第四章固體廢物的物理化學處理

1、第四章第四章 固體廢物的物化處理固體廢物的物化處理固體廢物固體廢物浮選浮選 固體廢物固體廢物化學浸出化學浸出 固體廢物固體廢物穩(wěn)定化穩(wěn)定化處理處理 固體廢物固體廢物固化固化處理處理 固體廢物的物化處理方法固體廢物的物化處理方法浮選浮選.影響浮選效果的因素浮選工藝浮選原理浮選藥劑浮選設(shè)備料漿料漿/浮選藥劑浮選藥劑/擴大擴大不同組分的可浮性不同組分的可浮性差異差異/無數(shù)細小氣泡無數(shù)細小氣泡/目的顆粒粘附在氣目的顆粒粘附在氣泡上上浮泡上上浮捕收劑捕收劑 起泡劑起泡劑 調(diào)整劑調(diào)整劑調(diào)漿調(diào)漿 調(diào)藥調(diào)藥 調(diào)泡調(diào)泡機械攪拌式機械攪拌式 充氣攪拌式充氣攪拌式 充氣式充氣式 氣體析出式氣體析出式 物料性質(zhì)物料性

2、質(zhì) 藥劑條件藥劑條件 操作條件操作條件捕收劑捕收劑:能夠能夠選擇性地吸附選擇性地吸附在欲選的顆粒上在欲選的顆粒上,使目的顆粒表面疏水使目的顆粒表面疏水,增加可浮性增加可浮性,使使其易于向氣泡附著的藥劑。其易于向氣泡附著的藥劑?？煞譃榭煞譃楫悩O性（異極性（黃藥、油酸黃藥、油酸）和和非極性油類（非極性油類（煤油、煤油、柴油、燃料油、變壓器油柴油、燃料油、變壓器油）兩類。兩類。起泡劑起泡劑:能促進泡沫形成，能促進泡沫形成， 增加分選界面的藥劑。增加分選界面的藥劑。 異極性的有機物和表面活性劑異極性的有機物和表面活性劑。調(diào)整劑調(diào)整劑:調(diào)整捕收劑的作用及介質(zhì)條件。調(diào)整捕收劑的作用及介質(zhì)條件?；罨瘎ń饘?/p>

3、陽離子、活化劑（金屬陽離子、HS-、HSiO3-）、）、抑制劑（氧、抑制劑（氧、SO2、淀粉、單寧等）、分散劑（水玻璃、磷酸鹽）、絮凝劑（腐、淀粉、單寧等）、分散劑（水玻璃、磷酸鹽）、絮凝劑（腐殖酸、聚丙烯酰胺）、殖酸、聚丙烯酰胺）、pH調(diào)整劑（酸、堿）等調(diào)整劑（酸、堿）等。圖4-1 起泡劑在氣泡表面的吸附 圖4-2 起泡劑與捕收劑相互作用 1 概述概述 1.1 穩(wěn)定化穩(wěn)定化/固化處理的重要性固化處理的重要性 1.2 穩(wěn)定化穩(wěn)定化/固化處理所涉及概念和方法固化處理所涉及概念和方法 2 藥劑藥劑穩(wěn)定化穩(wěn)定化處理處理 2.1 重金屬離子重金屬離子的的穩(wěn)定化穩(wěn)定化 2.2 有機污染物有機污染物的的氧

4、化解毒氧化解毒處理處理 3 固體廢物固體廢物固化固化處理處理 3.1 水泥固化水泥固化 3.2 石灰固化石灰固化內(nèi)內(nèi) 容容 提提 要要3.3 瀝青固化瀝青固化 3.4 塑性材料固化塑性材料固化 3.5 玻璃固化玻璃固化 3.6 自膠結(jié)固化自膠結(jié)固化 內(nèi)內(nèi) 容容 提提 要要 穩(wěn)定化穩(wěn)定化(Stabilization) , 將有毒有害污染物轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑?、將有毒有害污染物轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑浴?低遷移性及低毒性的過程。低遷移性及低毒性的過程?；瘜W穩(wěn)定化：化學反應(yīng)得不溶物并使之穩(wěn)定在晶格內(nèi)；化學穩(wěn)定化：化學反應(yīng)得不溶物并使之穩(wěn)定在晶格內(nèi)；物理穩(wěn)定化物理穩(wěn)定化 ：半固體半固體(污泥污泥)與疏松物料（粉煤灰等

