污泥或土壤處理方法以及重金屬成分穩(wěn)定化藥劑的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種對(duì)污泥中的重金屬成分進(jìn)行穩(wěn)定化處理的方法，該方法采用由從鐵、鋅、銅、錳、鋁中選擇至少1種酸性金屬鹽，以及從鈣、鎂、鈉、鉀中選擇至少1種堿金屬或者堿土類(lèi)金屬的堿性化合物所構(gòu)成的重金屬成分穩(wěn)定化藥劑，來(lái)對(duì)污泥的重金屬成分進(jìn)行穩(wěn)定化處理；上述重金屬成分穩(wěn)定化藥劑與污泥的混合比為：100重量單位的污泥對(duì)應(yīng)0.5～30重量單位的酸性金屬鹽以及0.5～60重量單位的堿金屬、堿土類(lèi)金屬的堿性化合物。使用本發(fā)明的方法，可簡(jiǎn)單地對(duì)工廠(chǎng)等產(chǎn)生的污泥中所含的微量重金屬鉛等有害成分進(jìn)行穩(wěn)定化處理，從而可將經(jīng)過(guò)處理的污泥用于填埋等用途，進(jìn)行穩(wěn)定化處理后的污泥中的重金屬有害成分不會(huì)從污泥中溶出，從而保護(hù)了環(huán)境。
【專(zhuān)利說(shuō)明】污泥或土壤處理方法以及重金屬成分穩(wěn)定化藥劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種污泥或土壤處理方法以及重金屬成分穩(wěn)定化藥劑，具體地說(shuō)是涉 及一種為了將工廠(chǎng)等生成的含重金屬成分的污泥或污泥土壤能安全地用于填埋等用途，而 將污泥或污泥土壤中含有的砷、鉛、鎘、鎳、鉻(六價(jià)）等有害物質(zhì)進(jìn)行穩(wěn)定化處理，使其不溶 出的方法以及進(jìn)行這種處理所使用的重金屬成分穩(wěn)定化藥劑。

【背景技術(shù)】
[0002] 在工廠(chǎng)、礦山、煉鐵廠(chǎng)等的產(chǎn)品制造、煉制、表面處理、鍍金等工序中，會(huì)產(chǎn)生含有 重金屬的廢液。其中，濃度高的廢液會(huì)通過(guò)回收工序回收利用，重新成為原料，而濃度低的 以及其本身就是不純物質(zhì)的廢液則會(huì)作為廢水被排泄。對(duì)于廢水中含有的重金屬物質(zhì)，一 般在廢水處理工序中會(huì)添加堿性藥劑、氧化劑等，在水中將其作為沉淀物溶出，然后添加凝 結(jié)材料，用沉淀濃縮裝置使其濃縮沉淀，然后用壓濾機(jī)等進(jìn)行脫水，對(duì)濃縮沉淀脫水后的物 質(zhì)作為污泥進(jìn)行填埋等廢棄處理。將污泥進(jìn)行填埋等廢棄處理時(shí)，為了防止對(duì)周?chē)奈廴荆?必須固化其中的有害物質(zhì)使其穩(wěn)定化而不會(huì)溶出，同時(shí)為了維持其處理時(shí)的施工性，還必 須有一定程度的施工強(qiáng)度。將含有重金屬的污泥或被重金屬污染過(guò)的土壤進(jìn)行廢棄處理 時(shí)，為了不讓其含有的重金屬溶出，需要進(jìn)行穩(wěn)定化處理。眾所周知，螯合物（Chelate)能 夠讓重金屬不溶出，但由于它是在酸性至中性范圍中使用的，若在處理時(shí)為了維持其施工 性而混入便宜的水泥等固化材料，其不溶出性能便會(huì)降低。因此，若增加螯合物的添加量， 便會(huì)有處理成本增加的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種能夠解決上述現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題的可使重金屬不溶出的污 泥或土壤處理方法以及進(jìn)行這種處理所使用的重金屬成分穩(wěn)定化藥劑。
[0004] 本發(fā)明提供的一種污泥或土壤處理方法是，在100重量單位的污泥或土壤中混合 0. 5?30重量單位的酸性金屬鹽，以及混合0. 5?60重量單位的堿金屬或堿土類(lèi)金屬的堿 性化合物，來(lái)對(duì)污泥或土壤中的重金屬成分進(jìn)行穩(wěn)定化處理的方法。
[0005] 上述污泥或土壤中含有的重金屬成分，是至少包含砷、鉛、鎘、鎳、鉻(六價(jià))、水銀、 銻、硒、鋇中的1種的離子。
[0006] 本發(fā)明還提供一種重金屬成分穩(wěn)定化藥劑，該藥劑包含0. 5?30重量單位的酸性 金屬鹽，以及〇. 5?60重量單位的堿金屬或堿土類(lèi)金屬的堿性化合物。
