着技术的进步，磷石膏、矿山含重金属尾矿经改性后有望作为新型材料用于生态修复和工程充填，但目前资源回收协同污染物去除的国土空间生态修复新材料、新工艺在国内依然稀缺，难以满足生态发展的需要。因此，是否可以对赤泥、磷石膏、磷尾矿、含重金属尾矿等大宗固废进行清洁化处理，使其中的有价组分和重金属、氟等从固废分离出来实现高值化处理。处理后的固体废物大量用作土壤调理剂、有机肥、土壤基质等土壤化材料，满足相关用土要求和标准，是本领域突破大宗固废大量消纳与高值化利用亟待解决的问题。
发明内容
针对现有大宗固废土壤化过程中阴离子和阳离子型污染物共存、有价组分回收效率低以及无害化程度低等问题，本发明提供了一种能高效选择性分离固废中有害杂质和有价组分并实现固废清洁化的方法，该方法是以大宗固体废物为原料，将大宗固体废物在电动处理装置的固废室中与电解液混合，基于离子基团电荷差异混合液中污染物和有价组分在电迁移、电渗流、电解等电动力学作用下迁移至不同的电极室中形成酸液和碱液，酸液和碱液分别由液泵泵入酸液再生罐、碱液再生罐中，酸液中的有价盐类在酸液再生罐中结晶分离，碱液中的有价金属在碱液再生罐中吸附回收，在酸液再生罐、碱液再生罐中经多级处理后的酸液（含大量H+）和碱液（含大量OH-）进入调节池中均混调节后，喷淋至电动处理装置的固废室中循环再利用。
所述电动处理装置包括密封壳体，壳体内腔室由阳极板、阴极板分隔为阳极室、固废室、阴极室，阴极板和阳极板位于固废室的一侧设置有筛网，壳体顶部开有氧气出口、氢气出口，底部两侧开有酸液出口、碱液出口，阳极板、阴极板分别与电源连接，酸液出口、碱液出口分别与酸液再生罐、碱液再生罐连接，壳体内顶部设置有喷淋器且位于固废室上方。
阳极室和阴极室的容积相同，阳极室或阴极室是固废室容积的1/4～1/2；阳极板或阴极板带孔，放置筛网、阳极板或阴极板的是3块带孔绝缘隔板形成的2个卡槽，带孔绝缘隔板（亚克力、玻璃或PVC）上孔的孔径≤2mm，孔面积为板面积的45%～75%；筛网为304不锈钢网、尼龙网、铝合金网、钛合金网中的一种，目数为200～400目；阳极板、阴极板与直流电源连接为固废室提供0.2～3.0 V/cm的电场，电动处理时间为6～168小时。
所述大宗固废为磷尾矿、磷石膏、硝酸酸浸磷渣、水淬磷渣、赤泥、铜尾矿中的一种，粒径≤2mm。
所述大宗固废与电解液混合的比例为1:1～3，电解液为纯水、柠檬酸溶液、乙酸溶液、腐殖酸溶液、十二烷基苯磺酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、氨水中的一种，质量浓度为0.5-18%。
所述酸液再生罐包括罐体，罐体内从上至下设置有过滤层Ⅰ、重金属回收层，重金属回收层下方设置有喷雾器，喷雾器下方、过滤层Ⅰ底部、重金属回收层底部分别设置有1～5层孔径为0.01～10μm的微孔滤膜，罐体顶部开有进液口，底部开有出液口，罐体下部一侧开有阴离子回收口并位于喷雾器下方的微孔滤膜上方，底部出液口与调节池连接；
碱液再生罐包括罐体，罐体内从上至下设置有过滤层Ⅱ、氟离子回收层、阳离子回收层，过滤层Ⅱ、氟离子回收层、阳离子回收层底部分别设置1～5层堆叠的孔径为0.01～10μm的微孔滤膜，罐体顶部开有进液口，底部开有出液口，底部出液口与调节池连接，调节池与喷淋器连通。
所述过滤层Ⅰ或过滤层Ⅱ的过滤材料为硅藻土、陶粒、石英砂、煤渣、珍珠岩中的一种或多种，有效粒径为0.25～2.5mm，不均匀系数为1.3～2.5；重金属回收层中材料为大孔强酸性阳离子交换树脂、活性炭、Zr-MC吸附剂、Fe3O4@SiO2纳米材料、二异丙醇胺基有机螯合剂、Fe(III)-Gr纳米材料中的一种或多种；喷雾器喷施的溶液为冰乙酸、乙二醇、甲醇、乙醇、正丁醇、异丙醇中的一种或多种，喷量为酸液的0.2～0.8倍；氟离子回收层中材料为活性氧化铝、羟基磷灰石、碳基磷灰石、骨碳、褐煤吸附剂中的一种或多种；阳离子回收层中材料为大孔强酸性阳离子交换树脂、活性炭、沸石、膨润土中的一种或多种。
