一种危险废渣的无害化处理方法与流程

本发明涉及环保技术领域，具体而言涉及一种危险废渣的无害化处理方法。

背景技术：

据统计，我国年囤积的含砷废渣达200余万吨，而铅锌渣的更是达到400万吨之多。这些危险威武在露天堆置过程中，不仅占用大量土地资源，而且废渣中砷、铅和锌等经过自然风化和淋洗容易释放到自然环境中，对土壤、地表水、地下水等周边生态环境造成严重的污染和潜在危害，最终直接或间接地危害人类的生命健康。

由于砷、铅等物质本身工业价值较大，所以将这些物质从危险废渣中回收是目前技术中的研究共识和研究热点，基于此出现了很多从危险废渣中回收有害物质的方法。将危险废渣进行烟化处理，使有害物质进入烟尘中，从烟尘中将其回收是目前的常用方法，如中国发明专利：一种低含铅锌废渣的回收利用及处理方法，申请号201010286118.7，公告号：CN102011011B。这些方法能将危险废渣中的大部分有害物质回收，但是还有小部分有害物质不能烟化进入烟尘中而保留在炉渣中，而对于这部分有害物质，现有技术中缺少有效的处理方法。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种危险废渣的无害化处理方法，该方法采用高温烟化挥发的方法使其中大部分有害物质挥发进入烟尘,再从烟尘中将其回收，渣中残量经无害化处理变成玻璃体，既实现了资源的回收，又实现了无害化处置，尤其适用于处理含砷或铅的危险废渣。

本发明采用的技术方案如下：

一种危险废渣的无害化处理方法，其包括如下步骤：

（（1）将危险废渣、辅料混合均匀，置于烟化炉中，喷入粉煤和空气进行高温烟化，得到烟气和炉渣；

（2）从烟气中回收有害物质；炉渣经水淬得到玻璃化水淬渣、高温水汽和水淬废水，玻璃化水淬渣用于水泥生产，高温水汽和水淬废水回收并循环使用。

由于采用了上述技术方案，大部分对环境有害的物质等通过烟化后回收，少部分在燃烧过程中与玻璃化辅料生成难溶性盐类，从而残留在炉渣中，并且经水淬急冷形成更加稳定的玻璃体，从而达到固化危险废物的目的。封闭式水淬便于高温水汽统一回收，一方面可作为工业生产的热源，另一方面避免水汽中的有害物质随意排放，进一步保证清洁生产。

本发明中，从烟气中回收的物质可以是铜、铅、锡、锑等有价金属，也可以是砷等非金属。

本发明的一种危险废渣的无害化处理方法，所述危险废渣为含砷的危险废渣，所述玻璃化辅料为铁试剂和钙试剂，铁、钙、砷的质量比为6-12:4-8:1。

由于采用了上述技术方案，砷在含铁、钙组分的高温环境下生成焦亚砷酸铁等盐类，经水淬急冷成为玻璃体，焦亚砷酸铁等盐类在常温常压下本来就具有很高的稳定性，若再以分散的形式包裹在其它硅酸盐玻璃体中，形成无害化的一般固体废物，经毒性浸出实验可达到一般固体废物Ⅱ类。反应式如下：

2CaO+As２O３→Ca２As２O５

2FeO+As２O３→Fe２As２O

本发明的一种危险废渣的无害化处理方法，所述危险废渣为含铅的危险废渣，所述玻璃化辅料为钙试剂，钙和铅的质量比为4-8:1。

由于采用了上述技术方案，铅与熔融的氧化钙反应,可以得到非常稳定Ca4PbO4，反应式如下：

CaO+PbO→Ca4PbO4

本发明的一种危险废渣的无害化处理方法，高温烟化的温度为1200-1400℃，烟化时间为20-40min。

本发明的一种危险废渣的无害化处理方法，向所述炉渣中加入水淬助剂，并随炉冷却至1000-1050℃后进行水淬。

本发明的一种危险废渣的无害化处理方法，所述水淬助剂由改性凹凸棒石粘土和氟化钠按照质量比为8-12:1组成，所述水淬助剂与炉渣的质量比为0.5-4:100。

本发明的一种危险废渣的无害化处理方法，所述改性凹凸棒石粘土通过如下方法制备而成：将新鲜开采的凹凸棒石粘土，需要经过60-90天自然风化；按照质量比为19:1取风化后的凹凸棒石粘土和碳酸钠，加入清水中浸泡3-5天，取出后搅拌。挤压成1-2mm的薄片，干燥至含水量不大于15%，然后按照凹凸棒石粘土、高吸水树脂、纤维素质量比95:4:1取三者混合、粉碎，过20-40目筛即得。

