申请日2018.10.08
公开(公告)日2019.01.15
IPC分类号C02F11/00; C02F101/20
摘要
本发明提供了一种复杂重金属危废污泥渣无害固化方法，属于危废处理技术领域，包括以下步骤：本发明将复杂重金属危废污泥渣依次经过脱水、粉磨，得到复杂重金属危废污泥渣粉末;所述复杂重金属危废泥渣包括重金属和有机物;所述重金属为砷、汞、铬、镉、铅、镍、铍、铜、锌、硒和锑中的两种及两种以上;所述重金属的质量含量为复杂重金属危废污泥的1～10g/kg;将得到的复杂重金属危废污泥渣粉末、碱性钙质激活剂、金属离子矿化剂、固化料和水混合后依次熟化、成型和养护。本发明提供的方法可以同时固定多种重金属，抑制重金属浸出，使毒性浸出率达到国家规定的标准。
权利要求书
1.一种复杂重金属危废污泥渣的无害固化方法，包括以下步骤：
1)将复杂重金属危废污泥渣依次经过脱水、粉磨，得到复杂重金属危废污泥渣粉末;所述复杂重金属危废泥渣中包括重金属和有机物;所述重金属包括砷、汞、铬、镉、铅、镍、铍、铜、锌、硒和锑中的两种或两种以上;所述重金属的质量含量为复杂重金属危废污泥的1～10g/kg;
2)将所述步骤1)得到的复杂重金属危废污泥渣粉末、碱性钙质激活剂、金属离子矿化剂、固化料和水混合后依次熟化、成型和养护。
2.根据权利要求1所述的无害固化方法，其特征在于，所述步骤1)中脱水后的复杂重金属危废污泥渣的含水率为0～5%。
3.根据权利要求1所述的无害固化方法，其特征在于，所述步骤1)中复杂重金属危废污泥渣粉末的粒度≤120目。
4.根据权利要求1所述的无害固化方法，其特征在于，所述步骤2)中碱性钙质激活剂为碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙、硫酸钙、磷酸钙、硝酸钙或氯化钙。
5.根据权利要求1所述的无害固化方法，其特征在于，所述步骤2)中金属离子矿化剂为特种重金属搜捕剂、腐殖酸和长链中性聚合物。
6.根据权利要求1所述的无害固化方法，其特征在于，所述步骤2)中固化剂为硅酸盐、铝酸盐、硫铝酸盐、铁铝酸盐、氟石雷矿物或海泡石类矿物。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的无害固化方法，其特征在于，所述步骤2)中复杂重金属危废污泥渣粉末、碱性钙质激活剂、金属离子矿化剂、固化料和水的质量比为1000：0.1～5：0.1～5：200～1000：100～150。
8.根据权利要求1所述的无害固化方法，其特征在于，所述步骤2)中熟化的温度为室温，熟化的时间为1～5h。
9.根据权利要求1所述的无害固化方法，其特征在于，所述步骤2)中养护的温度为25～30℃，所述养护的时间为5～10天。
10.权利要求1～9任意一项所述的无害固化方法得到的固化产物。
说明书
一种复杂重金属危废污泥渣无害固化方法及其固化产物
技术领域
本发明涉及危废处理技术领域，特别涉及一种复杂重金属危废污泥渣无害固化方法及其固化产物。
背景技术
复杂重金属危废污泥渣是指含有多种重金属和有机物的工业废弃物污泥渣，多指砷、汞、铬、镉、铅、镍、铍、铜、锌、硒和锑中的多种重金属共存，这对复杂重金属危废污泥渣的无危害化处理造成一定的困难。
目前，复杂重金属危废污泥渣的处理方法有吸附稳定法、淋洗法、水泥固化法、窑炉法、填埋法等。水泥固化技术是将废物和水泥混合，经水化反应后形成坚硬的水泥固化体，从而达到降低废物中危险成分浸出的目的。但是，在多种重金属并存的情况下无法同步固定，特别是砷、镉、铜、硒。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种复杂重金属危废污泥渣无害固化方法，本发明提供的方法可同时固定多种重金属，抑制重金属浸出，使浸出率达到国家规定的标准。
本发明提供了一种复杂重金属危废污泥渣无害固化方法，包括以下步骤：
1)将复杂重金属危废污泥渣依次经过脱水、粉磨，得到复杂重金属危废污泥渣粉末;所述复杂重金属危废泥渣包括重金属和有机物;所述重金属为砷、汞、铬、镉、铅、镍、铍、铜、锌、硒和锑中的两种或两种以上;所述重金属的质量含量为复杂重金属危废污泥的1～10g/kg;
2)将步骤1)得到的复杂重金属危废污泥渣粉末、碱性钙质激活剂、金属离子矿化剂、固化料和水混合后依次熟化、成型和养护，得到固化产物。
优选地，所述步骤1)中脱水后的复杂重金属危废污泥渣的含水率为0～5%。
优选地，所述步骤1)中复杂重金属危废污泥渣粉末的粒度≤120目。
优选地，所述步骤2)中碱性钙质激活剂为碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙、硫酸钙、磷酸钙、硝酸钙或氯化钙。
优选地，所述步骤2)中金属离子矿化剂为特种重金属搜捕剂、腐殖酸化学品和长链中性聚合物。
优选地，所述步骤2)中固化剂为硅酸盐、铝酸盐、硫铝酸盐、铁铝酸盐、氟石雷矿物或海泡石类矿物。
优选地，所述步骤2)中复杂重金属危废污泥渣粉末、碱性钙质激活剂、金属离子矿化剂、固化料和水的质量比为1000：0.1～5：0.1～5：200～1000：100～150。
优选地，所述步骤2)中熟化的温度为室温，熟化的时间为1～5h。
优选地，所述步骤2)中压坯的压力为5MPa～24MPa;所述粉末结块的压力为2MPa～20MPa。
优选地，所述步骤2)中养护的温度为25～30℃;所述养护的时间为5～10天。