电动处理装置运行时，固废室中的溶解性杂质受电迁移、电渗流和电解反应控制，电动处理时阴极和阳极分别发生如下式所示的电解反应。阴极附近产生的OH-与金属阳离子反应生成难溶性沉淀，阳极处电解生成了大量的H+，并且酸性环境浸出了更多的阳离子，综合作用下形成了自阳极到阴极的电渗流。弱负电性F-和正电荷的SrF+、CaF+、AlF+等离子团向阴极移动，阴极附近的氟被OH-置换出来而有更高的浸出率，Sr2+、Ca2+、Al3+更难形成氢氧化物外，其它重金属离子在阴极附近形成氢氧化物沉淀而被固定，F、Sr、Ca、Al不断进入到阴极室。阳极处的强酸性环境强化了重金属和磷的浸出，由于阳极室与阳极处存在较大的浓度差，重金属和磷酸盐不断进入到阳极室中。即使阳极附近的H3PO4受自阳极到阴极电渗流作用，但在阴极附近的碱性环境中更多的转化成 HPO4 2-和 PO4 3-进而具有更强的电负性，和SO4 2-一样在电迁移作用下移向阳极进入到阳极室中。阳极室中形成了以H+、重金属离子、硫酸盐和磷酸盐为主的酸液，阴极室中形成了以OH-、F、Sr和Ca为主的碱液，其中就包含了可进一步资源化高值化利用的硫酸盐、磷酸盐和Sr，其余多为大宗固废中的有害杂质。
阳极室的酸性电解液由耐酸液泵泵入酸液再生罐中，阴极室的碱性电解液由耐碱液泵泵入碱液再生罐中。经过酸/碱液再生罐再生处理后的电解液输送到调节池中混合均匀，调节pH为4～9，调节后的电解液通过固废室顶部的喷淋器循环至电动处理装置中。
本发明优点和技术效果：
1、本发明方法创新性地使用电动力学方法处理大宗固体废物，是大宗固废无害化资源化的重要技术。实现了土壤化利用过程中有害杂质的脱除以及有益元素与盐类的分离提取，处理后的大宗固体废物污染物浸出毒性满足一类固废的环境标准。脱除重金属后的磷石膏、磷尾矿、水淬磷渣等固体废物作为土壤调理剂、有机肥、土壤基质时，进行土壤化利用时满足《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）(GB15618—2018)》等相关土壤标准；
2、本发明方法使用酸/碱液再生工艺，经过再生与调节后的电解液回用到电动处理过程中，去除重金属和回收有价元素的同时，降低处理过程中电解液水溶性杂质浓度，克服了电极室高浓度杂质再向固废室转移的风险；
3、本发明方法高效地应用了水力、电迁移、电渗流以及电解反应，使大宗固废中的有害杂质和有价组分得以充分提取出来，实现了大宗固废土壤化过程有害杂质浸出与有价组分提取，是大宗固废高值化利用的典型技术。此外，本发明方法所提供的工艺流程较短，根据固废性质可操作性强，适合推广及工业化实施。
附图说明
图1为本发明方法使用的装置结构示意图；
图2为卡槽结构示意图；
图中1-阴极室；2-固废室；3-阳极室；4-阴极板；5-阳极板；6-卡槽；7-耐酸液泵；8-耐碱液泵；9-氧气出口；10-氢气出口；11-喷淋器；12-调节池；13-进液口；14-酸液再生罐；15-碱液再生罐；16-过滤层Ⅰ；17-重金属回收层；18-阴离子回收口；19-微孔滤膜；20-喷雾器；21-氟离子回收层；22-阳离子回收层；23-过滤层Ⅱ。