含砷廢渣處理技術進展
隨著工業(ye)的(de)(de)發(fa)展,砷污染(ran)(ran)已經成(cheng)為全球性的(de)(de)環境問題。因(yin)此,近(jin)幾年來(lai)世(shi)界各(ge)國都(dou)越來(lai)越重視(shi)對(dui)砷污染(ran)(ran)的(de)(de)治理,本文(wen)就是對(dui)近(jin)幾年來(lai)國內外對(dui)含(han)砷廢渣的(de)(de)研究進展情況(kuang)作了簡(jian)單(dan)綜述。
砷(shen)常見的(de)污染(ran)物之一,對(dui)人體毒性比較嚴重;砷(shen)也是(shi)累(lei)積(ji)性中(zhong)毒的(de)毒物,近(jin)(jin)年(nian)來(lai)還發(fa)現砷(shen)還是(shi)致癌物質。環境中(zhong)的(de)砷(shen)污染(ran)主要是(shi)工(gong)(gong)業(ye)三廢(fei)造(zao)(zao)成的(de),包括含砷(shen)金屬(shu)礦(kuang)石的(de)開采、焙(bei)燒、冶煉、化(hua)(hua)工(gong)(gong)、煉焦、火電、造(zao)(zao)紙、皮革等生產(chan)過程(cheng)中(zhong)排放(fang)的(de)含砷(shen)煙塵、廢(fei)水、廢(fei)氣、廢(fei)渣造(zao)(zao)成的(de)污染(ran),其中(zhong)以冶金、化(hua)(hua)工(gong)(gong)排放(fang)砷(shen)量最高,是(shi)對(dui)環境污染(ran)的(de)主要來(lai)源。在冶金工(gong)(gong)業(ye)生產(chan)過程(cheng)中(zhong),約有(you)30%左右的(de)砷(shen)進(jin)入廢(fei)水、廢(fei)氣中(zhong),因此對(dui)從廢(fei)水中(zhong)除(chu)砷(shen)形成的(de)含砷(shen)廢(fei)渣的(de)最終處理一直是(shi)冶金和環保工(gong)(gong)作者的(de)重要研究(jiu)課題。本(ben)文對(dui)近(jin)(jin)幾來(lai)國內外含砷(shen)廢(fei)渣的(de)處理技術進(jin)行簡單介紹。
一、穩定化技術
穩(wen)定化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)是一種利用(yong)添加劑(ji)改變廢(fei)物的(de)工程(cheng)特性(xing)(xing)(例如(ru)滲(shen)透性(xing)(xing)、可壓縮性(xing)(xing)和強度等(deng))的(de)過(guo)(guo)程(cheng),即(ji)使廢(fei)物轉變成(cheng)(cheng)不可流(liu)動的(de)固體(ti)的(de)過(guo)(guo)程(cheng)[1]。此過(guo)(guo)程(cheng)可將有(you)害的(de)污(wu)染(ran)物變成(cheng)(cheng)低(di)溶(rong)(rong)解性(xing)(xing)、低(di)毒(du)(du)性(xing)(xing)和低(di)移(yi)動性(xing)(xing)的(de)物質,以(yi)減少廢(fei)棄物的(de)危(wei)害。國(guo)內外在處理(li)有(you)毒(du)(du)砷(shen)(shen)(shen)渣(zha)和污(wu)泥(ni)時(shi),大都采用(yong)化(hua)(hua)學(xue)方法將其穩(wen)定,即(ji)通(tong)過(guo)(guo)化(hua)(hua)學(xue)反應生(sheng)成(cheng)(cheng)相對(dui)難溶(rong)(rong)的(de)、自然條件下時(shi)較穩(wen)定的(de)金(jin)屬砷(shen)(shen)(shen)酸鹽(yan)和亞砷(shen)(shen)(shen)酸鹽(yan),包括常見(jian)的(de)亞砷(shen)(shen)(shen)酸鈣(gai)、砷(shen)(shen)(shen)酸鈣(gai)、砷(shen)(shen)(shen)酸鐵(tie)等(deng)[2-3]。因可溶(rong)(rong)性(xing)(xing)的(de)砷(shen)(shen)(shen)能夠與許(xu)多(duo)金(jin)屬離子形成(cheng)(cheng)此類化(hua)(hua)合物,利用(yong)這一特性(xing)(xing),沉(chen)淀(dian)法常以(yi)鈣(gai)、鐵(tie)、鎂、鋁鹽(yan)及硫化(hua)(hua)物等(deng)做沉(chen)淀(dian)劑(ji),再經(jing)過(guo)(guo)濾即(ji)可除去液(ye)相中的(de)砷(shen)(shen)(shen)。根據(ju)這一點,在處理(li)含砷(shen)(shen)(shen)廢(fei)渣(zha)和污(wu)泥(ni)時(shi)要對(dui)其進行(xing)預處理(li),用(yong)熱水(shui)或酸堿等(deng)溶(rong)(rong)液(ye)將砷(shen)(shen)(shen)浸(jin)出,然后對(dui)浸(jin)出液(ye)進行(xing)穩(wen)定化(hua)(hua)處理(li)。近幾(ji)年國(guo)內外常用(yong)的(de)方法是鈣(gai)鹽(yan)和鐵(tie)鹽(yan)沉(chen)淀(dian)。