本发明还提供了上述方法制备得到的固化产物。
本发明提供了一种复杂重金属危废污泥渣无害固化方法，包括以下步骤：将复杂重金属危废污泥渣依次经过脱水、粉磨，得到复杂重金属危废污泥渣粉末;所述复杂重金属危废泥渣包括重金属和有机物;所述重金属为砷、汞、铬、镉、铅、镍、铍、铜、锌、硒和锑中的两种或两种以上;所述重金属的质量含量为复杂重金属危废污泥的1～10g/kg;将得到的复杂重金属危废污泥渣粉末、碱性钙质激活剂、金属离子矿化剂、固化料和水混合后依次熟化、成型和养护，得到固化产物。本发明提供的方法可以同时固定多种重金属，兼具有化学固化和物理固化的双重效应，能抑制重金属浸出，使毒性浸出率达到国家规定的标准。
具体实施方式
本发明提供了一种复杂重金属危废污泥渣无害固化方法，包括以下步骤：
1)将复杂重金属危废污泥渣依次经过脱水、粉磨，得到复杂重金属危废污泥渣粉末;所述复杂重金属危废泥渣包括重金属和有机物;所述重金属包括砷、汞、铬、镉、铅、镍、铍、铜、锌、硒和锑中的两种或两种以上;所述重金属的质量含量为复杂重金属危废污泥的1～10g/kg;
2)将步骤1)得到的复杂重金属危废污泥渣粉末、碱性钙质激活剂、金属离子矿化剂、固化料和水混合后依次熟化、成型和养护，得到固化产物;所述成型为压坯或粉末结块。
本发明将复杂重金属危废污泥渣依次经过脱水、粉磨，得到复杂重金属危废污泥渣粉末;所述复杂重金属危废泥渣包括重金属和有机物;所述重金属包括砷、汞、铬、镉、铅、镍、铍、铜、锌和锑中的两种或两种以上;所述重金属的质量含量为复杂重金属危废污泥的1～10g/kg。
在本发明中，所述有机物优选为含N、S或P的有机物。
在本发明中，所述重金属优选包括砷、镉、铜和硒。
在本发明中，所述重金属的质量含量优选为复杂重金属危废污泥的1～10g/kg，更优选为2～8g/kg，最优选为5～7g/kg。
在本发明中，所述复杂重金属危废污泥渣的来源优选为冶炼废渣、选矿废渣或含重金属废水处理后的污泥。
在本发明中，所述脱水后的复杂重金属危废污泥渣的含水率优选为0～5%，更优选为3%。
本发明对脱水的方法没有特殊限制，选用本领域技术人员熟知的脱水方法即可。在本发明中，优选为烘干。
在本发明中，所述烘干的温度优选为40～300℃，更优选为100～250℃，最优选为150～200℃。
在本发明中，所述复杂重金属危废污泥渣粉末的粒度优选为≤120目，更优选为≤80目。
本发明对粉磨的方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的粉磨方法即可。在本发明中，优选为在粉磨机内进行粉磨。
得到复杂重金属危废污泥渣粉末后，本发明将得到的复杂重金属危废污泥渣粉末、碱性钙质激活剂、金属离子矿化剂、固化料和水混合后依次熟化、成型和养护，得到固化产物。
在本发明中，所述碱性钙质激活剂优选为碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙、硫酸钙、磷酸钙、硝酸钙或氯化钙。
在本发明中，所述金属离子矿化剂优选为特种重金属搜捕剂、腐殖酸化学品和长链中性聚合物。
在本发明中，所述特种重金属搜捕剂优选为重金属络合剂、重金属螯合剂或有机硫铵生物碳长链高分子结构化合物;所述腐殖酸化学品优选为腐殖酸离子交换剂;所述长链中性聚合物优选为酚醛树脂或环氧树脂。
在本发明中，所述固化剂优选为硅酸盐、铝酸盐、硫铝酸盐、铁铝酸盐、氟石雷矿物或海泡石类矿物。
在本发明中，所述复杂重金属危废污泥渣粉末、碱性钙质激活剂、金属离子矿化剂、固化料和水的质量比优选为1000：0.1～5：0.1～5：100～500：100～150;更优选为1000：2～3：2～3：200～400：120～140。
本发明对混合的方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的混合方法即可。在本发明中，优选为以搅拌的方式混合。本发明对搅拌的速率及时间没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的速率及时间即可。
本发明对混合的顺序没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的混合顺序即可。本发明优选为在复杂重金属危废泥渣粉末中依次投加碱性钙质激活剂、金属离子矿化剂、固化料和水进行混合。
在本发明中，所述熟化的温度优选为室温，熟化的时间为优选为1～5h，更优选为3h。
本发明对熟化的方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的熟化方法即可。在本发明中，优选为室温静置熟化。
在本发明中，所述成型优选为压坯或粉末结块。
在本发明中，所述压坯的压力优选为5～24MPa，更优选为10～20MPa。
在本发明中，所述粉末结块的压力优选为2～20MPa。
在本发明中，所述养护的温度优选为25～30℃，更优选为27℃;所述养护的时间优选为5～10天，更优选为8天。
本发明对养护的方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的养护方法即可。
本发明还提供了上述方法制备得到的固化产物。
所得固化产物对环境无二次污染，其固化胚体可用于工业建筑和基础的砌块，其粉结块可用于矿山回填。