由于采用的上述技术方案，水淬助剂一方面有利于提高玻璃体的形成效率和速率，另一方面有利于增大玻璃体的体积，由于本发明中水淬废水循环使用，增大玻璃体体积能便于玻璃体与水淬废水的分离，减轻工艺难度。

本发明的一种危险废渣的无害化处理方法，炉渣在密闭的水淬室用流水进行水淬，流水速度为2-4m/s。

由于采用了上述技术方案，能够进一步提高玻璃体的形成效率和速率。

本发明的一种危险废渣的无害化处理方法，从烟气中回收有害物质包括：先将烟气进行复燃沉降，回收烟尘，烟气经表面冷却器冷却，回收烟尘，烟气依次经过电收尘和布袋收尘，得到的烟气经脱硫处理后排空。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种危险废渣的无害化处理方法，该方法采用高温烟化挥发的方法使危险废渣中的大部分有害物质挥发进入烟尘,再从烟尘中将其回收，少部分在燃烧过程中与玻璃化辅料生成难溶性盐类，从而残留在炉渣中，并且经水淬急冷形成更加稳定的玻璃体，从而达到固化危险废物的目的，既实现了资源的回收，又实现了无害化处置，尤其适用于处理含砷或铅的危险废渣。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明提供的危险废渣的无害化处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种危险废渣的处理方法，采用高温烟化挥发的方法使大部分有害物质挥发进入烟尘,剩余的小量未挥发有害物质与玻璃化辅料生成难溶性盐类，经水淬急冷成为玻璃体，形成无害化的一般固体废物。具体步骤如下：

步骤一：将危险废渣和玻璃化辅料混合均匀，放置于烟化炉中，喷入粉煤和空气进行高温烟化，得到烟气和炉渣。

步骤二：从烟气中回收有害物质；炉渣在密闭的水淬室中进行水淬，得到玻璃化水淬渣，高温水汽和水淬废水，玻璃化水淬渣用于水泥生产，高温水汽和水淬废水回收并循环使用。

实施例2

如图1所示，本实施例提供一种含砷的危险废渣的处理方法，采用高温烟化挥发的方法使大部分砷挥发进入烟尘,剩余的小量未挥发砷与玻璃化辅料铁、钙生成难溶性盐类，经水淬急冷成为玻璃体，形成无害化的一般固体废物。具体步骤如下：

步骤一：收集含砷的危险废渣，按照现有技术中的方法检测危险废渣中砷的含量，然后将危险废渣和玻璃化辅料混合均匀，放置于烟化炉中，喷入粉煤和空气，在1200℃下烟化40min得到烟气和炉渣。其中，玻璃化辅料为铁试剂和钙试剂，铁、钙、砷的质量比为6:4:1。粉煤的用量为危险废渣和玻璃化辅料总质量的3%。

步骤二：从烟气中回收有害物质。炉渣在密闭的水淬室中用流速为2m/s的流水进行水淬，得到玻璃化水淬渣，高温水汽和水淬废水，玻璃化水淬渣用于水泥生产，高温水汽和水淬废水回收并循环使用。

实施例3

如图1所示，本实施例提供一种含砷的危险废渣的处理方法，采用高温烟化挥发的方法使大部分砷挥发进入烟尘,剩余的小量未挥发砷与玻璃化辅料铁、钙生成难溶性盐类，经水淬急冷成为玻璃体，形成无害化的一般固体废物。具体步骤如下：

步骤一：收集含砷的危险废渣，按照现有技术中的方法检测危险废渣中砷的含量，然后将危险废渣和玻璃化辅料混合均匀，放置于烟化炉中，喷入粉煤和空气，在1400℃下烟化20min得到烟气和炉渣。其中，玻璃化辅料为铁试剂和钙试剂，铁、钙、砷的质量比为10:6:1。粉煤的用量为危险废渣和玻璃化辅料总质量的5%。

步骤二：将烟气进行复燃沉降，回收烟尘，烟气经表面冷却器冷却，回收烟尘，烟气依次经过电收尘和布袋收尘，得到的烟气经脱硫处理后排空，从烟尘中回收砷（此技术为本领域技术人员应该理解的现有技术，本文不再赘述）。向炉渣中加入水淬助剂，并随炉冷却至1000℃后，在密闭的水淬室中用流速为4m/s的流水进行水淬，得到玻璃化水淬渣，高温水汽和水淬废水，玻璃化水淬渣用于水泥生产，高温水汽和水淬废水回收并循环使用。

其中，水淬助剂由改性凹凸棒石粘土和氟化钠按照质量比为8:1组成，水淬助剂与炉渣的质量比为0.5:100。

改性凹凸棒石粘土通过如下方法制备而成：将新鲜开采的凹凸棒石粘土，需要经过60-90天自然风化；按照质量比为19:1取风化后的凹凸棒石粘土和碳酸钠，加入清水中浸泡3-5天，取出后搅拌。挤压成1-2mm的薄片，干燥至含水量不大于15%，然后按照凹凸棒石粘土、高吸水树脂、纤维素质量比95:4:1取三者混合、粉碎，过20-40目筛即得。