(一)鈣鹽沉淀法
鈣(gai)鹽沉淀法處理(li)成本低、工藝簡單,是目(mu)前(qian)常用的一(yi)種穩定(ding)化方法。金(jin)哲男等人在處理(li)煉銻砷堿渣時就采(cai)用了鈣(gai)鹽沉淀法,該實驗的反應方程式為:
4Ca2++2AsO43-+2OH-=Ca 3(AsO4)2•Ca(OH)2
4CaOH ++2AsO43-=Ca 3(AsO4)2•Ca(OH)2
工(gong)藝流(liu)程(cheng)為:煉銻(ti)砷(shen)(shen)(shen)堿渣(zha)的熱(re)水(shui)(shui)浸(jin)(jin)出──氧化鈣沉砷(shen)(shen)(shen)。該試驗(yan)通過熱(re)水(shui)(shui)浸(jin)(jin)出,使96%以上(shang)的銻(ti)進(jin)入(ru)浸(jin)(jin)出渣(zha),97%以上(shang)的砷(shen)(shen)(shen)進(jin)入(ru)浸(jin)(jin)出液(ye)中(zhong),很好(hao)地實現了砷(shen)(shen)(shen)和(he)銻(ti)的分離,然后采用石灰(hui)乳(ru)沉砷(shen)(shen)(shen)法對(dui)浸(jin)(jin)出液(ye)沉砷(shen)(shen)(shen),當鈣砷(shen)(shen)(shen)當量(liang)比超過1.85、試驗(yan)溫度為85℃時,沉砷(shen)(shen)(shen)率達(da)到95%以上(shang)。經過沉砷(shen)(shen)(shen)試驗(yan),得到含(han)砷(shen)(shen)(shen)較高的砷(shen)(shen)(shen)鈣渣(zha)。李明華(hua)在含(han)砷(shen)(shen)(shen)廢渣(zha)的沉砷(shen)(shen)(shen)處置技術(shu)研(yan)究中(zhong)對(dui)含(han)砷(shen)(shen)(shen)廢渣(zha)的處理也采用了鈣鹽沉淀法,處理的結(jie)果與(yu)金(jin)哲男的結(jie)果一樣。
王蓉顏在處理黑(hei)鎢(wu)(wu)(wu)精礦制取鎢(wu)(wu)(wu)酸(suan)銨和氧化(hua)(hua)(hua)鎢(wu)(wu)(wu)時產(chan)生的大(da)量磷砷渣(zha)時也采用鈣鹽沉淀(dian)法。他(ta)試驗采用的工藝是在堿性條(tiao)件下(xia)壓煮磷砷渣(zha),使磷酸(suan)渣(zha)中的鎢(wu)(wu)(wu)酸(suan)鎂與(yu)氫氧化(hua)(hua)(hua)鈉反應(ying)生成(cheng)氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂,氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂又(you)與(yu)溶液(ye)中的砷酸(suan)鈉反應(ying)生成(cheng)砷酸(suan)鈉,反應(ying)方程式如下(xia):
MgWO4+2NaOH=Na2WO4+Mg(OH)2↓
3Mg(OH)2(S)+2Na3AsO4(aq)=Mg3(AsO4)2(S)+6NaOH(aq)
實驗證明此反應須在高堿的條件下進行。在高堿條件下,Mg3(AsO4)2部分反溶成Na3AsO4,而Na3AsO4在堿壓煮條件下與精礦中白鎢堿分解產物Ca(OH)2發生反應,形成更難溶的砷酸鈣和NaCaAsO4等復合鹽。這就使污(wu)染因子砷在鎢(wu)渣中固化(hua)下來,實現(xian)有害磷(lin)砷渣向無害鎢(wu)渣的(de)轉化(hua)。
Vandacasteel等人成功地處理含砷的粉煤灰。經測試分析認為,其成功之處在于使其在固化產物內形成Ca3(AsO4)2,還(huan)發現(xian)如果預先對(dui)廢物進(jin)行(xing)氧化(hua)處理,還(huan)能(neng)將砷(shen)從穩定(ding)化(hua)的(de)產物中(zhong)的(de)濾出量(liang)(liang)減少一(yi)個數量(liang)(liang)級[39]。
另外,近幾年國外研究出一種(zhong)新方(fang)法——礦物沉淀,這種(zhong)方(fang)法是在pH值為12時,向含(han)砷浸(jin)出液中加入(ru)H3PO4和CaO生(sheng)成(cheng)穩定(ding)的Ca10(AsxPyO4)6(OH)2沉淀[12]。
鈣(gai)鹽沉(chen)淀法的不(bu)足(zu)之處是(shi)鈣(gai)鹽的溶解度較(jiao)大,必須使鈣(gai)的濃度遠過量,砷濃度才能降至較(jiao)低水平,這就需要(yao)消耗大量絮凝劑,也使處理后的殘渣量大大增多。
(二)鐵鹽沉淀法