5、）混合成堅實固體。與疏松物料（粉煤灰等）混合成堅實固體。固化固化(Solidifacation), 在危險廢物中添加在危險廢物中添加固化劑固化劑，使其轉(zhuǎn)變?yōu)?，使其轉(zhuǎn)變?yōu)?不可流動固體或形成緊密固體的過程。不可流動固體或形成緊密固體的過程。 具備一定的性能，即具備一定的性能，即抗浸出性；抗浸出性；抗干濕性、抗凍融性；抗干濕性、抗凍融性；耐腐耐腐蝕性、不燃性；蝕性、不燃性；抗?jié)B透性（固化產(chǎn)物）；抗?jié)B透性（固化產(chǎn)物）；足夠的機械強度（固化足夠的機械強度（固化 產(chǎn)物）。產(chǎn)物）。 nenntVAmmR)/(/021VVCR評價指標評價指標裝桶貯存裝桶貯存:0.1-0.5MPa :0.1-0.5MPa 作

6、建筑材料：作建筑材料：10MPa 10MPa 放射性固化體：前蘇放射性固化體：前蘇 5MPa, 5MPa, 英英20MPa20MPa有有 毒毒 有有 害害 物物 質(zhì)質(zhì)Cr、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn等等重金屬的化重金屬的化學穩(wěn)定化技術(shù)學穩(wěn)定化技術(shù)含氯的揮發(fā)性有機物、含氯的揮發(fā)性有機物、硫醇、酚類、氰化物硫醇、酚類、氰化物等等 有機污染物的氧化有機污染物的氧化解毒技術(shù)解毒技術(shù)重金重金屬屬溶出法溶出法離子交離子交換換中和法中和法氧化還氧化還原法原法吸附法吸附法化學沉化學沉淀法淀法將固體廢物中可以發(fā)將固體廢物中可以發(fā)生價態(tài)變化的某些有生價態(tài)變化的某些有毒有害組分通過氧化毒有害組分通過氧化還原反應(yīng)還

7、原反應(yīng)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為無毒為無毒/低毒化學性質(zhì)穩(wěn)定低毒化學性質(zhì)穩(wěn)定的組分的組分 吸附劑吸附劑 可逆可逆 吸附具有選擇性：活吸附具有選擇性：活性炭性炭-有機物；活性有機物；活性氧化鋁氧化鋁-鎳離子鎳離子酸堿泥渣酸堿泥渣 中和劑中和劑 罐式機械攪拌罐式機械攪拌/池式人工攪拌池式人工攪拌氫氧化物沉淀氫氧化物沉淀 硫化物沉淀硫化物沉淀 硅酸鹽沉淀硅酸鹽沉淀 碳酸鹽沉淀碳酸鹽沉淀 共沉淀共沉淀 無機無機/有機螯合有機螯合物沉淀物沉淀離子交換樹脂、天離子交換樹脂、天然或人工合成沸石、然或人工合成沸石、硅膠硅膠 昂貴昂貴 可逆可逆 硫酸亞鐵硫酸亞鐵/硫代硫酸鈉硫代硫酸鈉/亞硫亞硫酸氫鈉酸氫鈉/二氧化硫二氧化硫/煤

8、炭煤炭/紙漿紙漿廢液廢液/鋸木屑鋸木屑/谷殼谷殼氧氧 化化 還還 原原 法法 活性炭活性炭 活性炭活性炭 有機物有機物 粘土粘土 金屬氧化物金屬氧化物：氧化鐵、氧化鎂、氧化鋁：氧化鐵、氧化鎂、氧化鋁 天然材料天然材料：鋸末、沙、泥炭、沸石、磁鐵礦、硫鐵礦等：鋸末、沙、泥炭、沸石、磁鐵礦、硫鐵礦等 人工材料人工材料：飛灰、粉煤灰、高爐渣、活性氧化鋁、有機聚合物：飛灰、粉煤灰、高爐渣、活性氧化鋁、有機聚合物吸吸 附附 法法 堿性物質(zhì)：氫氧化鈉、石灰、碳酸鈉等堿性物質(zhì)：氫氧化鈉、石灰、碳酸鈉等 固化基材：硅酸鹽水泥、石灰窯灰渣、碳酸鈉等固化基材：硅酸鹽水泥、石灰窯灰渣、碳酸鈉等鋇、鎘、鉛碳酸鹽溶解度

9、低鋇、鎘、鉛碳酸鹽溶解度低pH低，低，CO2溢出；溢出；pH高，高，氫氧化物沉淀氫氧化物沉淀化化 學學 沉沉 淀淀 法法 無機硫化物沉淀無機硫化物沉淀：應(yīng)用僅次于氫氧化物沉淀法應(yīng)用僅次于氫氧化物沉淀法大多大多數(shù)金屬硫化物溶解度低。一般保持數(shù)金屬硫化物溶解度低。一般保持pH大于大于8。 有機硫化物沉淀有機硫化物沉淀：較高的分子質(zhì)量：較高的分子質(zhì)量沉淀物易沉降、沉淀物易沉降、脫水和過濾；沉淀徹底，適用脫水和過濾；沉淀徹底，適用pH范圍廣。范圍廣。 適用于含汞廢物及含重金屬的粉塵（焚燒灰及飛灰等）適用于含汞廢物及含重金屬的粉塵（焚燒灰及飛灰等）永久磁鐵吸住。永久磁鐵吸住?；?學學 沉沉 淀淀 法法

