專利名稱：一種以廢治廢的工業重金屬廢渣無害化處理工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種以廢治廢的工業重金屬廢渣無害化處理工藝，屬環境保護工程及 環境化學技術領域。
背景技術：
工業過程排放的固體廢渣有相當部分屬于重金屬的危害廢物，這些廢物對人類的 影響在經濟發展之初是隱性的，因而過去基本上采取直接堆放的或填埋形式處置。隨著這 些隱性影響的逐步顯性化，必須考慮對這些重金屬廢渣進行填埋前安全處理。垃圾焚燒是城市生活垃圾的重要手段，但焚燒過程將產生大量的飛灰和底灰，對 人類賴以生存的生態環境帶來影響，因此應該對飛灰安全處理，甚至加以利用。一般來說，用水泥穩定固化的方法是安全處理危害物的基本方法，在高堿性的硅 酸鹽水泥體系水化過程中，一些有害金屬通過與水泥主要水化相CSH(CaC). SiO2. IiH2O)的物 理化學作用被束縛穩定在水泥固化基質重。鑒于水泥固化法具有經濟易操作等優點，這種 固化基質已在國外的危害廢物處理中得到廣泛應用。但是，傳統的水泥固化基質的高滲透 性、高空隙對部分金屬如鉛、砷、汞、鉻等固化效果差，同時，已經公布的一些以廢治廢工藝 專利，用材成本高，作為環境治理工藝應堅持以較低成本實現治理目的。
發明內容
本發明的目的是利用城市垃圾焚燒飛灰為主要原材料，通過改進材料的復合，形 成一種新固化基質，有效地穩定工業固體廢渣中的有害金屬，同時充分利用了城市垃圾焚 燒飛灰和一些金屬廢渣，為飛灰和金屬廢渣利用找到了一種綜合的環保工藝。城市垃圾焚燒飛灰的主要化學成分有富鈣硅質、氯、鋁，在其與含鋁含鈣物質混合 及水化水合過程中，形成CaO-SiO2-Al2O3-CaCl2-IOH2O體系，且形成水鋁鈣石類礦物，它包括 Afin 相(3C3A. 3CaS04. 32H20)、Friedel 相(3C3A. CaCl2. IOH2O) ,Aft 相(3C3A. 3CaS04. 32H20) 和CSH相(CaO. SiO2. nh20)，Friedel相和Aft相是能有效穩定重金屬陽離子和陰離子團的 潛在礦物質。飛灰中的氯離子可形成層狀結構的Friedel相，而硫酸根離子則易形成對重 金屬有強束縛作用的Afin相和Aft相。這說明通過飛灰基材料組的配比調整，可實現CSH 相-Afin相的共存，合理的固化基質相的匹配設計，如CSH相-Friedel相-Afin相的復合 相是一種新固化基質礦物主導相，可以有效安全處理各類重金屬廢渣。實質上，本發明的城市垃圾飛灰與多種工業金屬廢渣混合固化工藝屬水泥穩定固 化，其特征在于采用新型水泥固化基質，即采用城市垃圾焚燒飛灰為主要組成的類水泥固 化基質，該固化基質的組份及配方城市垃圾焚燒飛灰60-70wt%，含鋁添加劑1020wt%， 鈣質控制劑6-20wt%。上述含鋁添加劑采用含鋁工業廢渣，必要時磨成粉末，上述鈣質控制 劑未石灰粉。將上述類水泥固化基質和需作處理的工業重金屬固體廢渣或污泥共同混合， 加適量水，攪拌均勻，然后制成水泥固化體，常溫養護五日后埋入填埋場。上述水泥固化體是由垃圾焚燒飛灰、含鋁添加劑、鈣質控制劑組成的類水泥固化基質和工業重金屬固體廢渣共同混合制成，兩者的適合比例為1/1-1. 6/1。所述的城市垃圾 焚燒飛灰為含富鈣低硅元素成分，所述的含鋁添加劑為富鋁工業廢渣粉末，所述的鈣質控 制劑為石灰粉。本發明的類水泥固化基質，采用城市垃圾焚燒飛灰為主要原料，可有效處理大量 城市廢物和工業廢棄物，有利于環境保護。
具體實施例方式實施例先按規定配方制取水泥固化基質。垃圾焚燒飛塵灰基的固化基質和工 業重金屬固體廢渣的配合比選為1.5/1.0。固化基質的組分及配比為城市垃圾焚燒飛塵 60 %，含鋁工業廢渣粉末20 %，鈣質控制劑石灰粉20 %。處理廢渣電鍍重金屬鎳、鉻污泥400公斤，用城市垃圾焚燒飛灰360公斤，含鋁工 業廢渣磨成粉末120公斤，鈣質控制劑石灰粉120公斤混合作成類水泥固化基質。將固化 基質和重金屬污泥混合加適量水后進行機械攪拌，然后制成1000公斤(干重)水泥塊石固 化體，常溫下養護五天后埋入填埋場。傳統水泥固化基質需水泥600公斤，處理電鍍污泥400公斤，本發明方法的實施例 中不用水泥，而含鋁工業廢渣粉末和石灰粉僅240公斤，體積增容比比傳統水泥固化基質 降低，實際檢測的重金屬離子浸出率比傳統水泥固化方法可降低2-3倍。
權利要求
1.一種城市垃圾與多種工業金屬廢渣混合固化的無害化工藝，該工藝實質上為水泥 穩定固化，其特征在于采用以城市垃圾焚燒飛灰為主要組成的類水泥固化基質，固化基質 的組份配方比為垃圾焚燒飛灰60 70wt%，含鋁添加劑10 20wt%，鈣質控制劑6 20wt% ；將按上述配方配好的類水泥固化基質與需作處理的工業重金屬固體廢物共同混 合，加適量水攪拌均勻，然后制成成型固化體，常溫養護五日后埋入填埋場。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的城市垃圾焚燒飛灰為含有富鈣低硅 元素成分；所述的含鋁添加劑為富鋁工業廢渣粉末；所述的鈣質控制劑為石灰粉。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于水泥固化體是垃圾焚燒飛灰等組成的類水 泥固化基質和工業重金屬固體廢渣共同混合制成，此兩者的適當配方比例為1/1-1. 6/1。
全文摘要
本發明涉及一種以廢治廢的工業重金屬廢渣無害化處理工藝，即采用城市垃圾焚燒飛灰為主要組成的新型水泥固化基質，固化基質的組份及配方為城市垃圾焚燒飛灰60-70wt％，含鋁添加劑(含鋁工業廢渣粉末)10-20wt％，鈣質控制劑(石灰粉)6-20wt％，將上述配方配好的垃圾焚燒飛灰固化基質和需作處理的工業重金屬固體廢渣或污泥共同混合，加適量水攪拌均勻，然后制成水泥固化體，常溫養護五日后埋入填埋場，是一種以廢治廢的無害化處理方法。
文檔編號B09B3/00GK102107204SQ200910226720
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月23日 優先權日2009年12月23日
發明者劉修建, 劉卓锫, 劉曉文, 孔祥勇 申請人:湖南布魯斯凱環保科技發展有限公司