鐵鹽除砷(shen)也是常用的(de)方法,氯化(hua)(hua)鐵常用作(zuo)絮凝劑(ji)加入水體(ti)(ti)。此法在高(gao)pH值條件下,在生(sheng)(sheng)成砷(shen)酸鐵的(de)同時還(huan)會(hui)產生(sheng)(sheng)大量氫(qing)氧化(hua)(hua)鐵膠體(ti)(ti),溶液(ye)中的(de)砷(shen)酸根(gen)與氫(qing)氧化(hua)(hua)鐵還(huan)可發生(sheng)(sheng)吸附共(gong)沉淀(dian),從而可以得到較高(gao)的(de)除砷(shen)率。
方兆珩等人用NaOH溶(rong)液(ye)(ye)中和高砷(shen)難浸金礦的(de)硝酸(suan)催化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)浸出(chu)液(ye)(ye),使(shi)浸出(chu)液(ye)(ye)中的(de)砷(shen)與其中的(de)三價(jia)鐵離子結合,生成穩定態的(de)砷(shen)酸(suan)鐵[2]。研究發現(xian)NaOH中和沉淀(dian)的(de)終pH以5—7為(wei)(wei)宜(yi),因為(wei)(wei)在高pH條件下部分(fen)砷(shen)酸(suan)鐵沉淀(dian)會轉化(hua)(hua)為(wei)(wei)氫氧(yang)化(hua)(hua)鐵或針鐵礦,從而(er)釋放出(chu)砷(shen)酸(suan)根(gen)導致溶(rong)液(ye)(ye)中砷(shen)含量增加。
孫鳳(feng)芹等人在處理氰化(hua)渣浮選產出的含(han)砷(shen)鈷(gu)鎳精礦(kuang)時采用(yong)的是鐵鹽沉淀法。在實驗中他們先用(yong)細菌浸(jin)出含(han)砷(shen)鈷(gu)鎳精礦(kuang),然后通過細菌的氧化(hua)作用(yong)氧化(hua)含(han)砷(shen)礦(kuang)物,反應方程(cheng)式如(ru)下(xia):
FeAs2+2O2+H2SO4+2H2O → FeSO4+3H3AsO3
CoAs2+2O2+H2SO4+2H2O → CoSO4+2H3AsO3
2FeAs2+13/2O2+Fe2(SO4)3+2H2O → 4FeAsO4+3H2SO4
CoSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O → CoSO4+2FeAsO4+2H2SO4
從以(yi)上反(fan)應可見,細菌(jun)浸出能夠(gou)不斷(duan)產生硫酸高鐵和硫酸,對環境有污(wu)染(ran)的砷(shen)以(yi)臭蔥(cong)石(FeAsO4)形(xing)式沉淀。
JU-YONG KIM等(deng)人在處理(li)韓國金屬礦(kuang)產生(sheng)的(de)(de)(de)砷(shen)渣時采用As(III) 和Fe(III)吸附(fu)共沉(chen)(chen)(chen)淀(dian),絕大多數的(de)(de)(de)砷(shen)跟鐵(tie)(tie)(tie)生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)含(han)(han)鐵(tie)(tie)(tie)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)物。Q. Wang等(deng)指出固(gu)(gu)(gu)化(hua)砷(shen)采用As(V)和Fe(III)吸附(fu)共沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)開成(cheng)(cheng)(cheng)含(han)(han)砷(shen)水鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)以(yi)及As(III)和Fe(II)生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)臭(chou)(chou)蔥石沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)。因(yin)砷(shen)鐵(tie)(tie)(tie)共沉(chen)(chen)(chen)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)含(han)(han)砷(shen)水鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)相當穩(wen)定(ding),所以(yi)此(ci)法是目(mu)前世(shi)界上應用最廣泛(fan)的(de)(de)(de)固(gu)(gu)(gu)定(ding)砷(shen)的(de)(de)(de)方法。