10、6322)()( 6)3 (OHFeMOHFexxMxx 43263)(OFeMOOHFeMxxxx Mn2+ Zn2+ Ni2+ Mg2+ Cu2+ 廢物中含有配合劑：廢物中含有配合劑：磷酸酯、檸檬酸鹽、葡萄糖酸、氨磷酸酯、檸檬酸鹽、葡萄糖酸、氨基乙酸、基乙酸、EDTA等與重金屬離子形成等與重金屬離子形成穩(wěn)定穩(wěn)定可溶可溶螯合物螯合物。 螯環(huán)螯環(huán) Pb2+、Cd2+、Ag+、 Ni2+、Cu2+,98% Co2+、Cr2+,85%; 乙二胺乙二胺化化 學學 沉沉 淀淀 法法強氧化劑、高溫破壞強氧化劑、高溫破壞 高高pH破壞，破壞，Na2S 高分子有機硫穩(wěn)定劑，更穩(wěn)定螯合物高分子有機硫穩(wěn)定劑，更

11、穩(wěn)定螯合物鰲環(huán)的形成使螯合物比相應(yīng)非螯合物具有更高的穩(wěn)定性鰲環(huán)的形成使螯合物比相應(yīng)非螯合物具有更高的穩(wěn)定性有機有機 污染物污染物 氧化解毒氧化解毒臭氧氧臭氧氧化解毒化解毒過氧化過氧化氫解毒氫解毒氯氧化氯氧化解毒解毒理論上理論上1058g臭氧臭氧/度電度電 實際實際150g/度電，度電，費用高費用高 自由能高，強氧化劑自由能高，強氧化劑 有紫外線照射時有紫外線照射時：鐵做催化劑產(chǎn)生鐵做催化劑產(chǎn)生OH 35%50%，紫外線，紫外線功率功率500W/L 五氯酚污染的土壤，五氯酚污染的土壤，99.9%，有機碳，有機碳氯和漂白粉。用氯的氧化物破壞劇毒的氰化物是一種經(jīng)典方法：在氯和漂白粉。用氯的氧化物破壞

12、劇毒的氰化物是一種經(jīng)典方法：在pH pH 1010OHRCOOHOOHRCH232332323ONaCNOONaCN2333OCOOHCHOCHOCHOHRRHOH2ROHOHOHR22ClCNOClOCNNaClCNClClNaCN2NaClOHNaCNONaOHCNCl22OHNaClCONNaOHClNaCNO2222262432 廢物被摻入水泥的基質(zhì)中廢物被摻入水泥的基質(zhì)中,水泥與廢物中的水分或另水泥與廢物中的水分或另外添加的水分外添加的水分,發(fā)生水化反應(yīng)后生成發(fā)生水化反應(yīng)后生成堅硬的水泥固化體堅硬的水泥固化體 水泥主要成分水泥主要成分：鋁、硅、鐵、鈣的氧化物鋁、硅、鐵、鈣的氧化物 固

13、化基材固化基材: 普通硅酸鹽普通硅酸鹽礦渣硅酸鹽礦渣硅酸鹽/火山灰硅酸鹽等火山灰硅酸鹽等 無機添加劑無機添加劑：蛭石、沸石、多種粘土礦物、水玻璃等：蛭石、沸石、多種粘土礦物、水玻璃等 有機添加劑有機添加劑：硬脂肪酸丁酯、：硬脂肪酸丁酯、檸檬酸檸檬酸等等基基 本本 理理 論論 水水 泥泥 固固 化化 影影 響響 因因 素素pH 高，利于氫氧化物沉淀和碳酸鹽沉淀；高，利于氫氧化物沉淀和碳酸鹽沉淀；過高，金屬絡(luò)合物產(chǎn)過高，金屬絡(luò)合物產(chǎn)生，溶解度生，溶解度，Cu：9，Zn：9.3 ；改善固化體質(zhì)量。改善固化體質(zhì)量。吸附劑吸附劑沸石或蛭石加入含沸石或蛭石加入含硫酸鹽硫酸鹽的廢物中，的廢物中，防止其與水泥

14、成分反應(yīng)生成硫酸鋁鈣導致體積膨脹和破裂。防止其與水泥成分反應(yīng)生成硫酸鋁鈣導致體積膨脹和破裂。水、水泥和廢物的水、水泥和廢物的量比量比 水分過少，不能保水分過少，不能保證水泥的充分水合證水泥的充分水合作用；水分過大，作用；水分過大，出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，影出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，影響固化強度。響固化強度。投加促凝劑、緩投加促凝劑、緩凝劑來控制凝結(jié)凝劑來控制凝結(jié)時間，時間，一般初凝一般初凝時間時間2h,終凝終凝24h（且（且48h），），保證保證混料后有足夠時混料后有足夠時間輸送、裝桶或間輸送、裝桶或澆注。澆注。 應(yīng)應(yīng) 用用 ：無機類的廢物無機類的廢物，尤其是含有重金屬污染物廢物，尤其是含有重金屬污染物廢物（如電鍍