实施例4

如图1所示，本实施例提供一种含砷的危险废渣的处理方法，采用高温烟化挥发的方法使大部分砷挥发进入烟尘,剩余的小量未挥发砷与玻璃化辅料铁、钙生成难溶性盐类，经水淬急冷成为玻璃体，形成无害化的一般固体废物。具体步骤如下：

步骤一：收集含砷的危险废渣，按照现有技术中的方法检测危险废渣中砷的含量，然后将危险废渣和玻璃化辅料混合均匀，放置于烟化炉中，喷入粉煤和空气，在1300℃下烟化30min得到烟气和炉渣。其中，玻璃化辅料为铁试剂和钙试剂，铁、钙、砷的质量比为10:5:1。粉煤的用量为危险废渣和玻璃化辅料总质量的4%。

步骤二：将烟气进行复燃沉降，回收烟尘，烟气经表面冷却器冷却，回收烟尘，烟气依次经过电收尘和布袋收尘，得到的烟气经脱硫处理后排空，从烟尘中回收砷（此技术为本领域技术人员应该理解的现有技术，本文不再赘述）。向炉渣中加入水淬助剂，并随炉冷却至1050℃后，在密闭的水淬室中用流速为3m/s的流水进行水淬，得到玻璃化水淬渣，高温水汽和水淬废水，玻璃化水淬渣用于水泥生产，高温水汽和水淬废水回收并循环使用。

其中，水淬助剂由改性凹凸棒石粘土和氟化钠按照质量比为12:1组成，水淬助剂与炉渣的质量比为4:100。

改性凹凸棒石粘土通过如下方法制备而成：将新鲜开采的凹凸棒石粘土，经过60-90天自然风化；按照质量比为19:1取风化后的凹凸棒石粘土和碳酸钠，加入清水中浸泡3-5天，取出后搅拌。挤压成1-2mm的薄片，干燥至含水量不大于15%，然后按照凹凸棒石粘土、高吸水树脂、纤维素质量比95:4:1取三者混合、粉碎，过20-40目筛即得。

实施例5

如图1所示，本实施例提供一种含铅的危险废渣的处理方法，采用高温烟化挥发的方法使大部分砷挥发进入烟尘,剩余的小量未挥发铅与玻璃化辅料钙生成难溶性盐类，经水淬急冷成为玻璃体，形成无害化的一般固体废物。具体步骤如下：

步骤一：收集含铅的危险废渣，按照现有技术中的方法检测危险废渣中铅的含量，然后将危险废渣和玻璃化辅料混合均匀，放置于烟化炉中，喷入粉煤和空气，在1300℃下烟化30min得到烟气和炉渣。其中，玻璃化辅料为钙试剂，钙和铅的质量比为5:1。粉煤的用量为危险废渣和玻璃化辅料总质量的4%。

步骤二：将烟气进行复燃沉降，回收烟尘，烟气经表面冷却器冷却，回收烟尘，烟气依次经过电收尘和布袋收尘，得到的烟气经脱硫处理后排空，从烟尘中回收铅（此技术为本领域技术人员应该理解的现有技术，本文不再赘述）。向炉渣中加入水淬助剂，并随炉冷却至1050℃后，在密闭的水淬室中用流速为3m/s的流水进行水淬，得到玻璃化水淬渣，高温水汽和水淬废水，玻璃化水淬渣用于水泥生产，高温水汽和水淬废水回收并循环使用。

其中，水淬助剂由改性凹凸棒石粘土和氟化钠按照质量比为12:1组成，水淬助剂与炉渣的质量比为4:100。

改性凹凸棒石粘土通过如下方法制备而成：将新鲜开采的凹凸棒石粘土，经过60-90天自然风化；按照质量比为19:1取风化后的凹凸棒石粘土和碳酸钠，加入清水中浸泡3-5天，取出后搅拌。挤压成1-2mm的薄片，干燥至含水量不大于15%，然后按照凹凸棒石粘土、高吸水树脂、纤维素质量比95:4:1取三者混合、粉碎，过20-40目筛即得。

实施例6

本实施例对本发明提供的危险废渣的无害化处理方法的处理效果进行验证，为本方法的实际应用提供依据。具体地：用该发明分别处理含砷0.3-5%，含铅0.8-5%的危险废渣，得到的玻璃化水淬渣送有关监测部门进行毒性浸出实验，结果如表1所示。

表1 水淬渣毒性浸出监测结果

由表1可知，经本发明的危险废渣的无害化处理方法得到的玻璃化水淬渣各有害物质的毒性浸出量均在标准值内，可以直接作为一般固体废物。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。