CN1451495A - 工业废渣综合利用、稳定化、固化处理电镀污泥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种工业废渣综合利用、稳定化、固化处理电镀污泥的方法，该方法包括以下次序的工艺步骤：①将碱性工业废渣、电镀污泥和水按比例混合，均匀搅拌成pH值为7.5～9的混合污泥；②在混合污泥中加入固化剂、稳定剂和水搅拌均匀；③将搅拌后的混合物制模，并固化成砌块；④对砌块进行养护；⑤风干。本发明以废治废，利用工业废渣处理电镀污泥，可大大减少处理费用。同时，通过本发明制得的砌筑模块成品，生物毒性试验效果良好，符合国家环保标准要求，物理性能符合国家建材二级标准。
Description
技术领域
本发明涉及环保领域中电镀污泥的处理方法，特别是一种电镀污泥无害化及资源化的处理方法。
背景技术
电镀污泥是指电镀及印制板等生产过程所产生的含有害重金属的泥渣，毒性极大，是受环保部门严格管理的工业废物。国外解决有害废物污染途径的方法主要有3种：一是减量化技术，即通过改革工艺，如采用无废少废技术或清洁工艺(如无氰或低氰工艺，低铬工艺等)，尽量减少废物的产生量；二是资源化技术，尽量将废物回收利用或综合利用，将废物再一次转化为资源；三是无害化处理处置技术，避免对环境造成污染，所采用的处理方法主要有：填埋法、固化法、物理化学法、弃海法、生物法、焚烧法、深井注入法等。有害废物安全填埋技术是目前国内外应用最广、比较经济适用的处置技术，但安全填埋法最大的缺点是它只能处置废物而不能彻底铲除和解毒废物，加之受土地资源的限制，近十年来，一些发达国家有逐渐退出填埋的趋势。
我国对电镀污泥的处理和综合利用方面的研究始于七十年代初，在理论上和实验室研究方面取得不少成果，有一些已达到生产性规模，应用于实际治理中。尤其在电镀污泥回收利用方面，到目前为止已探索出10条技术途径：1.电解回收重金属；2.离子交换法回收重金属；3.铁氧体法综合利用；4.制造建筑材料；5.制作改性塑料；6.制鞣革剂；7.湿法冶金新技术回收重金属；8.制陶瓷产品；9.钡盐法处理综合利用；10微生物净化法回收重金属。但是，现有技术都有各自的适用条件和缺点，有的只能去除单一金属离子，有的在处理过程中工艺要求严格，有的安全性能差，有的处理成本高，推广起来较困难。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种工艺简单，操作方便，以废治废，低成本的工业废渣综合利用、稳定化、固化处理电镀污泥的方法，回收工业废物、危险废物进行再利用，减少它们对环境的污染和危害，并产生一定社会效益和环境效益。
本发明是这样实现的：一种工业废渣综合利用、稳定化、固化处理电镀污泥的方法，该方法包括以下次序的工艺步骤：
(1)将以下重量百分比的组分混合：25％～70％的碱性工业废
渣、20％～55％的电镀污泥、10％～20％的水，均匀搅拌成
PH值为7.5～9的混合污泥；
(2)将以下重量百分比的组分混合：55％～85％的混合污泥、
10％～40％的固化剂、0.05％～1％的稳定剂、4％～15％的水，
搅拌均匀；
(3)将搅拌后的混合物制模，并固化成砌块；
(4)对砌块进行快速养护；
(5)风干。
上述方法的步骤(1)所采用的碱性工业废渣含颗粒状固态物30％～60％
上述方法的步骤(1)所采用的碱性工业废渣由(按％重量计)30％～60％的PH＝8.0～9.0的工业灰渣A和40％～70％的PH≈11的工业废渣B成分。
上述碱性工业废渣中的工业灰渣A为直径0.2～8mm的颗粒状固态物。
上述碱性工业废渣中的工业灰渣A的含水率为20％～40％，主要成分为硫酸钡、硫酸钙和碳。
上述碱性工业废渣中的工业废渣B的含水率为30％～50％，主要成分为碳酸钙、硫酸钙、氢氧化钙、氢氧化纳。
上述方法的步骤(2)所采用的固化剂为硅酸盐类固化剂。
上述方法的步骤(2)所采用的稳定剂为MDS稳定剂。
由于电镀污泥偏酸性，工业废渣B为强碱性，因此利用碱性工业废渣进行处理电镀污泥，可使混合污泥趋向中性，增强模块/砌块的稳定性。而且，工业灰渣A除呈强碱性外，还以颗粒状固态增加实验砌块的强度，便于混合和脱模。