15、污泥）；（如電鍍污泥）； 含有含有氯乙烯和二氯乙烷的廢物、硫化物氯乙烯和二氯乙烷的廢物、硫化物等，等， eg. 多氯聯(lián)苯、油和油泥；多氯聯(lián)苯、油和油泥；低、中放射性低、中放射性廢物；廢物；垃圾焚燒廠產(chǎn)生的垃圾焚燒廠產(chǎn)生的焚燒飛灰焚燒飛灰等危險廢物。等危險廢物。 特特 點點 設(shè)備和工藝設(shè)備和工藝過程簡單過程簡單，無需特殊的設(shè)備，設(shè)備投，無需特殊的設(shè)備，設(shè)備投資、動力消耗和運行資、動力消耗和運行費用費用都比較都比較低低；水泥和添加劑價廉水泥和添加劑價廉易得易得；對含水率較低的廢物可對含水率較低的廢物可直接固化直接固化，無需前處理；，無需前處理；在在常溫常溫下就下就可操作可操作；處理處理技術(shù)技術(shù)已相

16、當已相當成熟成熟，對放射性，對放射性固體廢物的固化容易實現(xiàn)安全運輸和自動控制等。固體廢物的固化容易實現(xiàn)安全運輸和自動控制等。 固化體的固化體的浸出率較高浸出率較高，通常為，通常為10-410-5g/ (cm2d)，主要是由于它的空隙率較高所致，因此需作，主要是由于它的空隙率較高所致，因此需作涂涂覆處理覆處理；固化體的固化體的增容比較高增容比較高，達，達1.52；有的廢物有的廢物需進行需進行預處理預處理和和投加添加劑投加添加劑，使處理費用增高；，使處理費用增高；水泥的水泥的堿性易使銨離子轉(zhuǎn)變?yōu)閴A性易使銨離子轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔庖莩霭睔庖莩觯惶幚硖幚砘瘜W泥渣化學泥渣時，由時，由于生成膠狀物，使混合器的于生成

17、膠狀物，使混合器的排料較困難排料較困難，需加入適量的鋸，需加入適量的鋸 末予以克服。末予以克服。 概概念念應(yīng)應(yīng)用用及及特特點點 以以石灰石灰和具有火山灰活性的物質(zhì)（如和具有火山灰活性的物質(zhì)（如粉煤灰粉煤灰、垃圾、垃圾焚燒灰渣、水泥窯灰焚燒灰渣、水泥窯灰等）為固化基材對危險廢物進行穩(wěn)定等）為固化基材對危險廢物進行穩(wěn)定化與固化處理的方法。重金屬被吸附于化與固化處理的方法。重金屬被吸附于膠體結(jié)晶膠體結(jié)晶中，得到中，得到將廢物包裹起來的粘結(jié)性物質(zhì)。將廢物包裹起來的粘結(jié)性物質(zhì)。 適用于穩(wěn)定石油冶煉污泥、重金屬污泥、氧化物、適用于穩(wěn)定石油冶煉污泥、重金屬污泥、氧化物、廢酸等廢酸等無機污染物無機污染物。 簡

18、單簡單，物料來源，物料來源方便方便，操作不需特殊設(shè)備及技術(shù)，操作不需特殊設(shè)備及技術(shù)，比水泥固化法比水泥固化法便宜便宜，并在適當?shù)奶幹铆h(huán)境，可維持波索來，并在適當?shù)奶幹铆h(huán)境，可維持波索來反應(yīng)的持續(xù)進行。石灰固化處理得到固化體的反應(yīng)的持續(xù)進行。石灰固化處理得到固化體的強度較低強度較低，所需所需養(yǎng)護時間較長養(yǎng)護時間較長，并且，并且體積膨脹較大體積膨脹較大，增加清運和處置，增加清運和處置的困難，因而較的困難，因而較少單獨使用少單獨使用。 應(yīng)應(yīng) 用用 及及 特特 點點 一般被用來處理中、低放射性蒸發(fā)殘液、廢水化學一般被用來處理中、低放射性蒸發(fā)殘液、廢水化學處理產(chǎn)生的污泥、焚燒爐產(chǎn)生的灰分，以及毒性較大的

