一种用于治理重金属污染的固化剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及固化剂【技术领域】，尤其涉及一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成：5-60%的硅酸盐、5-60%的石英粉、1-5%的十二烷基硫酸钠、1-10%的碳粉、1-10%的铁粉、1-15%的淀粉、1-10%的氧化锰。本发明的固化剂可对冶炼废渣进行改性，例如与污酸渣、铝渣、锰渣中的重金属氧化物生成玻璃态，并达到易熔融和基体改性等性能特点，使污酸渣、铝渣、锰渣与固化剂的共烧产物具备一个较为理想的微观结构，固化稳定废渣中的重金属元素，可有效降低或防止重金属元素的浸出及与外界的传输，对重金属的稳定效果好，利于将冶炼废渣资源化利用，以达到节能减排、保护环境的目的。
【专利说明】一种用于治理重金属污染的固化剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及固化剂【技术领域】，尤其涉及一种用于治理重金属污染的固化剂。
【背景技术】
[0002]目前，冶炼厂在冶炼生产过程中会产生大量的废渣，这些废渣基本没有再回收利用或提炼贵重金属的价值，而且还含有铜、铅、锌、镉、砷、汞等有毒害的重金属。污酸渣属于生产性废渣，为锌的湿法冶炼资源回收工艺副产物，其中含有汞、砷、镉、铅等对人和动物危害最为严重的重金属毒害物质，这些重金属毒害物质进入大气、水体和土壤等各种环境后，均可通过呼吸道、消化道和皮肤等各种途径被动物吸收，当这些重金属在动物体内积累到一定程度时，即会直接影响动物的生长发育、生理生化机能，直至引起动物的死亡。由于重金属不能被微生物降解，在环境中只能发生各种形态之间的相互转化，所以，重金属污染的消除极为困难，对生物引起的影响和危害非常严重，给社会和环境带来了巨大的安全隐患，极大地增加了企业的负担，不利于企业的可持续发展。目前重金属污染主要的处置办法，是通过化学反应降低废渣的毒害性，然后再进行后续处理。然而，这样处理一方面成本高，另一方面也不能彻底处理，因此即使采用了一些化学处理，其处理后的废渣仍然具有很强的污染和毒害。污酸渣属于生产性废渣，其可利用价值已经很低，含水率一般在80%左右，所以废渣产量很大，譬如株冶集团每月即可产生10000吨左右的废渣。
[0003]污酸渣仅在株洲地区就堆放了数百万吨等待处理，不仅占用了大量的土地堆放，而且产生了很大的环境污染。另外，我国每年新产生的炼铝废渣有上千万多吨，目前炼铝废渣的处置方式是将其填埋处置，不仅处置费用高且容易污染环境。由于渣场高昂的建设和运行成本，目前国内绝大部分废渣的渣库选址不科学、建设不规范，安全、防渗等措施达不到国家相关要求，渣中的重金属离子等污染物极易通过渗滤液等进入周边土壤、地表水和地下水中，远远超过当地生态环境容量，导致河流水质功能下降、居民饮用水被污染等问题，严重影响当地社会经济的和谐、稳定发展`，也制约着金属冶炼行业的持续、健康发展。
[0004]综上，针对污酸渣、铝渣和锰渣等废渣引发的生态环境问题，如何妥善地处理废渣成了业内关注的重点。若将我国每年冶炼产生的大量废渣进行资源化处理，将废渣制备成环保陶粒，以使之能够应用于建筑、农业等行业，可达到节能减排，保护环境的效果。然而，冶炼厂的废渣由于成份元素单一，若未经改性，不能直接烧制成陶粒，也没有回收利用提取贵重金属的可能。因此，根据冶炼废渣的特点，亟需开发出一种可对冶炼废渣改性以治理重金属污染的固化剂。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种可对冶炼废渣改性的用于治理重金属污染的固化剂。
[0006]本发明是通过以下技术方案来实现的。
[0007]—种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成:娃酸盐5-55%
石英粉5-55%
十二烷基硫酸钠1-5%
碳粉1-10%
铁粉1-10%
淀粉1-15%
氧化猛1-10%。
[0008]优选的，一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成: 硅酸盐5-40%
石英粉40_55%
十二烷基硫酸钠2-5%
碳粉5-10%
铁粉4-10%
淀粉8-15%
氧化猛1-5%。
`[0009]更优选的，一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成:
硅酸盐40-55%
石英粉15_50%
十二烷基硫酸钠1-2%
碳粉1-5%
铁粉1-5%
淀粉1-8%
氧化猛5-10%。
[0010]另一优选的，一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成:
硅酸盐15-50%
石英粉20_45%
十二烷基硫酸钠1.5-5%
碳粉2-9%
铁粉2-9%
淀粉3-12%
氧化猛3-8%。
[0011]另一更优选的，一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成:
硅酸盐25-45%
石英粉25_45%
十二烷基硫酸钠2-4%
碳粉3-8%铁粉3-8%
淀粉5-10%
氧化猛4-7%。
[0012]再一优选的，一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成:
硅酸盐35-40%
石英粉35_40%
十二烷基硫酸钠3-4%
碳粉5-7%
铁粉5-7% 淀粉6-9%
氧化猛5-6%。
[0013]再一更优选的，一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成:
娃酸盐36%
石英粉38%
十二烷基硫酸纳3%
碳粉5%
铁粉6%
淀粉7%
氧化猛5%。
[0014]硅酸盐主要由CaO、Si02、Al2O3 和 Fe2O3 组成，Ca。、Si02、Al2O3 和 Fe2O3 不是以单独的氧化物存在的，而是两种或两种以上的氧化物经高温化学反应生成的多种矿物的集合体，主要有:硅酸三钙3Ca0.SiO2、硅酸二钙2Ca0.SiO2、铝酸三钙3Ca0.Al2O3、铁铝酸四钙4Ca0.Al2O3-作203。通常熟料中硅酸三钙和硅酸二钙含量约占75%左右，铝酸三钙和铁铝酸四钙的理论含量约占22%左右。
[0015]石英粉(同石英砂)又称硅微粉，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2，石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，硬度为7，性脆，贝壳状断口，油脂光泽，密度为2.65，堆积密度(20-200目)为1.5，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1650°C。
[0016]十二烷基硫酸钠的别名为椰油醇(或月桂醇)硫酸钠、K12、发泡剂等，其分子式为C12H25SO4Na,分子量为288.38，HLB:40，属于亲水基表面活性剂；外观与性状呈白色或奶油色结晶鳞片或粉末，pH为7.5-9.5，熔点(°C)为204-207，相对密度(水=1)为1.09，298K时十二烷基硫酸钠的CMC值约为0.008mol.dnT3，溶解性:易溶于热水，溶于水，溶于热乙醇，微溶于醇，不溶于氯仿、醚。十二烷基硫酸钠是一种无毒的阴离子表面活性剂，其生物降解度>90%，其与阴离子、非离子复配伍性好，具有良好的乳化、发泡、渗透、去污和分散性能，以制备环保轻质陶粒。
[0017]上述用于治理重金属污染的固化剂的制备方法，它包括以下制备步骤:将质量百分比为5-60%的硅酸盐、5-60%的石英粉、1-5%的十二烷基硫酸钠、1-10%的碳粉、1-10%的铁粉、1-15%的淀粉和1-10%的氧化锰先粉碎，再球磨，最后干混均匀，制成固化剂成品。
[0018]本发明的有益效果为:本发明的固化剂可对冶炼废渣进行改性，例如与污酸渣、铝渣、锰渣中的重金属氧化物生成玻璃态，并达到易熔融和基体改性等性能特点，使污酸渣、铝渣、锰渣与固化剂的共烧产物具备一个较为理想的微观结构，可固化稳定废渣中的重金属元素，有效降低或防止重金属元素的浸出及与外界的传输，对重金属的稳定效果好，利于将冶炼废渣资源化利用，以达到节能减排、保护环境的目的。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0020]实施例1。
[0021]本实施例的一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成:5%的硅酸盐、55%的石英粉、5%的十二烷基硫酸钠、9%的碳粉、9%的铁粉、12%的淀粉、5%的氧化锰。
[0022]实施例2。
