一種含氟固體廢渣的安全處置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于固體廢物預(yù)處理領(lǐng)域，具體涉及一種含氟固體廢渣的安全處置方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在工業(yè)生產(chǎn)中，特別是冶金工業(yè)生產(chǎn)和各類的礦山開(kāi)采生產(chǎn)，在生產(chǎn)各類產(chǎn)品的 同時(shí)，不可避免的產(chǎn)生各種含氟固體/液體危險(xiǎn)廢棄物，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保排放的要求越來(lái) 越高，對(duì)于這些含氟量嚴(yán)重超標(biāo)的各種含氟固體/液體危險(xiǎn)廢棄物如何進(jìn)行環(huán)保處理，是 企業(yè)的頭等大事。
[0003] 如在電解鋁廠生產(chǎn)過(guò)程中，不可避免要產(chǎn)生大量的固體廢渣，尤其是在大修的過(guò) 程中，會(huì)產(chǎn)生大量的含氟的廢陰、陽(yáng)極炭塊等廢渣。根據(jù)中華人民共和國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，電解鋁 大修廢渣屬于危險(xiǎn)固體廢物，在我國(guó)，對(duì)于上述含氟廢渣一般采取填埋的方式進(jìn)行處理，如 中國(guó)專利CN101612626A公開(kāi)了一種電解廢渣的處理方法，其包括以下步驟：1、將渣場(chǎng)用 地規(guī)劃為若干個(gè)填埋坑（1)，填埋坑底部設(shè)置為斜坡形，并在坑底最低處設(shè)置集水坑；2、開(kāi) 挖填埋坑，分次開(kāi)挖，每次只挖開(kāi)一個(gè)填埋坑；3、將開(kāi)挖好的填埋坑進(jìn)行地基防滲處理；4、 在填埋坑內(nèi)堆放廢渣，按從高到低的方向進(jìn)行分段堆放廢渣、整平壓實(shí)后，進(jìn)行表層覆蓋處 理。上述技術(shù)通過(guò)進(jìn)行地基防滲處理，來(lái)阻擋廢渣中氟離子向土壤的四周擴(kuò)散，起到了保護(hù) 土壤和地下水的作用。但是，上述技術(shù)的防滲處理形成的保護(hù)層在制作時(shí)工藝復(fù)雜，且難以 保持保護(hù)層的防滲性，使得廢渣中的氟離子在填埋一段時(shí)間后容易進(jìn)入土壤和地下水，造 成污染。
[0004] 為了解決上述問(wèn)題，研究人員開(kāi)始研究在上述固體廢渣中加入螯合劑，或者在上 述固體廢渣中加入水泥和碳，達(dá)到在固體廢渣表面上形成低滲透的物質(zhì)后，再進(jìn)行掩埋。雖 然上述技術(shù)可以通過(guò)在固體廢渣上形成低滲透的物質(zhì)降低了氟離子含量，但是經(jīng)過(guò)上述預(yù) 處理后的固體廢渣的氟離子含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能符合《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》中的 標(biāo)準(zhǔn)要求F〈100mg/L，同時(shí)廢渣的單位處理成本昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于現(xiàn)有技術(shù)的含氟固體廢渣在填埋前進(jìn)行預(yù) 處理后氟離子含量高且單位處理成本昂貴的問(wèn)題，進(jìn)而提出一種含氟固體廢渣的安全處置 方法。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種含氟固體廢渣的安全處置方法，其包括 以下步驟：
[0007] (1)以含氟固體廢渣重量計(jì)，向含氟固體廢渣中加入10_50wt%的鈣化合物，混勻 形成混合物A;
[0008] (2)以含氟固體廢渣重量計(jì)，向混合物A中加入0-10wt%的固化劑，混勻形成混合 物B〇
[0009] 進(jìn)一步，步驟（2)中，以含氟固體廢渣重量計(jì)，在加入所述固化劑之前，先向混合 物A中加入0. 1-2.Owt%的鋅化合物或者噴灑上述重量鋅化合物的20wt%的溶液，混勻。
[0010] 所述鋅化合物為氯化鋅、氫氧化鋅、硫化鋅和氧化鋅中的一種或者幾種的混合。需 要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，所述鋅化合物不僅為上述各種純的粉末狀化合物，還可以是各種 形態(tài)的化合物，如棒狀的硫化鋅；進(jìn)一步，還可以是含有上述鋅化合物的礦物，如硫鋅礦； 在本發(fā)明選擇上述各種形狀的化合物或者含有上述化合物的礦物時(shí)，會(huì)將其粒徑尺寸處理 成小于后者等于1mm。