[0007] 上述酸性金屬鹽最好是從氯化鐵、硝酸鐵、硫酸鐵、氯化鋅、硫酸鋅、氯化銅、硝酸 銅、硫酸銅、氯化錳、硫酸錳、氯化鋁、硫酸鋁中選擇的至少1種的金屬鹽粉末或15?35wt% 水溶液。
[0008] 上述堿金屬或堿土類(lèi)金屬的堿性化合物是從氧化鈣、氫氧化鈣、硅酸鈣、氧化鎂、 氫氧化鎂、氫氧化鈉、硅酸鈉、氫氧化鉀、硅酸鉀、煉鐵礦渣以及水泥中選擇的至少1種的粉 末。
[0009] 使用本發(fā)明提供的重金屬成分穩(wěn)定化藥劑進(jìn)行污泥或土壤處理或使用本發(fā)明提 供的污泥或土壤處理方法，便可簡(jiǎn)單地對(duì)污泥或土壤中的重金屬成分進(jìn)行穩(wěn)定化處理。進(jìn) 行過(guò)這種穩(wěn)定化處理的污泥或土壤，即使被雨水等打濕，其中的重金屬成分也不會(huì)溶出，可 安全地將處理后的污泥或土壤進(jìn)行填埋等廢棄處理。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 使用本發(fā)明處理的污泥或土壤主要是化學(xué)工廠(chǎng)、礦山、冶煉廠(chǎng)、煉鐵廠(chǎng)、鍍金工廠(chǎng) 等的產(chǎn)品制造、煉制、表面處理、鍍金等工序中排放出的無(wú)機(jī)污泥或這些工廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中所 產(chǎn)生生的污泥土壤。這些污泥或土壤中含有的重金屬成分，是至少包含砷、鉛、鎘、鎳、鉻(六 價(jià))、水銀、銻、硒、鋇等中的1種的離子。
[0011] 作為本發(fā)明的重金屬成分穩(wěn)定化藥劑中使用的酸性金屬鹽可使用氯化鐵、硝酸 鐵、硫酸鐵、氯化鋅、硫酸鋅、氯化銅、硝酸銅、硫酸銅、氯化鋅、硫酸錳、氯化鋁、硫酸鋁等，此 外更適合使用環(huán)保且低成本的氯化鐵、硫酸鐵、氯化鋁、硫酸鋁。此時(shí)的鐵鹽最好是2價(jià)或 3價(jià)鹽。鐵鹽及鋁鹽最好是粉末或15?35wt%水溶液。此外，若被處理的污泥中含水率較 1?時(shí)，最好是粉末。
[0012] 酸性金屬鹽從鐵、鋅、銅、錳、鋁中選擇至少1種使用，如果能獲得含有上述金屬的 高濃度酸性廢水，有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)便是可以直接將這種廢水作為進(jìn)行污泥處理的材料使用。
[0013] 作為本發(fā)明的重金屬成分穩(wěn)定化藥劑中使用的堿金屬、堿土類(lèi)金屬的堿性鹽可使 用氧化鈣、氫氧化鈣、硅酸鈣、氧化鎂、氫氧化鎂、氫氧化鈉、硅酸鈉、氫氧化鉀、硅酸鉀、煉鐵 礦渣、水泥等，此外更適合使用容易獲得且成本較低的氧化鈣、氫氧化鈣、硅酸鈣、氧化鎂、 氫氧化鈉、煉鐵礦渣、水泥。堿金屬、堿土類(lèi)金屬的堿性鹽最好是作為粉末添加在污泥或土 壤中。此外，氧化鎂與水泥還可兼用做污泥或土壤的固化材料。
[0014] 使用本發(fā)明處理的污泥含有5?95wt%的水分，若該水分含量過(guò)低，與重金屬成分 穩(wěn)定化藥劑的混合會(huì)變得困難，若含量過(guò)高，獲得的穩(wěn)定化處理廢棄物的含水率會(huì)變高，容 易流動(dòng)，操作性變低。此外，也可利用本發(fā)明中使用的酸性金屬鹽與堿金屬、堿土類(lèi)金屬的 堿性化合物的化學(xué)反應(yīng)熱、水和反應(yīng)熱，來(lái)減少被處理的污泥中的含水率。該情況下，最好 用化學(xué)反應(yīng)性高的硫酸鋁或硫酸鐵與氧化鎂或氧化鈣的組合。此外，酸性金屬鹽與堿金屬、 堿土類(lèi)金屬的堿性化合物既可單獨(dú)分別加入污泥中，也可事先將兩者用粉末混合裝置混合 成藥劑后加入。
[0015] 上述重金屬成分穩(wěn)定化藥劑與污泥或土壤的混合量為：100重量單位的污泥或土 壤對(duì)應(yīng)〇. 5?30重量單位的酸性金屬鹽以及0. 5?60重量單位的堿金屬、堿土類(lèi)金屬的 堿性化合物。此外，若污泥含有大量水分，最好換算成固體形態(tài)來(lái)計(jì)算重量，污泥含水率在 20%以下時(shí)，則可直接用來(lái)計(jì)算重量。