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容，如图1、2所示，下述实施例中方法使用的装置包括电动处理装置、酸液再生罐14、碱液再生罐15、调节池12，电动处理装置包括密封壳体，6块带孔绝缘隔板在壳体内每3块一组形成带2个卡槽的2个隔断，并将壳体内腔室分隔为阳极室3、固废室2、阴极室1，阳极室3、固废室2之间的隔断内放置有阳极板5、筛网；固废室2、阴极室1之间的隔断内放置有筛网、阴极板4，筛网均位于固废室2一侧，壳体顶部开有氧气出口9、氢气出口10，用于排出在电极附近电解反应产生的气体；底部两侧开有酸液出口、碱液出口，阳极板、阴极板分别与电源连接，酸液出口、碱液出口分别通过耐酸液泵7、耐碱液泵8与酸液再生罐14、碱液再生罐15连接，壳体内顶部设置有喷淋器11且位于固废室上方，酸液再生罐包括罐体，罐体内从上至下设置有过滤层Ⅰ16、重金属回收层17，重金属回收层17下方设置有喷雾器20，喷雾器下方、过滤层Ⅰ底部、重金属回收层底部分别设置有1～5层孔径为0.01～10μm的微孔滤膜，罐体顶部开有进液口，底部开有出液口，底部出液口与调节池连接，罐体下部一侧开有阴离子回收口并位于喷雾器下方的微孔滤膜上方；碱液再生罐包括罐体，罐体内从上至下设置有过滤层Ⅱ23、氟离子回收层21、阳离子回收层22，过滤层Ⅱ、氟离子回收层、阳离子回收层底部分别设置1～5层堆叠的孔径为0.01～10μm的微孔滤膜，罐体顶部开有进液口，底部开有出液口，底部出液口与调节池连接，调节池与喷淋器连通，调节池顶部开有进液口13；
实施例1：本实施例所使用的大宗固废原料为磷石膏，电解液为纯水。根据《HJ557-2010-固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》对磷石膏进行浸出试验后，其浸出毒性如表1所示。其它理化特性分别为pH 2.89，含水率18%，水溶性盐含量4.11%，平均粒径0.21 mm；
表1未经过处理的磷石膏浸出毒性
本实施例中阳极室或阴极室容积是固废室容积的1/2，带孔绝缘隔板为亚克力板，其上孔径1mm，孔面积为板面积的60%，阳极板为石墨电极板，阴极板为石墨电极板，筛网为300目的不锈钢筛网，喷雾器下方、过滤层Ⅰ底部、重金属回收层底部分别设置有3层孔径为0.45μm的微孔滤膜；
将磷石膏置于固废室2中，通过喷淋器11向固废室喷入磷石膏质量2倍的纯水，同时通过与阳极板、阴极板连接的直流电源施加1.5V/cm的电场强度，阳极室3的酸液经过耐酸液泵7泵入酸液再生罐14中，酸液经过滤层Ⅰ16（采用平均粒径0.45mm、不均匀系数为1.6的石英砂）和3层的微孔滤膜19滤去难溶性絮体和颗粒物后，进入重金属回收层17（磺酸型阳离子交换树脂），主要除去酸液中的Mn2+、Cr6+、Pb2+、Cu2+等重金属离子，再经微孔滤膜过滤后，与喷雾器20朝上喷出的溶液（无水乙醇，喷量为酸液的0.4倍）充分混合，结晶出硫酸盐和磷酸盐，结晶从阴离子回收口18排出收集，混合液经微孔滤膜过滤后流入调节池12中；阴极室1的碱液经耐碱液泵8泵入碱液再生罐15中，先由过滤层Ⅱ23（采用平均粒径0.45mm、不均匀系数为1.6的石英砂）和微孔滤膜19（3层孔径为0.45μm的微孔滤膜）滤去氢氧化物沉淀和其它难溶颗粒物，进入氟离子回收层21（活性氧化铝），主要除去碱液中F-，去除氟离子后的碱液经过微孔滤膜，在活性炭填充的阳离子回收层22回收Sr和Ca，含大量OH-的碱液再经微孔滤膜过滤后进入调节池，与在酸液再生罐去除了重金属、硫酸根和磷酸根并携带大量H+的酸液在调节池均匀混合，电解液和酸碱调节溶液由进液口13流入调节池维持系统液相平衡，调节池中的电解液经喷淋器11流入固废室再循环利用。