P.M.Swash等(deng)通過柱浸實驗證明臭(chou)(chou)蔥石沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性至少與(yu)Fe/As>3的(de)(de)(de)含(han)(han)砷(shen)水鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)相當,比目(mu)前冶金工(gong)業所采用的(de)(de)(de)固(gu)(gu)(gu)定(ding)砷(shen)化(hua)合(he)(he)物的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性都要好,因(yin)此(ci),臭(chou)(chou)蔥石沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)是一種很好的(de)(de)(de)固(gu)(gu)(gu)定(ding)砷(shen)化(hua)合(he)(he)物,通過臭(chou)(chou)蔥石沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)固(gu)(gu)(gu)定(ding)砷(shen)是處理(li)含(han)(han)砷(shen)物料的(de)(de)(de)發展趨勢(shi)。
二、固化技術
固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)技術是用物(wu)理、化(hua)(hua)(hua)學方(fang)法將(jiang)有害(hai)固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)體廢(fei)物(wu)固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)定或包容在惰性固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)體基(ji)質內,使(shi)之呈現化(hua)(hua)(hua)學穩定性或密封性的(de)一種無害(hai)化(hua)(hua)(hua)處理方(fang)法。固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)技術按固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)劑可(ke)分(fen)為包膠(jiao)固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)、自(zi)膠(jiao)結固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)和(he)熔融(rong)(rong)固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)(玻(bo)璃(li)固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)),包膠(jiao)固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)又可(ke)根據包膠(jiao)材料(liao)分(fen)為水泥固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)、石(shi)灰固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)、塑性材料(liao)固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)、有機聚(ju)合物(wu)固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)和(he)陶瓷固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)。而目前國內外處理含砷廢(fei)渣和(he)污(wu)泥時常用的(de)穩定化(hua)(hua)(hua)方(fang)法是水泥固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)、有機聚(ju)合物(wu)固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)、塑性材料(liao)固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)和(he)熔融(rong)(rong)固(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)[1]。
(一)水泥及有機聚合物固化
水(shui)(shui)泥(ni)固(gu)化(hua)就是以水(shui)(shui)泥(ni)為固(gu)化(hua)劑將危險廢物進(jin)行固(gu)化(hua)的(de)一種處(chu)(chu)理(li)(li)方法(fa)。固(gu)化(hua)時,水(shui)(shui)泥(ni)與(yu)廢物中的(de)水(shui)(shui)分或另外(wai)添(tian)加(jia)的(de)水(shui)(shui)分發生水(shui)(shui)化(hua)反應生成凝膠(jiao),將廢物中的(de)有(you)害(hai)微粒分別包容(rong)起來,并逐步硬(ying)化(hua)成水(shui)(shui)泥(ni)固(gu)化(hua)體[1][27-29]。水(shui)(shui)泥(ni)固(gu)化(hua)是國(guo)際上處(chu)(chu)理(li)(li)有(you)毒(du)有(you)害(hai)廢物的(de)主要方法(fa)之一,美(mei)國(guo)環保(bao)局(ju)也將水(shui)(shui)泥(ni)固(gu)化(hua)稱為處(chu)(chu)理(li)(li)有(you)害(hai)廢物的(de)最佳(jia)技術。
