本發(fā)明涉及固廢處理，尤其涉及一種無害化鋇渣復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、碳酸鋇是從重晶石中獲得的重要化學(xué)物質(zhì)，我國主要采用碳化還原法生產(chǎn)碳酸鋇，每年生產(chǎn)約70萬噸，產(chǎn)量約占全球的75％。在生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的鋇渣，這是一種含有可溶性鋇離子的固體廢物，具有毒害性和腐蝕性。碳化還原工藝的鋇渣產(chǎn)污系數(shù)約為0.8，即每生產(chǎn)1噸鋇鹽要產(chǎn)生0.8到1噸鋇渣，目前我國鋇渣的年排放量超過100萬噸，累積總堆存量已超過千萬噸。

2、此外，鋇渣的浸出率高達(dá)92.8％，其浸出液中的鋇離子濃度通常超過危險廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)2-10倍以上，對土壤、地下水和環(huán)境造成嚴(yán)重污染。長期堆放的鋇渣會占用大量土地，高溫下可能自燃并釋放so2氣體，雨水滲透后會產(chǎn)生含硫化物的黃色滲濾液，對土壤和地下水產(chǎn)生毒害作用。同時，鋇離子通過食物鏈進(jìn)入人體，對人類健康和自然環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。

3、無害化處理，也稱為安全化處理，是一種利用先進(jìn)技術(shù)和工藝，將有毒有害廢物中的生物性或化學(xué)性有害物質(zhì)減少到最低限度，以降低其對環(huán)境的潛在危害，并減少廢物的排放。該處理過程的最終目標(biāo)是實現(xiàn)廢物的有效資源化利用，尤其是針對有毒有害的工業(yè)廢棄物。對于鋇渣而言，無害化處理主要目的是處理其中含有的大量碳酸鋇。由于碳酸鋇在空氣中長期存放會與二氧化碳和水反應(yīng)生成水溶性的碳酸氫鋇，這種物質(zhì)對水資源等環(huán)境要素可能造成嚴(yán)重污染。因此，對鋇渣進(jìn)行無害化處理至關(guān)重要，以防止水溶性鋇鹽對環(huán)境造成破壞。

4、目前，鋇渣無害化處理方法主要有：硫酸鹽固定法，即通過引入含可溶性硫酸鹽的鋇離子固定劑，對鋇渣中的鋇離子進(jìn)行處理。袁志宇等人對湖北某碳酸鋇化工鋇渣填埋無害化處理進(jìn)行了研究，試驗采用硫酸鈉中和法，利用硫酸鈉中的so42-與鋇渣中的ba2+相互反應(yīng)，生成無害的硫酸鋇沉淀，從而降低鋇渣的污染，并且不會引入新雜質(zhì)。該方法實現(xiàn)了對鋇渣中鋇離子的有效固化降低，但是鋇渣量較大，使得需要大量的化學(xué)藥劑，造成處理成本較高，無法實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化無害化處理鋇渣；磷石膏協(xié)同處理法，該方法是將鋇渣與磷石膏按一定比例混合，噴水控制含水率，然后攪拌混合。該方法可以有效固定鋇離子，并減少磷石膏中有害污染物的釋放。但是處理過程復(fù)雜，需要多種特定設(shè)備協(xié)同運轉(zhuǎn)，導(dǎo)致無害化過程能耗較高且極大程度限制了對鋇渣、磷石膏的消納量。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種無害化鋇渣復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用，對鋇渣、脫硫石膏特性的了解與分析，從“以廢治廢”和“變廢為寶”理念出發(fā)，協(xié)同沉淀機制，利用脫硫石膏中的有效成分固定鋇渣中的可溶性鋇離子，為鋇渣無害化處理提供了新技術(shù)，同時解決相應(yīng)的其他工業(yè)固廢問題。在實現(xiàn)鋇渣無害化處理的同時，降低鋇渣無害化處理成本，簡化無害化處理工藝流程，為后期鋇渣資源化技術(shù)提供原料。

2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種無害化鋇渣復(fù)合物的制備方法，包括以下步驟：

4、將鋇渣、脫硫石膏進(jìn)行粉磨后和水混合，經(jīng)靜置固化得到無害化鋇渣復(fù)合物；

5、所述鋇渣和脫硫石膏的質(zhì)量比為1～10.1：1；所述水與鋇渣和脫硫石膏的混合物的質(zhì)量比為0.18～0.32：1。

6、可選地，所述粉磨后鋇渣的比表面積大于等于400m2/kg，所述粉磨后脫硫石膏的比表面積大于等于450m2/kg。

7、可選地，所述固化的溫度為20～60℃，時間為6～24h。

8、可選地，所述脫硫石膏是來自脫硫車間產(chǎn)出的固體廢棄物；所述鋇渣是直接從鋇鹽化工工藝中排出的固體廢棄物。

9、可選地，所述鋇渣包括按重量份計的如下組分：sio232～50份，bao25～40份，so318～30份，fe2o37～15份，na2o?1～5份，al2o31～5份，cao1～4份，k2o?0.8～3份，mgo?0.5～3份，tio20～2份，p2o50.1～1份。

10、可選地，所述脫硫石膏包括按重量份計的如下組分：cao?45～50份，so340～50份，mgo?0.3～2份，sio20～1份，al2o30～1份，fe2o30～1份，na2o?0～1份，cl?0～1份，k2o?0～1份。