[0023]本实施例的一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成:55%的硅酸盐、5%的石英粉、1%的十二烷基硫酸钠、1%的碳粉、1%的铁粉、1%的淀粉、1%的氧化锰。
[0024]实施例3。
[0025]本实施例的一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成:15%的硅酸盐、45%的石英粉、5%的十二烷基硫酸钠、9%的碳粉、9%的铁粉、12%的淀粉、5%的氧化猛。
[0026]实施例4。`
[0027]本实施例的一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成:50%的硅酸盐、25%的石英粉、2%的十二烷基硫酸钠、4%的碳粉、4%的铁粉、7%的淀粉、8%的氧化锰。
[0028]实施例5。
[0029]本实施例的一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成:25%的硅酸盐、45%的石英粉、4%的十二烷基硫酸钠、7%的碳粉、7%的铁粉、6%的淀粉、6%的氧化锰。
[0030]实施例6。
[0031]本实施例的一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成:45%的硅酸盐、25%的石英粉、4%的十二烷基硫酸钠、8%的碳粉、3%的铁粉、5%的淀粉、10%的氧化锰。
[0032]实施例7。
[0033]本实施例的一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成:35%的硅酸盐、35%的石英粉、4%的十二烷基硫酸钠、7%的碳粉、7%的铁粉、9%的淀粉、3%的氧化锰。
[0034]实施例8。
[0035]本实施例的一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成:40%的硅酸盐、35%的石英粉、4%的十二烷基硫酸钠、6%的碳粉、7%的铁粉、7%的淀粉、1%的氧化锰。
[0036]实施例9。
[0037]本实施例的一种用于治理重金属污染的固化剂，它由以下质量百分比的原料组成:36%的硅酸盐、38%的石英粉、3%的十二烷基硫酸钠、5%的碳粉、6%的铁粉、7%的淀粉、5%的氧化锰。
[0038]利用实施例f实施例9的固化剂处理冶炼废渣制成的陶粒的重金属浸出毒性检测数据见表1。
[0039]表1
【权利要求】
1.一种用于治理重金属污染的固化剂，其特征在于:它由以下质量百分比的原料组成: 娃酸盐5-55% 石英粉5-55% 十二烷基硫酸钠1-5% 碳粉1-10% 铁粉1-10% 淀粉1-15% 氧化猛1-10%。
2.根据权利要求1所述的一种用于治理重金属污染的固化剂，其特征在于:它由以下质量百分比的原料组成: 硅酸盐5-40% 石英粉40_55% 十二烷基硫酸 钠2-5% 碳粉5-10% 铁粉4-10% 淀粉8-15% 氧化猛1-5%。
3.根据权利要求1所述的一种用于治理重金属污染的固化剂，其特征在于:它由以下质量百分比的原料组成: 硅酸盐40-55% 石英粉15_50% 十二烷基硫酸钠1-2% 碳粉1-5% 铁粉1-5% 淀粉1-8% 氧化猛5-10%。
4.根据权利要求1所述的一种用于治理重金属污染的固化剂，其特征在于:它由以下质量百分比的原料组成: 硅酸盐15-50% 石英粉20_45% 十二烷基硫酸钠1.5-5% 碳粉2-9% 铁粉2-9% 淀粉3-12% 氧化猛3-8%。
5.根据权利要求1所述的一种用于治理重金属污染的固化剂，其特征在于:它由以下质量百分比的原料组成: 硅酸盐25-45%石英粉25_45% 十二烷基硫酸钠2-4% 碳粉3-8% 铁粉3-8% 淀粉5-10% 氧化猛4-7%。
6.根据权利要求1所述的一种用于治理重金属污染的固化剂，其特征在于:它由以下质量百分比的原料组成: 硅酸盐35-40% 石英粉35_40% 十二烷基硫酸钠3-4% 碳粉5-7% 铁粉5-7% 淀粉6-9% 氧化猛5-6%。
7.根据权利要求1所述的一种用于治理重金属污染的固化剂，其特征在于:它由以下质量百分比的原料组成: 娃酸盐36% 石英粉38% 十二烷基硫酸纳3%碳粉5%铁粉6%淀粉7% 氧化猛5%。
【文档编号】C04B5/06GK103880305SQ201410068246
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】胡国栋, 李毅城, 雷铁军 申请人:东莞市屹城环境技术有限公司