有機(ji)聚(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)固(gu)化(hua)是將(jiang)某種(zhong)(zhong)有機(ji)聚(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)的(de)單體與廢物(wu)(wu)在一個特殊(shu)設計的(de)容器中(zhong)完全(quan)混合(he)并(bing)加(jia)入一種(zhong)(zhong)催化(hua)劑(ji)攪拌均勻,使其聚(ju)(ju)合(he)、固(gu)化(hua)。
趙萌等在(zai)處理含(han)砷(shen)(shen)污泥(ni)時就采用(yong)的(de)(de)水(shui)泥(ni)固(gu)(gu)化(hua)(hua),并且在(zai)制成球狀固(gu)(gu)化(hua)(hua)塊以后(hou),還(huan)對固(gu)(gu)化(hua)(hua)塊進行了(le)(le)浸(jin)(jin)(jin)出(chu)實驗:固(gu)(gu)化(hua)(hua)塊硬化(hua)(hua)7d后(hou),放入浸(jin)(jin)(jin)出(chu)劑(自來(lai)水(shui)) 中浸(jin)(jin)(jin)泡7d,然后(hou)測浸(jin)(jin)(jin)出(chu)液(ye)中砷(shen)(shen)的(de)(de)濃(nong)(nong)度,得(de)出(chu)的(de)(de)結果(guo)是砷(shen)(shen)的(de)(de)浸(jin)(jin)(jin)出(chu)濃(nong)(nong)度遠低于GB5085.1-1996《危(wei)險廢物鑒別標準(zhun)--浸(jin)(jin)(jin)出(chu)毒性鑒別》浸(jin)(jin)(jin)出(chu)濃(nong)(nong)度 1.5mg/l的(de)(de)要求(qiu),且隨著水(shui)泥(ni)比例的(de)(de)增加,浸(jin)(jin)(jin)出(chu)濃(nong)(nong)度進一步降低。澳大(da)利亞(ya)Golder協會對含(han)砷(shen)(shen)焙砂廢棄物也用(yong)了(le)(le)水(shui)泥(ni)固(gu)(gu)化(hua)(hua)的(de)(de)方(fang)法,后(hou)面也做了(le)(le)浸(jin)(jin)(jin)出(chu)實驗,結果(guo)與趙萌的(de)(de)一樣(yang)。
目前國外還有一種火(huo)山灰水泥(ni)固(gu)化(hua),即用一種以硅鋁(lv)酸鹽為主要(yao)成分的固(gu)化(hua)材料——火(huo)山灰
來(lai)對含砷廢渣(zha)進行固化處(chu)(chu)理。有文獻報道,用火山灰和石灰混合處(chu)(chu)理含砷污泥(ni),雖然(ran)處(chu)(chu)理后(hou)的產物(wu)仍然(ran)呈現(xian)類似土(tu)壤的外形,但(dan)浸(jin)出試驗證實,穩(wen)定過(guo)程明顯降低了砷的浸(jin)出率。
Tri T. Hoang對(dui)含砷(shen)混(hun)合(he)廢物進行了硫代鋁(lv)酸鈣(CSA)水(shui)(shui)泥固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)、磷酸鎂(MP)水(shui)(shui)泥固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)和(he)聚(ju)(ju)酯樹脂(OPE)固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)、環氧(yang)乙(yi)烯(xi)酯樹脂(EVE)固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)實驗。