本发明利用工业废渣处理电镀污泥，以废治废，大大减少电镀污泥的处理费用，而且在处理每吨电镀污泥的同时还可处理约0.9-1.5吨工业废渣，耗费固化剂约300-400kg，稳定剂约15-45kg，处理费用低于1000元/吨电镀污泥，比原处理方法的处理费2000元/吨电镀污泥低50％，可制作36×18×24cm的砌筑砌块36块，因此本发明具有原料易得、成本低、效果稳定、操作程序简单等优点。
本发明加强了固化砌块的稳定性，同时也降低了污泥中重金属的毒性，根据本发明制得的砌筑砌块试样，经测试，六价铬和总铬符合国家浸出毒性标准GB55085.3-1996要求，生物毒性试验效果良好，物理性能要求符合国家建材二级标准。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
(一)本发明的原材料
含铬电镀污泥：物相成分为四水铬酸钠(Na2CrO4·4H2O)、铬酸钙(CaCrO4)、碱式铬酸铁(FeOH·CrO4)、铁铝酸钙(4CaO·AL2O3·Fe2O3)、硅酸二钙(β-2CaO·SIO2)、亚铬酸钙「(α-CaCrO2)」、碳酸钙(CaCO3)等，含水率达15％左右，其中很大一部分类似水泥的物相组成，故铬渣也有水硬性，在空气中吸水结块。但是铬渣中主要含有水溶性的四水铬酸钠(Na2CrO4·4H2O)、铬酸钙(CaCrO4)是强氧化剂。
工业灰渣A：主要成份为硫酸钡BaSO4、硫酸钙CaSO4、碳等，含水率达30％左右，其物理形态为直径0.2～8mm的颗粒状固态物，PH≈8.5。
工业废渣B：主要成份为碳酸钙CaCO3(约占4％)、硫酸钙CaSO4、氢氧化钙Ca(OH)2；此外，还包含少量的氢氧化钠等，含水率40％左右，PH≈11。
固化剂：采用硅酸盐固化剂。
稳定剂：采用ADVANCED CHEMICAL COMPANY公司生产的MDS稳定剂。
(二)本发明的工艺过程
图1是本发明的典型工艺流程，在实际操作时可依原料成分或工艺要求作适当调整。
实施例1：
(1)按重量百分比：50％的电镀污泥、13％的工业废渣B、20％的工业
灰渣A、17％的水，将电镀污泥400kg，工业废渣B104kg，工
业灰渣A160kg，水136kg经物料传送至涡桨式混凝土搅拌
机，搅拌半小时，形成混合污泥C800kg，PH值为7~8；
(2)按重量百分比：75％混合污泥、10％的固化剂、1％的稳定剂、14％
的水，向涡桨式混凝土搅拌机内的混合污泥C加入硅酸盐固化
剂106.7kg，MDS稳定剂10.7kg，水149.3kg，搅拌半小时，
形成泥C1，PH值为7~8；
(3)泥C1经混凝土泵传送至砌块成型机，制出36×18×24cm的砌
块，经钢轨平板车传送至温度为80℃的蒸发室进行固化，固
化时间为20分钟。
(4)固化后经钢轨平板车传送，放置于防晒、防雨、通风的场地养
护，放置3天，每4小时用自来水喷水雾一次；
(5)养护后码垛砌块，放置50天，自然风干成成品D1。
实施例2：
步骤(2)：按重量百分比：75％的混合污泥、13％的固化剂、0.8％的稳定剂、11.2％的水，向混合污泥C加入硅酸盐固化剂148.5kg，MDS稳定剂9.2kg，水119.5kg，在涡桨式混凝土搅拌机搅拌均匀成泥C2，PH值为7~8。
其他步骤同实施例1，制得成品D2。
实施例3：
步骤(2)：按重量百分比：69％的混合污泥、20％的固化剂、0.5％的稳定剂、10.5％的水，向混合污泥C加入硅酸盐固化剂266.7kg，MDS稳定剂6.67kg，水121.7kg，在涡桨式混凝土搅拌机搅拌均匀成泥C3，PH值为7~8。
其他步骤同实施例1，制得成品D3。
实施例4：
(1)按重量百分比：42％的电镀污泥、21％的工业废渣B、20％的
工业灰渣A、17％的水，将电镀污泥336kg，工业废渣B168kg，
工业灰渣A160kg，水136kg经物料传送至涡桨式混凝土
搅拌机，机械搅拌均匀成混合污泥E800kg，PH值为7~8；