调节池中电解液各指标如表2所示，使用0.1mol/L NaOH调节后pH为6.84，将电解液通过喷淋器11喷入固废室2实现回用；电动处理12小时后，将固废室2磷石膏自然风干后，根据《HJ557-2010-固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》进行浸出试验后，其浸出毒性如表3所示，其它理化特性分别为：pH 4.52，水溶性盐含量1.59%。
表2 处理过程中调节池调节后电解液各成分的浓度
表3 电动处理分离后磷石膏的浸出毒性
由上表可知，使用本发明方法处理磷石膏后，除了pH外，各浸出毒性指标均符合《GB 8978-2002 污水综合排放标准》的最高标准，达到第Ⅰ类固体废物的标准，且磷石膏中重金属、氟化物的水溶性含量均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）GB15618—2018》的风险筛选值，有价组分Sr的含量显著减少。说明本方法在磷石膏土壤化利用过程中，以及同步去除有害重金属、氟合回收有益磷、Sr具有很广阔的应用前景。
实施例2：本实施例大宗固废原料为磷尾矿，电解液为纯水；根据《HJ557-2010-固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》对磷尾矿进行浸出试验后，其浸出毒性如表1所示，其它理化特性分别为：pH 7.62，含水率9.34%，水溶性盐含量0.42%，平均粒径0.55mm。
表4 未经过处理时磷尾矿的浸出毒性
本实施例中，阳极室或阴极室容积是固废室容积的1/3，带孔绝缘隔板为玻璃板，其上孔径1.5mm，孔面积为板面积的55%，阳极板为石墨电极板，阴极板为石墨电极板，筛网为350目的尼龙网，喷雾器下方、过滤层Ⅰ底部、重金属回收层底部分别设置有4层孔径为0.45μm的微孔滤膜；过滤层Ⅰ或过滤层Ⅱ为平均粒径0.45mm、不均匀系数为1.6的石英砂；
将磷尾矿置于固废室2中，通过喷淋器向固废室喷入磷尾矿质量1.5倍的纯水，同时通过与阳极板、阴极板连接的直流电源施加2.0V/cm的电场强度，阳极室3的酸液经耐酸液泵7泵入酸液再生罐14中，先由过滤层Ⅰ和微孔滤膜滤去难溶性絮体和颗粒物，然后进入重金属回收层（Fe(III)-Gr纳米材料）主要除去酸液中的Mn2+、Cr6+、Pb2+、Cu2+等重金属离子；再经微孔滤膜过滤后，与喷雾器20喷出的冰乙酸混合（喷量为酸液的0.2倍），结晶出磷酸盐；结晶从阴离子回收口18排出收集，混合液经微孔滤膜过滤后流入调节池12中；
阴极室1的碱液经耐碱液泵8泵入碱液再生罐中，先由过滤层Ⅱ和微孔滤膜滤去氢氧化物沉淀和其它难溶颗粒物，进入氟离子回收层21（羟基磷灰石），主要除去碱液中F-，去除氟离子后的碱液在沸石填充的阳离子回收层22回收Sr、Ca和Mg，携带大量OH-的碱液与在酸液再生罐去除了重金属和磷酸根并携带大量H+的酸液在调节池均匀混合；
调节池中电解液各指标如表5所示，酸液和碱液混后pH为6.98，将电解液通过喷淋器11喷入固废室2实现回用；电动处理24小时后，将固废室2磷尾矿自然风干后，根据《HJ557-2010-固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》进行浸出试验，其浸出毒性如表6所示，其它理化特性分别为：pH 4.11，水溶性盐含量0.62%；
表5 处理过程中调节池调节后电解液各成分的浓度
由上表可知，使用本发明方法处理磷尾矿后，各浸出毒性指标均符合《GB 8978-2002 污水综合排放标准》的最高标准，达到第Ⅰ类固体废物的标准。且磷尾矿中重金属、氟化物的水溶性含量均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）GB15618—2018》的风险筛选值，与营养成分密切相关的水溶性盐成增大至可控范围内。说明本方法在磷尾矿土壤化利用过程中，以及同步去除有害重金属、氟和回收有价元素Sr和有益磷具有很广阔的应用前景。