19、電處理產(chǎn)生的污泥、焚燒爐產(chǎn)生的灰分，以及毒性較大的電鍍污泥和砷渣等危險廢物。鍍污泥和砷渣等危險廢物。對象與水泥固化基本相同對象與水泥固化基本相同（1）固化體的空隙率和固化體中污染物的）固化體的空隙率和固化體中污染物的浸出速率浸出速率均大均大大大降低降低。另外，由于固化過程中干廢物與固化劑之間的質(zhì)量比通。另外，由于固化過程中干廢物與固化劑之間的質(zhì)量比通常為常為1：12：1，因而固化體的，因而固化體的增容較小增容較小； （2）固化劑具有一固化劑具有一定的危險性定的危險性，固化過程中容易造成二次污染，需采取措施加以避固化過程中容易造成二次污染，需采取措施加以避免。另外，對于含有大量水分的廢物，由于瀝

20、青不具備水泥的水免。另外，對于含有大量水分的廢物，由于瀝青不具備水泥的水化作用和吸水性，所以化作用和吸水性，所以需預先對廢物進行濃縮脫水處理需預先對廢物進行濃縮脫水處理。因此，。因此，瀝青固化瀝青固化工藝流程和裝置往往較為復雜工藝流程和裝置往往較為復雜，一次性投資與運行費用，一次性投資與運行費用均高于水泥固化法；均高于水泥固化法； （3）固化操作需在）固化操作需在高溫高溫下完成，不宜處理下完成，不宜處理在高溫下易分解的廢物、有機溶劑以及強氧化性廢物。在高溫下易分解的廢物、有機溶劑以及強氧化性廢物。 原原 理理 與與 工工 藝藝 以以瀝青類材料作為固化劑瀝青類材料作為固化劑，與危險廢物在一定的溫

21、度、，與危險廢物在一定的溫度、配料比、堿度和攪拌作用下發(fā)生皂化反應(yīng)，使有害物質(zhì)包容在瀝配料比、堿度和攪拌作用下發(fā)生皂化反應(yīng)，使有害物質(zhì)包容在瀝青中并形成穩(wěn)定固化體的過程。瀝青憎水性物質(zhì)、良好的黏結(jié)青中并形成穩(wěn)定固化體的過程。瀝青憎水性物質(zhì)、良好的黏結(jié)性、化學穩(wěn)定性、較高的耐腐蝕性。石油蒸餾的殘渣，其化學成性、化學穩(wěn)定性、較高的耐腐蝕性。石油蒸餾的殘渣，其化學成分包括分包括瀝青質(zhì)瀝青質(zhì)、油分、游離碳、油分、游離碳、膠質(zhì)膠質(zhì)、瀝青酸和瀝青酸和石蠟石蠟等。等。固廢預處理固廢預處理廢物與瀝青廢物與瀝青熱混合熱混合二次蒸汽凈化二次蒸汽凈化 放射性廢物瀝青固化基本方法：放射性廢物瀝青固化基本方法： 高溫融

22、化混合蒸發(fā)：高溫融化混合蒸發(fā)：熔融瀝青（熔融瀝青（150230）-加入廢物加入廢物-混合蒸發(fā)混合蒸發(fā)-冷卻冷卻 暫時乳化：暫時乳化：混合混合脫水脫水干燥，雙螺桿擠壓機干燥，雙螺桿擠壓機 化學乳化：化學乳化：廢物與乳化瀝青混合廢物與乳化瀝青混合干燥脫水干燥脫水冷卻硬化冷卻硬化 概概 念念 及及 原原 理理以以塑料為固化劑塑料為固化劑，與危險廢物按一定的比例配料，與危險廢物按一定的比例配料，并加入適量并加入適量催化劑和填料催化劑和填料進行攪拌混合，使其共聚合固化，進行攪拌混合，使其共聚合固化，將危險廢物包容形成具有一定強度和穩(wěn)定性固化體的過程。將危險廢物包容形成具有一定強度和穩(wěn)定性固化體的過程。

23、熱固性塑料固化熱固性塑料固化（脲醛樹脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛樹脂、（脲醛樹脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂）環(huán)氧樹脂）用用熱固性有機單體熱固性有機單體和經(jīng)過粉碎處理的廢物充分混合，和經(jīng)過粉碎處理的廢物充分混合，在助凝劑和催化劑的作用下產(chǎn)生聚合以形成海綿狀的聚合物質(zhì)，在助凝劑和催化劑的作用下產(chǎn)生聚合以形成海綿狀的聚合物質(zhì)，從而在每個廢物顆粒的周圍形成一層不透水的保護膜。從而在每個廢物顆粒的周圍形成一層不透水的保護膜。（包封）（包封） 部分液體廢物遺留，需干化。部分液體廢物遺留，需干化。熱塑性材料固化熱塑性材料固化（瀝青、石蠟、聚乙烯、聚丙烯等）：（瀝青、石蠟、聚乙烯、聚丙烯等）：用用熔融的