[0016] 污泥或土壤與重金屬成分穩(wěn)定化藥劑的混合應(yīng)使用混合設(shè)備混合幾分鐘以上，使 整體混合均勻。這樣獲得的穩(wěn)定化處理廢棄物，其酸性金屬鹽與堿性金屬、堿性土類(lèi)金屬的 堿性化合物在污泥中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成活性度高的氫氧化金屬，使得污泥中含有的重金 屬離子吸附在上面，實(shí)現(xiàn)其不溶出。即高pH的堿金屬、堿土類(lèi)金屬的堿性化合物與水溶性 的酸性金屬鹽在水存在的情況下混合，由于pH值高，添加了金屬離子的氫氧化物便會(huì)生成 沉淀，水溶性的重金屬成分被這些生成的氫氧化物牢牢地結(jié)合或吸附，變得穩(wěn)定。因此，無(wú) 論是將這種穩(wěn)定化處理廢棄物（比如污泥）堆放在室外，還是用于填埋等，廢棄物中的重金 屬有害成分不會(huì)從廢棄物中溶出，從而保護(hù)了環(huán)境。
[0017] 以下，就具體的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0018] 在下列各實(shí)施例（實(shí)施例1至8)中，含有重金屬的污泥使用化工廠(chǎng)的廢水處理工 序中產(chǎn)生的脫水粘稠物(含水率45%)(污泥1)。在該污泥1中添加的酸性金屬鹽可使用從 氯化鐵、硝酸鐵、硫酸鐵、氯化鋅、硫酸鋅、氯化銅、硝酸銅、硫酸銅、氯化鋅、硫酸錳、氯化鋁、 硫酸鋁等中選出的1種或2種以上，作為優(yōu)選方案，可使用更環(huán)保且低成本的氯化鐵、硫酸 鐵、氯化鋁、硫酸鋁。具體來(lái)說(shuō)，按照表1中各實(shí)施例所示的添加量，加入作為酸性金屬鹽的 市場(chǎng)上出售的Al 2 (S04) 3、AlCl3、FeS04、或FeCl2試劑，以及作為堿性化合物的市場(chǎng)上出售的 MgO、CaO、Ca (0H) 2試劑，并用混合機(jī)混合10分鐘。
[0019] 將所得到的穩(wěn)定化處理污泥保濕放置1天后按照通用方法進(jìn)行溶出試驗(yàn)，其結(jié)果 如表1所示。
[0020] 表 1
[0021]

【權(quán)利要求】
1. 一種污泥或土壤處理方法，其特征在于，在100重量單位的污泥或土壤中混合0. 5? 30重量單位的酸性金屬鹽，以及混合0. 5?60重量單位的堿金屬或堿土類(lèi)金屬的堿性化合 物，來(lái)對(duì)污泥或土壤中的重金屬成分進(jìn)行穩(wěn)定化處理。
2. 如權(quán)利要求1所述的污泥或土壤處理方法，其特征在于，上述酸性金屬鹽是從氯化 鐵、硝酸鐵、硫酸鐵、氯化鋅、硫酸鋅、氯化銅、硝酸銅、硫酸銅、氯化錳、硫酸錳、氯化鋁、硫酸 鋁中選擇的至少1種的金屬鹽粉末或15?35wt%水溶液。
3. 如權(quán)利要求1所述的污泥或土壤處理方法，其特征在于，上述堿金屬或堿土類(lèi)金屬 的堿性化合物是從氧化鈣、氫氧化鈣、硅酸鈣、氧化鎂、氫氧化鎂、氫氧化鈉、硅酸鈉、氫氧化 鉀、硅酸鉀、煉鐵礦渣以及水泥中選擇的至少1種的粉末。
4. 如權(quán)利要求1至3任一中所述的污泥或土壤處理方法，其特征在于，上述污泥或土壤 中含有的重金屬成分，是至少包含砷、鉛、鎘、鎳、鉻(六價(jià))、水銀、銻、硒、鋇中的1種的離子。
5. -種用于處理污泥或土壤的重金屬成分穩(wěn)定化藥劑，包含0. 5?30重量單位的酸性 金屬鹽，以及〇. 5?60重量單位的堿金屬或堿土類(lèi)金屬的堿性化合物。
6. 如權(quán)利要求5所述的用于處理污泥或土壤的重金屬成分穩(wěn)定化藥劑，其特征在于， 上述酸性金屬鹽是從氯化鐵、硝酸鐵、硫酸鐵、氯化鋅、硫酸鋅、氯化銅、硝酸銅、硫酸銅、氯 化錳、硫酸錳、氯化鋁、硫酸鋁中選擇的至少1種的金屬鹽粉末或15?35wt%水溶液。
7. 如權(quán)利要求5所述的用于處理污泥或土壤的重金屬成分穩(wěn)定化藥劑，其特征在于， 上述堿金屬或堿土類(lèi)金屬的堿性化合物是從氧化鈣、氫氧化鈣、硅酸鈣、氧化鎂、氫氧化鎂、 氫氧化鈉、硅酸鈉、氫氧化鉀、硅酸鉀、煉鐵礦渣以及水泥中選擇的至少1種的粉末。
【文檔編號(hào)】C09K17/02GK104098237SQ201310123467
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月10日
【發(fā)明者】大石徹 申請(qǐng)人:阿酷爾商貿(mào)（上海）有限公司