(2)按重量百分比：73％的混合污泥、15％的固化剂、0.7％的稳
定剂、11.3％的水，向混合污泥E加入硅酸盐固化剂164.4
kg，MDS稳定剂7.7kg，水123.8kg，在涡桨式混凝土搅
拌机搅拌均匀成泥E1，PH值为7~8。
其他步骤同实施例1，制得成品D4。
实施例5：
步骤(2)：按重量百分比：65％的混合污泥、20％的固化剂、0.2％的稳定剂、14.8％的水，向混合污泥E加入硅酸盐固化剂266.7kg，MDS稳定剂2.7kg，水182.2kg，在涡桨式混凝土搅拌机搅拌均匀成泥E2，PH值为7~8。
其他步骤同实施例4，制得成品D5。
实施例6：
步骤(2)：按重量百分比：77％的混合污泥、12.7％的固化剂、0.7％的稳定剂、9.6％的水，向混合污泥E加入硅酸盐固化剂169.3kg，MDS稳定剂9.3kg，水99.7kg，在涡桨式混凝土搅拌机搅拌均匀成泥E3，PH值为7~8。
其他步骤同实施例4，制得成品D6。
(三)本发明制得成品的测试
1.按国家浸出毒性标准GB55085.3-1996进行浸出毒性测试。
本发明所处理的电镀污泥含有高浓度铬和一定浓度铁离子。铬的常见价态有三价和六价。在进入水体后，六价铬一般以CrO4 2-、HCrO4 -以两种阴离子形式存在，受水中的PH值、有机物、氧化还原物质、温度及硬度等条件影响，三价铬和六价铬的化合物可以相互转化。三价铬和六价铬均具有生物毒性。铬的毒性与其存在价态有关，六价铬的毒性比三价铬的毒性高100倍，而且六价铬更容易被人体所吸收并在人体内蓄积。但是，三价铬的化合物对鱼的毒性比六价铬大。因此，在测试浸出性能时需对六价铬和总铬均进行测定。铁离子及其化合物均为低毒性或微毒性，浸出毒性标准对铁含量无要求，因此对浸出液的铁含量不进行测定。
对成品做浸出测试，首先用设备将固化块粉碎，然后称取100g(干重)固化块粉料试样，置于2L带盖广口聚乙烯瓶中，加入蒸馏水1L(调整PH值至4.0～4.5)，然后将瓶子盖上，垂直固定放置于水平往复震荡器中，调节震荡频率为110±10次/min，振幅40mm，在室内震荡8h，静置16h。用0.45μm滤膜过滤。每种样品均做两个平行试验，每瓶浸出液对欲测项目平行两次，取算术平均值。
六价铬的浓度：采用二苯碳酰二肼分光光度法(GB/T15555.4)测定。
表1.废料中的六价铬的浓度
| 测定物 | 序号 | 六价铬的浓度(mg/l) | |
| 分项值 | 平均值 | ||
| 电镀污泥 | 1 | 202.5 | 205.0 |
| 2 | 207.5 | ||
| 工业废渣B | 3 | 177.0 | 182.0 |
| 4 | 187.0 | ||
| 工业灰渣A | 5 | 82.0 | 97.5 |
| 6 | 113.0 | ||
表2.成品浸出液中六价铬的浓度
| 测定物 | 序号 | 六价铬的浓度(mg/l) | |
| 分项值 | 平均值 | ||
| 成品D1 | 7 | 0.32 | 0.35 |
| 8 | 0.38 | ||
| 成品D2 | 9 | 0.098 | 0.097 |
| 10 | 0.095 | ||
| 成品D3 | 11 | 0.15 | 0.16 |
| 12 | 0.17 | ||
| 成品D4 | 13 | 0.20 | 0.19 |
| 14 | 0.18 | ||
| 成品D5 | 15 | 0.008 | 0.007 |
| 16 | 0.006 | ||
| 成品D6 | 17 | 0.012 | 0.014 |
| 18 | 0.016 | ||
国家浸出毒性标准中六价铬的最高允许浓度为：1.5mg/l，从表1和表2可以看出，处理后成品的六价铬浸出浓度比原始废料的六价铬浸出浓度大幅下降，完全符合国家环保标准。
总铬的浓度：采用硫酸亚铁铵滴定法(GB/T15555.8)测定。
表3.废料中总铬的浓度
| 测定物 | 序号 | 六价铬的浓度(mg/kg) | |
| 分项值 | 平均值 | ||
| 电镀污泥 | 1 | 227 | 246.0 |