24、熱塑性物質(zhì)在熔融的熱塑性物質(zhì)在高溫高溫下與干燥脫水危險廢物混合，以下與干燥脫水危險廢物混合，以達到對廢物穩(wěn)定化的目的的過程。達到對廢物穩(wěn)定化的目的的過程。 特點：引入的物質(zhì)密度較低，特點：引入的物質(zhì)密度較低，添加劑數(shù)量較少添加劑數(shù)量較少，固化體密，固化體密度小；但操作過程復雜度??；但操作過程復雜 ，熱固性材料自身熱固性材料自身價格高昂價格高昂。由于操作中有機物的揮發(fā)，由于操作中有機物的揮發(fā)，容容易引起燃燒起火易引起燃燒起火，所以通，所以通常不能在現(xiàn)場大規(guī)模應(yīng)用。常不能在現(xiàn)場大規(guī)模應(yīng)用。 熱固性材料固化熱固性材料固化特點：特點：浸出速率低浸出速率低；需要的包；需要的包容材料少，在高溫下蒸發(fā)了大容

25、材料少，在高溫下蒸發(fā)了大量的水分，量的水分，增容率較低增容率較低。缺點。缺點是是高溫高溫操作，耗能較多；會操作，耗能較多；會產(chǎn)產(chǎn)生生大量的揮發(fā)性物質(zhì)，其中有大量的揮發(fā)性物質(zhì)，其中有些是些是有害的物質(zhì)有害的物質(zhì)；有時廢物中；有時廢物中含有熱塑性物質(zhì)或某些溶劑，含有熱塑性物質(zhì)或某些溶劑，影響穩(wěn)定劑和最終的穩(wěn)定效果影響穩(wěn)定劑和最終的穩(wěn)定效果 熱塑性材料固化熱塑性材料固化應(yīng)用：低水平有機放射性廢物（如放射性離子交換樹脂）、 穩(wěn)定非蒸發(fā)性的、液體狀態(tài)的有機危險廢物 概概 念念 固固化化劑劑特特點點玻璃原料為固化劑玻璃原料為固化劑，將其與危險廢物以一定的配料，將其與危險廢物以一定的配料比混合后，在比混合后

26、，在10001500的的高溫下熔融高溫下熔融，經(jīng)退火后形，經(jīng)退火后形成穩(wěn)定的玻璃固化體。成穩(wěn)定的玻璃固化體。 鈉鉀玻璃鈉鉀玻璃溶解度高，溶解度高，硅酸鹽玻璃硅酸鹽玻璃熔點高，制造困難。熔點高，制造困難。 磷酸鹽：磷酸鹽：含鹽量低、放射性極高的危廢；含鹽量低、放射性極高的危廢； 硼酸鹽玻璃：硼酸鹽玻璃：高放廢液高放廢液+固化劑固化劑煅燒，升溫煅燒，升溫1100 1150 ，退火，含高放射性廢物的玻璃固化體。，退火，含高放射性廢物的玻璃固化體。 浸出速率最低、增容比最小、高溫操作，燒結(jié)過程浸出速率最低、增容比最小、高溫操作，燒結(jié)過程需配備尾氣凈化系統(tǒng)、成本高、穩(wěn)定性和耐久性差需配備尾氣凈化系統(tǒng)、成

27、本高、穩(wěn)定性和耐久性差 原原理理應(yīng)應(yīng)用用及及特特點點利用廢物利用廢物自身的膠結(jié)特性自身的膠結(jié)特性來達到固化目的的方法。來達到固化目的的方法。 該技術(shù)主要用來處理含有大量硫酸鈣和亞硫酸鈣的該技術(shù)主要用來處理含有大量硫酸鈣和亞硫酸鈣的廢物，如廢物，如磷石膏、煙道氣脫硫廢渣磷石膏、煙道氣脫硫廢渣等。等。 CaSO42H2O或或CaSO32H2O經(jīng)煅燒成具自膠結(jié)經(jīng)煅燒成具自膠結(jié)作用的半水化合物，遇水后迅速凝固和硬化。作用的半水化合物，遇水后迅速凝固和硬化。 不需要加入大量添加劑，廢物也不需要完全脫水，不需要加入大量添加劑，廢物也不需要完全脫水，工藝簡單；固化體化學性質(zhì)穩(wěn)定，具有工藝簡單；固化體化學性質(zhì)

28、穩(wěn)定，具有抗?jié)B透性高抗?jié)B透性高、抗微、抗微生物降解和污染物生物降解和污染物浸出速率低浸出速率低的特點，并且結(jié)構(gòu)強度高；的特點，并且結(jié)構(gòu)強度高；但只限于含有大量硫酸鈣的廢物，但只限于含有大量硫酸鈣的廢物，應(yīng)用面較為狹窄應(yīng)用面較為狹窄。此外。此外還要求熟練的操作和比較復雜的設(shè)備，煅燒泥渣也需要消還要求熟練的操作和比較復雜的設(shè)備，煅燒泥渣也需要消耗一定的熱量。耗一定的熱量。 技術(shù)技術(shù) 適用對象適用對象 主要優(yōu)點主要優(yōu)點 主要缺點主要缺點 水泥水泥 固化法固化法 重金屬、重金屬、 氧化物、氧化物、 廢酸廢酸 1.水泥攪拌，技術(shù)已相當成熟；水泥攪拌，技術(shù)已相當成熟；2.對廢物對廢物中化學性質(zhì)的變動承受力