[0011] 優(yōu)選地，在步驟（1)之前，還包括將所述含氟固體廢渣破碎為粒徑小于或者等于 50mm的步驟。
[0012] 在本發(fā)明中，所述鈣化合物為氯化鈣、氫氧化鈣、氧化鈣、碳酸鈣、二水石膏和0 型半水石膏中的一種或者幾種的混合。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的所述鈣化合物不僅為上述 各種純的粉末狀化合物，還可以是各種形狀的化合物，如塊狀的碳酸鈣；進(jìn)一步，還可以是 含有上述化合物的礦物，如天然大理石、生石灰和天然二水石膏等，優(yōu)選地，如氧化鈣大于 或者等于95wt%的生石灰、CaS04 *2H20大于或者等于85wt%的天然二水石膏等；在本發(fā)明 選擇上述各種形狀的化合物或者含有上述化合物的礦物時(shí)，會(huì)將其粒徑尺寸處理成小于后 者等于lcm。
[0013] 所述固化劑為硫鋁酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽 水泥、磷酸鹽水泥和以火山灰或潛在水硬性材料及其他活性材料為主要組分的水泥中的一 種或者幾種的混合。需要說(shuō)明的是，所述固化劑不僅為上述各種水泥，還可以是各種快硬水 泥，如快硬硫鋁酸鹽水泥、快硬硅酸鹽水泥。
[0014] 進(jìn)一步，本發(fā)明還包括填埋或者壓實(shí)填埋的步驟。
[0015] 優(yōu)選地，在壓實(shí)填埋前，先添加水或者水汽進(jìn)行潤(rùn)濕，所述水或者水汽的重量為所 述含氟固體廢渣重量的l_15wt%。
[0016] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0017] (1)本發(fā)明的一種含氟固體廢渣的安全處置方法，先通過(guò)向所述含氟固體廢渣中 加入鈣化合物，利用所述含氟固體廢渣中的成分氟離子，與加入所述鈣化合物中的鈣離子 形成難溶于水的化合物氟化鈣，使所述含氟固體廢渣中游離的氟離子大量減少，避免了現(xiàn) 有技術(shù)中所述含氟固體廢渣中的氟離子含量大，容易溶于土壤和地下水中形成污染；接著， 固化劑的加入，起到了粘結(jié)所述含氟固體廢渣的作用，同時(shí)，在所述含氟固體廢渣的表面形 成一層低滲透物質(zhì)限制了所述含氟固體廢渣中有害成分主要是氟離子的轉(zhuǎn)移，同樣避免了 土壤和地下水的污染；進(jìn)而，在所述鈣化合物和所述固化劑的協(xié)同作用下，所述含氟固體廢 渣中的氟離子大大降低，使得所述含氟固體廢渣中的氟離子快速穩(wěn)定在檢測(cè)范圍內(nèi)；通過(guò) 分步添加10_50wt%的鈣化合物和O-lOwt%的固化劑，混勻形成混合物B，使得通過(guò)本發(fā)明 處置方法處置后的含氟固體廢渣中氟離子的濃度在29.4-50.Omg/L，低于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
[0018] (2)本發(fā)明的一種含氟固體廢渣的安全處置方法，在加入所述固化劑之前，先向 混合物A中加入鋅化合物或者噴灑上述重量鋅化合物的溶液，混勻。通過(guò)在所述含氟固體 廢渣中加入所述鋅化合物，所述鋅化合物激發(fā)了所述含氟固體廢渣的活性，同時(shí)，進(jìn)一步加 速了氟離子和鈣離子形成難溶于水的化合物氟化鈣，起到了催化劑的作用，再通過(guò)加入所 述固化劑在所述含氟固體廢渣顆粒和/或塊之間的粘結(jié)，同時(shí)在所述含氟固體廢渣的表面 形成低滲透物質(zhì)，經(jīng)過(guò)所述鈣化合物、所述鋅化合物和所述固化劑的協(xié)同作用，進(jìn)一步使 得所述含氟固體廢渣中的氟離子快速穩(wěn)定在檢測(cè)范圍內(nèi)，通過(guò)設(shè)置所述鋅化合物的當(dāng)量 為所述含氟固體廢渣的0. 1-2.Owt%，得到處置后的所述含氟固體廢渣中氟離子的濃度在 14. 4-38.Omg/L，遠(yuǎn)低于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
[0019] (3)本發(fā)明的一種含氟固體廢渣的安全處置方法，所述鋅化合物為氯化鋅、氫氧化 鋅、硫化鋅和氧化鋅中的一種或者幾種的混合；所述鈣化合物為氯化鈣、氫氧化鈣、氧化鈣、 碳酸鈣、二水石膏和0型半水石膏中的一種或者幾種的混合。通過(guò)選擇所述鋅化合物和所 述鈣化合物為上述化合物，效果最佳，且單位費(fèi)用低廉。
