一种多源煤基固废中有害物质脱除技术的制作方法

本发明属于固废资源化利用领域，具体涉及一种多源煤基固废中有害物质脱除技术。

背景技术：

煤炭是中国国民经济增长的关键动力，在未来很长一段时间内，煤炭依然在中国能源结构中占据主导地位。在煤炭的生产和使用过程中会产生诸如煤矸石、粉煤灰、气化渣等的大宗固体废物。煤矸石是在采煤或矿井的新建及改建等过程中，随煤一起被运出的矸石，或者在选煤过程中被拣出的矸石；粉煤灰是从烟道气中捕获并通过静电或机械沉淀收集的颗粒物质；气化渣是煤中无机矿物质经过不同的物理化学转变伴随着煤中残留的碳颗粒形成的固态残渣。多源煤基固废处理不当不仅会占用大量的土地面积，其大量的堆积会造成土壤中重金属含量逐年增加，不仅导致土壤退化，地下水资源污染，而且农作物生长也受到严重影响，危害人类的生命安全和环境安全，所以如何合理地处置和高效利用多源煤基固废成为当前严峻的问题。

激光诱导击穿光谱技术(libs)基于激光与物质相互作用产生的原子或离子发射光谱，高能脉冲激光直接聚焦到样品表面上，诱导样品产生瞬态等离子体，通过分析等离子体的分布强度及发射谱线波长，即可获取物质中元素的构成及含量。该技术具有样品无需前处理、多元素同时快速测定、人力试剂消耗少等优点，成为研究的热点。

技术实现要素：

本发明的目的是除多源煤基固废中的有害重金属元素，有效解决多源煤基固废对生态环境的污染问题，有效提高多源煤基固废的增值化利用效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种多源煤基固废中有害物质脱除技术，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，采用激光诱导击穿光谱技术对多源煤基固废中的有害重金属进行测定；

步骤2，将煤基固废球磨至颗粒粒径不大于0.063mm；

步骤3，将球磨过的煤基固废按池浸要求堆放好；

步骤4，将稀释后的草酸和冰醋酸按比例均匀混合得到浸出剂溶液；

步骤5，使用步骤4制备的浸出剂溶液对步骤2球磨的固废进行反复浸洗去除有害物质。

所述步骤1中，对多源煤基固废中的有害重金属进行测定，采用的是双脉冲激光诱导击穿光谱技术。

所述步骤4中，浸出剂溶液的质量浓度在3.0～5.5％，草酸和冰醋酸的比例按照混合规则得出。

混合规则：

煤基固废中超标有害重金属分别为n1、n2、n3…ni，超标重金属含量分别为m1、m2、m3…mi(mg/kg)；

酸a(草酸)在一定条件下对不同金属的最大浸出浓度为a1、a2、…ai(mg/l)，酸b(冰醋酸)在一定条件下对不同金属的最大浸出浓度为b1、b2、…bi(mg/l)；

则将重金属n1浸出所需酸a的最小的量为同理可得到a2，a3…ai；将重金属n1浸出所需酸b的最小的量为同理可得到b2，b3…bi；

若加入的两种酸的量为a和b的总和，则浸出剂的量会出现过剩，因此引入过量因子z，则

经大量实验结果总结得出不同重金属对酸a和酸b得加权系数分别为x1、x2…xi，y1、y1…yi；则所需酸a和酸b的量分别为

所述步骤5中，将浸出液对煤基固废堆进行反复多次浸洗，浸洗温度为50℃，浸洗时间为3小时，在浸洗过程中进行适当的搅拌。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明对多源煤基固废中超标有害重金属进行了浸洗，工艺简单、绿色环保，工艺成本低，对环境和土壤无污染、无破坏。可以去除多源煤基固废中的重金属元素，有效解决多源煤基固废对生态环境的污染问题，可有效提高多源煤基固废的增值化利用效率，是一项节约能源、资源循环利用、绿色环保的应用技术。

附图说明

图1为多源煤基固废中有害物质脱除的工艺流程图。

具体实施方式

以下通过附图1和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

实施例1

本发明的一种多源煤基固废中有害物质脱除技术，本实例对固废煤矸石中有害物质进行脱除，包括以下步骤：

步骤1，采用双脉冲激光诱导击穿光谱技术对煤矸石中的有害重金属进行测定，得到超标重金属及含量；

步骤2，将固废煤矸石球磨至颗粒粒径不大于0.063mm；

步骤3，将球磨过的煤基固废按池浸要求堆放好；堆浸法是一种常规的提取方法，系用浸出剂渗浸置于浸出池(槽)中经过破碎的矿石，使其中有价组分转入溶液的过程。浸出池(槽)有圆形、长方形或正方形，用木板、混凝土、砖、石块或低碳钢等材料构筑。操作时先在池底铺垫假底，以支承矿粒层和过滤浸出液，筑堆方法：可分为多堆法，多层法，斜坡筑堆法，移动桥式吊车筑堆法，移动式运输机筑堆法，均为现有技术。

步骤4，将稀释后的草酸和冰醋酸按比例均匀混合得到浸出剂溶液，浸出剂溶液的质量浓度在3.0～5.5％，草酸和冰醋酸的比例按照混合规则计算得出为6.31：4.54；

步骤5，使用步骤4制备的浸出剂溶液对步骤2球磨的固废进行反复浸洗去除有害物质，将浸出液对煤基固废堆进行反复多次浸洗，浸洗温度为50℃，浸洗时间为3小时，在浸洗过程中进行适当的搅拌。

浸洗完成后的煤矸石中有害超标重金属元素的浸出率可达到85％以上。

以上所述的只是本发明的部分实施例，本领域的技术员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明的实质和范围的前提下，本发明的技术方案可进行修改或者等同替换，这些修改和等同替换也应视为本发明的保护范围。