29、強中化學性質(zhì)的變動承受力強;3.可由水泥與可由水泥與廢物的比例來控制固化體的結(jié)構(gòu)缺點與防廢物的比例來控制固化體的結(jié)構(gòu)缺點與防水性；水性；4.無需特殊的設(shè)備，處理成本低；無需特殊的設(shè)備，處理成本低；5.廢物可直接處理，無需前處理。廢物可直接處理，無需前處理。 1.廢物如含特殊的鹽類，會造成廢物如含特殊的鹽類，會造成固化體破裂；固化體破裂；2.有機物的分解造有機物的分解造成裂隙，增加滲透性，降低結(jié)成裂隙，增加滲透性，降低結(jié)構(gòu)強度；構(gòu)強度；3.大量水泥的使用可增大量水泥的使用可增加固化體的體積和質(zhì)量加固化體的體積和質(zhì)量 石灰石灰 固化法固化法 重金屬、重金屬、 氧化物、氧化物、 廢酸廢酸 1所用物料

30、來源方便，價格便宜；所用物料來源方便，價格便宜； 2操作不需特殊設(shè)備及技術(shù)；操作不需特殊設(shè)備及技術(shù)； 3.產(chǎn)品通常便于裝卸，滲透性有所降低產(chǎn)品通常便于裝卸，滲透性有所降低 1.固化體的強度較低，需較長的固化體的強度較低，需較長的養(yǎng)護時間；養(yǎng)護時間；2.有較大的體積膨脹，有較大的體積膨脹，增加清運和處置的困難增加清運和處置的困難 瀝青瀝青 固化法固化法 重金屬、重金屬、 氧化物、氧化物、 廢酸廢酸 1.有時需要對廢物預先脫水或濃縮；有時需要對廢物預先脫水或濃縮； 2.固化體空隙率和污染物浸出速率均大大固化體空隙率和污染物浸出速率均大大降低；降低；3.固化體的增容較小固化體的增容較小 1.需高溫操

31、作，安全性較差；需高溫操作，安全性較差； 2.一次性投資費用與運行費用比一次性投資費用與運行費用比水泥固化法高水泥固化法高 塑性塑性 固化法固化法 部分非極性有部分非極性有機物、氧化物、機物、氧化物、廢酸廢酸 1固化體的滲透性較其他固化法低；固化體的滲透性較其他固化法低； 2對水溶液有良好的阻隔性對水溶液有良好的阻隔性 3接觸液損失率遠低于水泥固化與石灰固接觸液損失率遠低于水泥固化與石灰固化?；?。 1.需特殊設(shè)備和專業(yè)操作人員；需特殊設(shè)備和專業(yè)操作人員；2.廢物如含氧化劑或揮發(fā)性物質(zhì)，廢物如含氧化劑或揮發(fā)性物質(zhì)，加熱時會著火或逸散，在操作加熱時會著火或逸散，在操作前先對廢物干燥、破碎前先對廢物

32、干燥、破碎 玻璃玻璃 固化法固化法 不揮發(fā)高危性不揮發(fā)高危性廢物，核廢料廢物，核廢料 1固化體可長期穩(wěn)定；固化體可長期穩(wěn)定； 2可利用廢玻璃屑作為固化材料；可利用廢玻璃屑作為固化材料； 3對核能廢料的處理已有相當成功的技術(shù)對核能廢料的處理已有相當成功的技術(shù) 1不適用于可燃或揮發(fā)性的廢物不適用于可燃或揮發(fā)性的廢物 2高溫熱融需消耗大量能源；高溫熱融需消耗大量能源； 3需要特殊設(shè)備及專業(yè)人員需要特殊設(shè)備及專業(yè)人員 自膠結(jié)自膠結(jié) 固化法固化法 硫酸鈣和亞硫硫酸鈣和亞硫酸鈣的廢物酸鈣的廢物 1燒結(jié)體的性質(zhì)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)強度高；燒結(jié)體的性質(zhì)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)強度高； 2燒結(jié)體不具生物反應(yīng)性及著火性燒結(jié)體不具生物反應(yīng)