实施例3：本实施例大宗固废原料为拜耳法赤泥，电解液为0.05mol/L的碳酸氢钠溶液，根据《HJ557-2010-固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》对赤泥进行浸出试验后，其浸出毒性如表1所示，其它理化特性分别为：pH12.66，含水率31%，水溶性盐含量9.73%，平均粒径0.37mm；
表7 未经过处理时赤泥的浸出毒性
本实施例中，阳极室或阴极室容积是固废室容积的1/2，带孔绝缘隔板为PVC板，其上孔径1.5mm，孔面积为板面积的70%，阳极板为石墨电极板，阴极板为石墨电极板，筛网为250目的铝合金网，喷雾器下方、过滤层Ⅰ底部、重金属回收层底部分别设置有2层孔径为0.45μm的微孔滤膜；过滤层Ⅰ或过滤层Ⅱ为平均粒径0.45mm、不均匀系数为1.6的煤渣和珍珠岩石英砂；
将拜耳法赤泥置于固废室2中，通过喷淋器向固废室喷入赤泥质量2倍的碳酸氢钠溶液（浓度10%），同时通过与阳极板、阴极板连接的直流电源施加2.5V/cm的电场强度；阳极室3的酸液经耐酸液泵7泵入酸液再生罐14中，先由过滤层Ⅰ和微孔滤膜滤去难溶性絮体和颗粒物，进入重金属回收层（等质量混合的二乙丙醇氨基有机螯合剂和Fe(III)-Gr纳米材料），主要除去酸液中的Mn2+、Cr6+、Pb2+、Cu2+等重金属离子，再经微孔滤膜过滤后，与喷雾器20喷出二甲基亚砜混合，喷量为酸液的0.2倍，结晶出磷酸盐和硫酸盐，结晶从阴离子回收口18排出收集，混合液经微孔滤膜过滤后流入调节池12中；
阴极室1的碱液经耐碱液泵8泵入碱液再生罐中，先由过滤层Ⅱ和微孔滤膜滤去氢氧化物沉淀和其它难溶颗粒物，进入氟离子回收层21（骨碳），主要除去碱液中F-，去除氟离子后的碱液在活性炭填充的阳离子回收层22回收Ca和Al，携带大量OH-的碱液与在酸液再生罐去除了重金属和磷酸根并携带大量H+的酸液在调节池均匀混合；
调节池中电解液各指标如表8所示，酸液和碱液混后使用0.05mol/L 硫酸溶液调节pH为7.72，硫酸根在酸液再生罐中回收，将电解液通过喷淋器11喷入固废室2实现回用，电动处理24小时后，将固废室2赤泥自然风干后，根据《HJ557-2010-固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》进行浸出试验，其浸出毒性如表9所示，其它理化特性分别为：pH8.95，水溶性盐含量1.94 %；
由上表可知，使用本发明方法处理赤泥后降低了赤泥的碱度，各浸出毒性指标均符合《GB 8978-2002 污水综合排放标准》的最高标准，达到第Ⅰ类固体废物的标准。且赤泥中重金属、氟化物的水溶性含量明显降低了，均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）GB15618—2018》的风险筛选值。说明本方法在赤泥土壤化利用过程中，以及同步去除有害重金属、氟和回收有益铝，具有很广阔的应用前景。
Claims (9)
1.一种大宗固废土壤化有价组分高值化分离的方法，其特征在于：将大宗固体废物在电动处理装置的固废室中与电解液混合，基于离子基团电荷差异混合液中污染物和有价组分在电动力学作用下迁移至不同的电极室中形成酸液和碱液，酸液和碱液分别由液泵泵入酸液再生罐、碱液再生罐中，酸液中的有价盐类在酸液再生罐中结晶分离，碱液中的有价金属在碱液再生罐中吸附回收，在酸液再生罐、碱液再生罐中经多级处理后的酸液和碱液进入调节池中均混调节后，喷淋至电动处理装置的固废室中循环再利用。