實驗中(zhong)還對(dui)固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)后(hou)的(de)(de)(de)固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)體用TCLP和(he)SPLC方法(fa)進行檢測,檢測的(de)(de)(de)結果(guo)是(shi)(shi),除MP固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)以(yi)外,CSA、OPE、EVE固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)穩定效果(guo)都很(hen)(hen)好(hao)(hao),而固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)體的(de)(de)(de)耐(nai)性(xing)、硬(ying)度則是(shi)(shi)OPE、EVE固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)體的(de)(de)(de)更好(hao)(hao),這說明(ming)OPE、EVE固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)將有很(hen)(hen)好(hao)(hao)的(de)(de)(de)前景。日本(ben)一家冶煉廠(chang)用硫化(hua)(hua)(hua)沉(chen)淀(dian)法(fa)處理(li)含砷(shen)廢水(shui)(shui)得到的(de)(de)(de)硫化(hua)(hua)(hua)砷(shen)沉(chen)淀(dian)物經過有機物聚(ju)(ju)合(he)固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)處理(li)后(hou)就地堆放。
水(shui)泥(ni)固(gu)(gu)化以其固(gu)(gu)化工藝(yi)簡單、設備和運行(xing)費(fei)用低(di),固(gu)(gu)化體的強(qiang)度、耐熱性、耐久性好而在工業上廣泛應(ying)用。但水(shui)泥(ni)固(gu)(gu)化也(ye)有一定(ding)的缺點:水(shui)泥(ni)固(gu)(gu)化體的浸(jin)出率較高(gao),需作涂層處(chu)理;水(shui)泥(ni)固(gu)(gu)化體的增容比較高(gao);有的廢物需進行(xing)預處(chu)理和投加添加劑,使處(chu)理費(fei)用增高(gao)]。
有(you)機聚(ju)合固(gu)(gu)化(hua)(hua)的優點是可以(yi)在常溫下操作;添加的催化(hua)(hua)劑(ji)數量很少(shao),最(zui)終產品體(ti)積(ji)比其他固(gu)(gu)化(hua)(hua)法小,既能處(chu)理干渣,也(ye)能處(chu)理濕泥漿。缺點是不夠安全,有(you)時(shi)使用的強酸性(xing)催化(hua)(hua)劑(ji)在聚(ju)合過程中會(hui)使重金屬溶出(chu),并要求使用耐腐(fu)蝕設備;固(gu)(gu)化(hua)(hua)體(ti)耐老化(hua)(hua)性(xing)能差;且固(gu)(gu)化(hua)(hua)體(ti)松散,需(xu)裝(zhuang)入容器處(chu)置,增(zeng)加了處(chu)置費用。
(二)塑性材料固化
塑(su)性(xing)材料(liao)(liao)固化(hua)(hua)按使(shi)用(yong)材料(liao)(liao)性(xing)能不同可(ke)分為(wei)熱(re)固性(xing)塑(su)料(liao)(liao)固化(hua)(hua)和熱(re)塑(su)性(xing)固化(hua)(hua),常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)是(shi)熱(re)塑(su)性(xing)材料(liao)(liao)固化(hua)(hua)。熱(re)塑(su)性(xing)材料(liao)(liao)固化(hua)(hua)就(jiu)是(shi)用(yong)熔融的(de)(de)(de)熱(re)塑(su)性(xing)物質(瀝(li)(li)青、石(shi)蠟(la)、聚乙烯、聚丙烯等)在高溫下與危險廢物混(hun)合,以(yi)達到(dao)對(dui)其穩定化(hua)(hua)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。目前,國內外最常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)熱(re)塑(su)性(xing)固化(hua)(hua)技術是(shi)瀝(li)(li)青固化(hua)(hua)技術。
瀝(li)(li)青(qing)(qing)(qing)固(gu)化(hua)(hua)是以(yi)瀝(li)(li)青(qing)(qing)(qing)類材料作為固(gu)化(hua)(hua)劑,與廢物(wu)(wu)在一害的(de)溫度下均勻混合,產生皂(zao)化(hua)(hua)反應(ying),使(shi)有(you)害物(wu)(wu)質包容(rong)在瀝(li)(li)青(qing)(qing)(qing)中形(xing)成(cheng)固(gu)化(hua)(hua)體,從(cong)而得(de)到(dao)穩(wen)定。瀝(li)(li)青(qing)(qing)(qing)屬于憎水性物(wu)(wu)質,完整的(de)瀝(li)(li)青(qing)(qing)(qing)固(gu)化(hua)(hua)體具(ju)有(you)優良(liang)的(de)防水性能,以(yi)及良(liang)好的(de)黏結性和化(hua)(hua)學穩(wen)定性,而且對于大多數(shu)酸和堿有(you)較高(gao)的(de)耐腐蝕性,所以(yi)瀝(li)(li)青(qing)(qing)(qing)固(gu)化(hua)(hua)具(ju)有(you)較好的(de)穩(wen)定性。Q. Wang等人對含(han)砷(shen)渣的(de)穩(wen)定化(hua)(hua)處理(li)就(jiu)采(cai)用瀝(li)(li)青(qing)(qing)(qing)固(gu)化(hua)(hua)[28],他還(huan)提出對含(han)砷(shen)廢渣也可采(cai)用冷(leng)凍化(hua)(hua)處理(li)。