33、性及著火性 1應(yīng)用面較狹窄；應(yīng)用面較狹窄； 2需要特殊設(shè)備及專業(yè)人員需要特殊設(shè)備及專業(yè)人員 固體廢物的化學浸出本節(jié)內(nèi)容浸出理論基礎(chǔ)浸出工藝與設(shè)備目的組分提取與分離目的：提取或除去礦業(yè)、化工和冶金等過程排出的成分復雜廢渣中所嵌布的微細低含量有價成分 酸浸浸出 方法堿浸鹽浸水浸浸出的理論基礎(chǔ)浸出：溶劑選擇性地溶解分離固體廢物中某種目的組分的工藝過程浸出劑：浸出過程所用的藥劑浸出液：浸出后含目的組分的溶液浸出渣：浸出后的殘渣浸出效果衡量酸浸簡單酸浸簡單酸浸 適用于簡單金屬氧化物、金屬含氧鹽及FeS、NiS()、CoS、MnS、Ni3S2; 以及大部分金屬鐵酸鹽,砷酸鹽和硅酸鹽，不適于大部分金屬硫化物

34、 Me2Oy + H+ Mey+ + H2O ; MeOSiO2 + H+ Me2+ + H2SiO3 eg.從含銅廢物中浸出銅：孔雀石（CuCO3Cu(OH)2）、藍銅礦（CuCO3Cu(OH)2）、黑銅礦（CuO）、赤銅礦（赤銅礦（CuCu2 2O O）、硅孔雀石（CuSiO32H2O ）、銅藍（CuS）、輝銅礦（輝銅礦（CuCu2 2S +OS +O2 2）、黃銅礦（）、黃銅礦（CuFeSCuFeS2 2+O+O2 2）、自然銅）、自然銅包括簡單酸浸、氧化酸浸和還原酸浸。常用的酸浸劑有稀硫酸、濃硫酸、鹽酸、硝酸、王水、氫氟酸、亞硫酸等。氧化酸浸氧化酸浸 控制酸用量及氧化劑（常用Fe3+、

35、Cl2、O2、HNO3、NaClO、MnO2、H2O2等 ）用量，幾乎所有金屬硫化物中金屬元素被氧化溶解，硫被還原為單質(zhì)硫或硫酸根。 MeS + H+ + 氧化劑 Me2+ + S0 或SO42- 還可浸出某些低價金屬化合物（eg.赤銅礦赤銅礦（Cu2O）、輝銅礦（、輝銅礦（CuCu2 2S S）等）。 濃硫酸強氧化性可將大部分金屬氧化物和氫氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的硫酸鹽 MeS + H2SO4 MeSO4 + SO2 + S + H2O 還原酸浸還原酸浸 變價金屬的高價金屬氧化物和氫氧化物 MeXOY(或Me(OH)Y)+ H+ + 還原劑 Men+ + H2O 工業(yè)上常用金屬鐵、Fe2+、SO2

36、等浸出有色金屬生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鎳渣、錳渣、鈷渣等。 MnO2 + Fe2+ + H+ Mn2+ + Fe3+ + H2O MnO2 + Fe + H+ Mn2+ + Fe3+ + H2O Co(OH)3 + SO2 + H+ Co2+ + SO42- + H2O Ni(OH)3 + SO2 + H+ Ni2+ + SO42+ + H2O堿浸氨浸氨浸 適用于含金屬銅、鈷、鎳及其氧化物的廢物浸出。 黑銅礦 CuO + NH4OH + (NH4)2CO3Cu(NH3)4CO3 + H2O 孔雀石 CuCO3Cu(OH)2 + NH4OH + (NH4)2CO3 Cu(NH3)4CO3 + H2O 而

37、金屬銅通過氧化還原反應(yīng)浸出Cu + Cu(NH3)4CO3 Cu2(NH3)4CO3 Cu2(NH3)4CO3 + NH4OH + (NH4)2CO3 + O2 Cu(NH3)4CO3 + H2O Cu、Co、Ni的硫化物常壓氨浸常因溶解不完全而留在浸渣中。采用高壓氧化氨浸反應(yīng)式如下： 斑銅礦 Cu2FeS4 + NH3 + CO2+ O2 + H2O Cu(NH3)4SO4 + Cu(NH4)2CO3 + Fe2O3nH2O 黃銅礦 CuFeS2 + NH3 + O2 + H2O Cu(NH3)4SO4 + (NH4)2SO4 + Fe2O3 nH2O 常用的堿浸劑有氨水、碳酸鈉、苛性鈉、硫化鈉等。碳酸鈉溶液浸出碳酸鈉溶液浸出 較酸浸能力弱、但選擇性好設(shè)備防腐問題較易解決。適用于含碳酸鹽含量高、含鎢廢料、硫化鉬氧化焙燒渣、含磷廢物（P2O5）、含釩廢物（V2O5）、黑鎢礦（(Fe,Mn)WO4）等的浸出。 eg.白鎢礦 CaWO4 + Na2CO3Na2WO4 + CaCO3苛