2.根据权利要求1所述的大宗固废土壤化有价组分高值化分离的方法，其特征在于：电动处理装置包括密封壳体，壳体内腔室由阳极板、阴极板分隔为阳极室、固废室、阴极室，阴极板和阳极板位于固废室的一侧设置有筛网，壳体顶部开有氧气出口（9）、氢气出口（10），底部两侧开有酸液出口、碱液出口，阳极板、阴极板分别与电源连接，酸液出口、碱液出口分别与酸液再生罐、碱液再生罐连接，壳体内顶部设置有喷淋器（11）且位于固废室上方。
3.根据权利要求2所述的大宗固废土壤化有价组分高值化分离的方法，其特征在于：阳极室和阴极室的容积相同，阳极室或阴极室是固废室容积的1/4～1/2；阳极板或阴极板带孔，放置筛网、阳极板或阴极板的是3块带孔绝缘隔板形成的2个卡槽，带孔绝缘隔板上孔的孔径≤2mm，孔面积为板面积的45%～75%；筛网为304不锈钢网、尼龙网、铝合金网、钛合金网中的一种，目数为200～400目。
4.根据权利要求1所述的大宗固废土壤化有价组分高值化分离的方法，其特征在于：大宗固废为磷尾矿、磷石膏、硝酸酸浸磷渣、水淬磷渣、赤泥、铜尾矿中的一种，粒径≤2mm。
5.根据权利要求1所述的大宗固废土壤化有价组分高值化分离的方法，其特征在于：大宗固废与电解液的质量比为1:1～3，电解液为纯水、柠檬酸溶液、乙酸溶液、腐殖酸溶液、十二烷基苯磺酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、氨水中的一种。
6.据权利要求1所述的大宗固废土壤化有价组分高值化分离的方法，其特征在于：在调节池中调节混合液pH为4～9。
7.据权利要求2所述的大宗固废土壤化有价组分高值化分离的方法，其特征在于：酸液再生罐包括罐体，罐体内从上至下设置有过滤层Ⅰ（16）、重金属回收层（17），重金属回收层（17）下方设置有喷雾器（20），喷雾器（20）下方、过滤层Ⅰ（16）底部、重金属回收层（17）底部分别设置有1～5层孔径为0.01～10μm的微孔滤膜（19），罐体顶部开有进液口，底部开有出液口，底部出液口与调节池连接，罐体下部一侧开有阴离子回收口（18）并位于喷雾器下方的微孔滤膜上方；
碱液再生罐包括罐体，罐体内从上至下设置有过滤层Ⅱ（23）、氟离子回收层（21）、阳离子回收层（22），过滤层Ⅱ、氟离子回收层、阳离子回收层底部分别设置1～5层堆叠的孔径为0.01～10μm的微孔滤膜，罐体顶部开有进液口，底部开有出液口，底部出液口与调节池连接，调节池与喷淋器连通。
8.据权利要求7所述的大宗固废土壤化有价组分高值化分离的方法，其特征在于：过滤层Ⅰ或过滤层Ⅱ的过滤材料为硅藻土、陶粒、石英砂、煤渣、珍珠岩中的一种或多种，有效粒径为0.25～2.5mm，不均匀系数为1.3～2.5；重金属回收层中材料为大孔强酸性阳离子交换树脂、活性炭、Zr-MC吸附剂、Fe3O4@SiO2纳米材料、二异丙醇胺基有机螯合剂、Fe(III)-Gr纳米材料中的一种或多种；喷雾器喷施的溶液为冰乙酸、乙二醇、甲醇、乙醇、正丁醇、异丙醇中的一种或多种，喷量为酸液的0.2～0.8倍；氟离子回收层中材料为活性氧化铝、羟基磷灰石、碳基磷灰石、骨碳、褐煤吸附剂中的一种或多种；阳离子回收层中材料为大孔强酸性阳离子交换树脂、活性炭、沸石、膨润土中的一种或多种。
9.据权利要求2所述的大宗固废土壤化有价组分高值化分离的方法，其特征在于：阳极板、阴极板与直流电源连接为固废室提供0.2～3.0 V/cm的电场，电动处理时间为6～168小时。
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