熱(re)塑性材料固(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)的優點是(shi)(shi)固(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)體(ti)的浸出(chu)率低于其(qi)他固(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)法,增容(rong)比小;固(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)對(dui)溶液有良好(hao)的阻隔性,對(dui)微生物具有強抗侵(qin)蝕性。其(qi)缺點就是(shi)(shi)固(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)基材具有可燃性,產品就有適宜的包裝;熱(re)塑材料價格昂貴,操作復雜,設備費用高。
(三)熔融固化
熔融(rong)固(gu)化(hua)(hua)技術也稱之為玻(bo)(bo)璃固(gu)化(hua)(hua)技術。此法是(shi)將待(dai)處(chu)理的(de)(de)廢物(wu)與細小的(de)(de)玻(bo)(bo)璃質,如(ru)玻(bo)(bo)璃屑、玻(bo)(bo)璃粉混合,經(jing)混合造(zao)粒成型后,在高溫下熔融(rong)形(xing)成玻(bo)(bo)璃固(gu)化(hua)(hua)體,借助玻(bo)(bo)璃體的(de)(de)致密(mi)結(jie)晶(jing)結(jie)構確保(bao)固(gu)化(hua)(hua)體的(de)(de)永久穩定。L.G. Twidwell等人就對(dui)含砷渣進行玻(bo)(bo)璃固(gu)化(hua)(hua),并(bing)且通過實驗證(zheng)明可使其長期穩定保(bao)存。
玻璃固化(hua)(hua)的(de)(de)(de)優點(dian)是(shi)所形成(cheng)的(de)(de)(de)玻璃態物質具有比水泥(ni)固化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)耐(nai)久(jiu)性更(geng)高(gao)、抗(kang)滲出(chu)性更(geng)好、耐(nai)酸性腐蝕更(geng)強,因為廢物的(de)(de)(de)成(cheng)份已(yi)成(cheng)為玻璃的(de)(de)(de)一(yi)個組分(fen),幫玻璃固化(hua)(hua)體的(de)(de)(de)浸出(chu)率最低,廢物的(de)(de)(de)增容(rong)比不大。此法的(de)(de)(de)缺點(dian)是(shi)工藝(yi)復雜,設備材質要(yao)求高(gao),處理成(cheng)本高(gao)。
此外,近幾(ji)(ji)年(nian)國內外對含砷(shen)(shen)廢渣(zha)的(de)處理(li)還有火(huo)法(fa)(fa)固(gu)化(hua)法(fa)(fa)——對含砷(shen)(shen)渣(zha),如鈣砷(shen)(shen)渣(zha)、鐵(tie)砷(shen)(shen)渣(zha)等進行高溫煅(duan)燒。有實驗結果(guo)(guo)表(biao)時,煅(duan)燒的(de)溫度越(yue)高,煅(duan)燒后的(de)砷(shen)(shen)渣(zha)溶解(jie)度就越(yue)低。近幾(ji)(ji)年(nian)智利(li)的(de)幾(ji)(ji)個銅(tong)冶煉廠在處理(li)砷(shen)(shen)鈣渣(zha)時就采(cai)用火(huo)法(fa)(fa)固(gu)化(hua)法(fa)(fa),并(bing)且(qie)取(qu)得(de)了(le)較好(hao)的(de)結果(guo)(guo)。劉政等在處理(li)高砷(shen)(shen)鈷礦火(huo)法(fa)(fa)富集過程(cheng)中產生的(de)含砷(shen)(shen)廢渣(zha)則采(cai)用高溫火(huo)法(fa)(fa)固(gu)化(hua),也取(qu)得(de)了(le)不錯(cuo)的(de)效(xiao)果(guo)(guo)。
經固化、穩定化處理的含砷廢渣和污泥,還必須要考慮其最終處置,使固體廢物最大限度的與生物圈隔離。

使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”