[0020] (4)本發(fā)明的一種含氟固體廢渣的安全處置方法，所述鋅化合物還可以為各種形 態(tài)的化合物，如棒狀的硫化鋅，進(jìn)一步，還可以是天然礦物，如硫鋅礦；所述鈣化合物還可以 是塊狀的碳酸鈣、天然大理石、生石灰和天然二水石膏等。通過(guò)選擇上述不同形狀的化合物 和礦物，只要在使用前將其粉碎處理成相應(yīng)的尺寸即可，使得本發(fā)明所述處置方法簡(jiǎn)單、易 行，且單位價(jià)格低廉。
[0021] (5)本發(fā)明的一種含氟固體廢渣的安全處置方法，所述固化劑為各種類型的水泥， 還可以為各種快硬水泥，使得所述含氟固體廢渣中的氟離子和加入的化合物中的鈣離子在 水泥固化后形成的固化體微孔隙中形成溶解度較低的物質(zhì)，氟化鈣，使得所述含氟固體廢 渣中游離的氟離子大大減少，符合國(guó)家規(guī)定的填埋標(biāo)準(zhǔn)。
[0022] (6)本發(fā)明的一種含氟固體廢渣的安全處置方法，還包括將所述含氟固體廢渣破 碎為粒徑小于或等于50mm的步驟，通過(guò)設(shè)置此步驟，使得所述含氟固體廢渣與所述鈣化合 物、所述鋅化合物和所述固化劑更加容易發(fā)生協(xié)同作用，且反應(yīng)更加徹底，更加容易形成多 層低滲透物質(zhì)，大大減少游離性氟離子；在填埋時(shí)，壓實(shí)后的所述含氟固體廢渣體積小，且 固化更加結(jié)實(shí)，避免了游離氟離子進(jìn)入土壤和地下水。
[0023] (7)本發(fā)明的一種含氟固體廢渣的安全處置方法，還通過(guò)添加水或者水汽進(jìn)行潤(rùn) 濕，再壓實(shí)，這樣，所述含氟固體廢渣、所述鈣化合物、所述鋅化合物和所述固化劑會(huì)在填埋 前進(jìn)行協(xié)同反應(yīng)，即在填埋前就大大降低了所述游離氟離子的含量，避免了后續(xù)一些操作 過(guò)程的方便性，且更加容易壓實(shí)。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 實(shí)施例1
[0025] (1)向lOOKg含氟固體廢渣中加入10Kg氯化媽，經(jīng)攪拌混合均勾，形成混合物A1 ;
[0026] (2)向上述混合物A1中加入8Kg硫鋁酸鹽水泥，經(jīng)攪拌混合均勻，形成混合物B1;
[0027] (3)將步驟⑵中混合物B1進(jìn)行填埋。
[0028] 實(shí)施例2
[0029] (1)向100Kg含氟固體廢渣中加入20Kg氫氧化鈣，經(jīng)攪拌混合均勻，形成混合物 A2 ；
[0030] (2)向上述混合物A2中加入5Kg氟鋁酸鹽水泥，經(jīng)攪拌混合均勾，形成混合物B2;
[0031] (3)將步驟⑵中混合物B2置于敞口容器中，施以50KN壓力進(jìn)行機(jī)械壓實(shí)后，再 進(jìn)行填埋。
[0032] 實(shí)施例3
[0033] (1)向100Kg含氟固體廢渣中加入50Kg氧化鈣，經(jīng)攪拌混合均勻，形成混合物A3;
[0034] (2)向上述混合物A3中加入lOKg硅酸鹽水泥，經(jīng)攪拌混合均勾，形成混合物B3;
[0035] (3)先向步驟（2)中混合物B3噴灑lKg水混勻，再將上述混勻物置于敞口容器中 施以50KN壓力進(jìn)行機(jī)械壓實(shí)，后填埋。
[0036] 實(shí)施例4
[0037] (1)向lOOKg含氟固體廢渣中加入30Kg碳酸媽，經(jīng)攪拌混合均勾，形成混合物A4;
[0038] (2)向上述混合物A4中加入0.5Kg的氯化鋅，攪拌混合均勾，接著加入5Kg鋁酸鹽 水泥，攪拌混合均勻，形成混合物B4;
[0039] (3)先向步驟（2)中混合物B4噴灑3Kg水混勻，再將上述混勻物置于敞口容器中 施以50KN壓力進(jìn)行機(jī)械壓實(shí)，后填埋。
[0040] 實(shí)施例5
[0041] (1)向lOOKg含氟固體廢渣中加入40Kg二水石膏，經(jīng)攪拌混合均勾，形成混合物 A5；
[0042] (2)向上述混合物A5中加入0.lKg的氫氧化鋅，攪拌混合均勾，接著加入8Kg鐵鋁 酸鹽水泥，攪拌混合均勻，形成混合物B5;
[0043] (3)先向步驟（2)中混合物B5噴灑5Kg水汽混勻，再將上述混勻物置于敞口容器 中施以50KN壓力進(jìn)行機(jī)械壓實(shí)，后填埋。
[0044] 實(shí)施例6
[0045](1)先將含氟固體廢渣粉碎成粒徑為50mm的顆粒和/或小塊，接著向100Kg上述 含氟固體廢渣中加入50KgP型半水石膏，經(jīng)攪拌混合均勻，形成混合物A6 ;
[0046] (2)向上述混合物A6中加入lKg的硫化鋅，攪拌混合均勾，接著加入10Kg磷酸鹽 水泥，攪拌混合均勻，形成混合物B6;
[0047] (3)先向步驟⑵中混合物B6噴灑10Kg水混勾，再進(jìn)行填埋。實(shí)施例7<