11、本發(fā)明還提供了上述的無害化鋇渣復(fù)合物的制備方法制備得到的無害化鋇渣復(fù)合物。

12、可選地，所述無害化鋇渣復(fù)合物的ph為6～9，鋇離子的毒性浸出濃度＜10mg/l，且7d抗壓強度＞0.5mpa。

13、本發(fā)明還提供了上述無害化鋇渣復(fù)合物作為鋇渣資源化原料的應(yīng)用。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

15、本發(fā)明提供了一種無害化鋇渣復(fù)合物，使用脫硫石膏提供的可溶性硫酸鹽，通過沉淀固定鋇渣中的游離鋇離子，形成硫酸鋇，實現(xiàn)無害化固定。使鋇渣中重金屬離子的浸出濃度(水平振蕩法)低于飲用水標(biāo)準(zhǔn)和危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了鋇渣的無害化處理。能夠解決工業(yè)固廢(脫硫石膏)、危險廢物(鋇渣)減量化、無害化和資源化的難題，推進(jìn)固廢和危廢協(xié)同資源化利用和環(huán)境保護(hù)。

16、本發(fā)明提供了一種無害化鋇渣復(fù)合物的制備方法，該制備方法簡單，利用脫硫石膏協(xié)同回收利用了較難綜合利用的鋇渣，多固廢協(xié)同利用，提高了鋇渣與脫硫石膏的回收利用率，無害化成本較低，簡化了鋇渣無害化處理工藝流程，使用脫硫石膏為固化原料真正做到以廢治廢。

17、本發(fā)明選用的脫硫副產(chǎn)物不僅可以提供穩(wěn)定硫酸根參與游離鋇離子固化的化學(xué)反應(yīng)，生成穩(wěn)定的硫酸鹽礦物，還有穩(wěn)定ph值的作用；針對鋇渣中的亞硫酸鹽，脫硫副產(chǎn)物還有驅(qū)動其轉(zhuǎn)化成硫酸鹽的作用。

18、本發(fā)明通過優(yōu)化鋇渣和脫硫石膏之間的配比及原料的化學(xué)組成，提升了無害化鋇渣復(fù)合物的抗壓強度和浸出安全性，鋇渣的腐蝕性低，實現(xiàn)了鋇離子的浸出毒性無害化處理，鋇離子毒性浸出濃度滿足gb5085.3-2007標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和飲用水標(biāo)準(zhǔn)；并且，由于無害化鋇渣復(fù)合物的強度得到了提升，可為后期鋇渣資源化技術(shù)提供原料。

技術(shù)特征：

1.一種無害化鋇渣復(fù)合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無害化鋇渣復(fù)合物的制備方法，其特征在于，所述粉磨后鋇渣的比表面積大于等于400m2/kg，所述粉磨后脫硫石膏的比表面積大于等于450m2/kg。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無害化鋇渣復(fù)合物的制備方法，其特征在于，所述固化的溫度為20～60℃，時間為6～24h。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種無害化鋇渣復(fù)合物的制備方法，其特征在于，所述脫硫石膏是來自脫硫車間產(chǎn)出的固體廢棄物；所述鋇渣是直接從鋇鹽化工工藝中排出的固體廢棄物。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無害化鋇渣復(fù)合物的制備方法，其特征在于，所述鋇渣包括按重量份計的如下組分：sio232～50份，bao?25～40份，so318～30份，fe2o37～15份，na2o1～5份，al2o31～5份，cao?1～4份，k2o?0.8～3份，mgo?0.5～3份，tio20～2份，p2o50.1～1份。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無害化鋇渣復(fù)合物的制備方法，其特征在于，所述脫硫石膏包括按重量份計的如下組分：cao?45～50份，so340～50份，mgo?0.3～2份，sio20～1份，al2o30～1份，fe2o30～1份，na2o?0～1份，cl?0～1份，k2o?0～1份。

7.權(quán)利要求1～6任一項所述的無害化鋇渣復(fù)合物的制備方法制備得到的無害化鋇渣復(fù)合物。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無害化鋇渣復(fù)合物，其特征在于，所述無害化鋇渣復(fù)合物的ph為6～9，鋇離子的毒性浸出濃度＜10mg/l，且7d抗壓強度＞0.5mpa。

9.一種權(quán)利要求1～6任一項所述的方法制備得到的無害化鋇渣復(fù)合物或權(quán)利要求7～8任一項所述無害化鋇渣復(fù)合物作為鋇渣資源化原料的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及固廢處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無害化鋇渣復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明將鋇渣、脫硫石膏進(jìn)行粉磨后和水混合，經(jīng)靜置固化得到無害化鋇渣復(fù)合物；限定鋇渣和脫硫石膏的質(zhì)量比為1～10.1：1；水與鋇渣和脫硫石膏的混合物的質(zhì)量比為0.18～0.32：1；使用脫硫石膏提供的可溶性硫酸鹽，通過沉淀固定鋇渣中的游離鋇離子，形成硫酸鋇，實現(xiàn)無害化固定。使鋇渣中重金屬離子的浸出濃度(水平振蕩法)低于飲用水標(biāo)準(zhǔn)和危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了鋇渣的無害化處理。能夠解決工業(yè)固廢(脫硫石膏)、危險廢物(鋇渣)減量化、無害化和資源化的難題，推進(jìn)固廢和危廢協(xié)同資源化利用和環(huán)境保護(hù)。

技術(shù)研發(fā)人員：萬洋,張松,吳松,張思奇,李國翠,詹宇,馬春婷,宋鑫,倪文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：貴州紅星發(fā)展股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19