| 2 | 265 | ||
| 工业废渣B | 3 | 184 | 198.5 |
| 4 | 213 | ||
| 工业灰渣A | 5 | 140 | 123.0 |
| 6 | 106 | ||
表4.成品浸出液中总铬的浓度
| 测定物 | 序号 | 总铬的浓度(mg/l) | |
| 分项值 | 平均值 | ||
| 成品D1 | 7 | 7.63 | 7.605 |
| 8 | 7.58 | ||
| 成品D2 | 9 | 0.85 | 0.885 |
| 10 | 0.92 | ||
| 成品D3 | 11 | 1.23 | 1.285 |
| 12 | 1.34 | ||
| 成品D4 | 13 | 2.60 | 2.565 |
| 14 | 2.53 | ||
| 成品D5 | 15 | 0.086 | 0.078 |
| 16 | 0.069 | ||
| 成品D6 | 17 | 0.12 | 0.145 |
| 18 | 0.17 | ||
国家浸出毒性标准中总铬的最高允许浓度为：10mg/l，从表3和表4可以看出，成品的总铬浸出浓度比原始废料的总铬浸出浓度大幅下降，完全符合国家环保标准。
2.生物毒性测试
生物毒性试验，可测试样品在长期水浸泡下对水中生物的毒性影响。
选用两组各10条个体为3~4cm的金鱼，在两个鱼缸中做对照试验，除置有成品样品颗粒外，其余条件都相同。试验结果见表5。表5.生物毒性试验结果对照
3.减容比测试
减容比Ci为砌块固化前后的体积比，计算公式为：Ci＝V固化后/V固 化前。对不同固化配比下减容比进行测定，测定结果的平均值为0.545。
4.按建筑砌块要求，对成品砌块的物理性能进行测试。
成品的抗压强度、透水率、收水率、含水率均达国家建材二级标准。
Claims (8)
1.一种工业废渣综合利用、稳定化、固化处理电镀污泥的方法，该方法包括以下次序的工艺步骤：
(1)将以下重量百分比的组分混合：25％～70％的碱性工业废
渣、20％～55％的电镀污泥、10％～20％的水，均匀搅拌成
PH值为7.5～9的混合污泥；
(2)将以下重量百分比的组分混合：55％～85％的混合污泥、
10％～40％的固化剂、0.05％～1％的稳定剂、4％～15％的水，
搅拌均匀；
(3)将搅拌后的混合物制模，并固化成砌块；
(4)对砌块进行快速养护；
(5)风干。
2.根据权利要求1所述的工业废渣综合利用、稳定化、固化处理电镀污泥的方法，步骤(1)所采用的碱性工业废渣含颗粒状固态物30％～60％。
3.根据权利要求1所述的工业废渣综合利用、稳定化、固化处理电镀污泥的方法，步骤(1)所采用的碱性工业废渣由(按％重量计)30％～60％的PH＝8.0～9.0的工业灰渣(A)和40％～70％的PH≈11的工业废渣(B)成分。
4.根据权利要求3所述的工业废渣综合利用、稳定化、固化处理电镀污泥的方法，其中的碱性工业废渣中的工业灰渣(A)为直径0.2～8mm的颗粒状固态物。
5.根据权利要求3所述的工业废渣综合利用、稳定化、固化处理电镀污泥的方法，其中的碱性工业废渣中的工业灰渣(A)的含水率为20％～40％，主要成分为硫酸钡和硫酸钙。
6.根据权利要求3所述的工业废渣综合利用、稳定化、固化处理电镀污泥的方法，其中碱性工业废渣中的工业废渣(B)的含水率为30％～50％，主要成分为碳酸钙、硫酸钙和氢氧化钙。
7.根据权利要求1所述的工业废渣综合利用、稳定化、固化处理电镀污泥的方法，步骤(2)所采用的固化剂为硅酸盐类固化剂。
8.根据权利要求1所述的工业废渣综合利用、稳定化、固化处理电镀污泥的方法，步骤(2)所采用的稳定剂为MDS稳定剂。
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Legal Events
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Granted publication date: 20050323 Termination date: 20100520 |