專利名稱:含金屬的殘?jiān)⑼寥?、灰渣等物料中重金屬的固化、封固、穩(wěn)定化和解毒的工藝和設(shè)備的制作方法
本發(fā)明涉及殘?jiān)?、土壤、灰渣等物料中重金屬的解毒工藝和設(shè)備，更具體地說，本發(fā)明涉及對(duì)這些廢棄物實(shí)施封固、固化和穩(wěn)定化的新技術(shù)，使之安全(符合環(huán)境保護(hù)總暑(EPA)標(biāo)準(zhǔn))，以免其中的重金屬溶漏出或曝露，使這些廢棄物可直接用于填土地和其它用途。
以前已做過應(yīng)用化學(xué)固定和穩(wěn)定化技術(shù)解決上述問題，包括結(jié)合硅酸鹽和波特蘭水泥以產(chǎn)生穩(wěn)定的、固體化的物料的技術(shù)。雖然這些技術(shù)對(duì)固定重金屬有一定的效果，但對(duì)固定揮發(fā)性有機(jī)物未必有效，固體化工藝還會(huì)使殘?jiān)捏w積增大百分之十到二十。這種固體化產(chǎn)品可用作填土，或用作覆蓋物料。但是，與本發(fā)明將要描述的固定化產(chǎn)品相比，費(fèi)用至少是其二倍，本發(fā)明更為優(yōu)越之處還在于，產(chǎn)品的重量大約減少百分之八十七，體積大約減少百分之七十。
用以獲得本發(fā)明結(jié)果的技術(shù)中應(yīng)用的熱分解過程在以前的系統(tǒng)中已有應(yīng)用，其目的是獲得與本發(fā)明相反的結(jié)果，即從最終產(chǎn)物中仔細(xì)回收重金屬。例如美國(guó)專利證書第4,332,584號(hào)中敘述了這樣的方法，它是將所得的碳和重金屬的殘?jiān)x心分離以回收碳，例如，用硫酸溶液能方便地把鉻浸出。與金屬固定化技術(shù)不同的其它金屬回收技術(shù)見于本人的美國(guó)專利證書第4,086,319號(hào)和美國(guó)專利第4,215,989號(hào)。
能夠應(yīng)用本發(fā)明使重金屬固定化、穩(wěn)定化和有效地解毒的物料包括殘?jiān)?、廢渣和含鉻量高的鞣革廢渣、土壤、灰渣等物料(下文?；\統(tǒng)地稱為“廢料”)，典型的重金屬或金屬化合物(下文?；\統(tǒng)地稱為“金屬”)包括鉻、鋇、鎘、鉛、汞、硒、銀、鎳、鋅和銅等。
與以前的熱分解工藝體系不同，本發(fā)明處理含鉻或其它重金屬?gòu)U渣、鞣革廢渣或其它含重金屬的溶液的方法能有效地阻止重金屬浸溶出來，因此不能予以回收，它們被固定化，且被碳結(jié)合的覆蓋層所封固，使廢渣能安全地用于填土或其它用途，而不必?fù)?dān)憂重金屬?gòu)淖罱K產(chǎn)物中漏出或曝露。廢渣或鞣革廢棄物等在基本上不含氧的氣氛中進(jìn)行分解或加熱步驟，在其它工藝和本發(fā)明中都是共同的步驟。本發(fā)明在這一步驟和以后的步驟中設(shè)計(jì)了獨(dú)特的方法，因而獲得了十分不同的且實(shí)際上是重金屬固定化了的炭殘?jiān)南喾唇Y(jié)果，它對(duì)環(huán)境無害，其中的重金屬不會(huì)明顯地漏出。
因此，本發(fā)明的目的之一提供一種使含金屬的廢渣、土壤、灰渣等物料中的重金屬固定化、穩(wěn)定化和有效地解毒的工藝和設(shè)備，克服了本文上述的先有技術(shù)中化學(xué)固化和其它技術(shù)的不利之處，提供了顯著的改進(jìn)措施，費(fèi)用較低，穩(wěn)定性較高，不僅使所得的殘?jiān)鼮榉€(wěn)定，也使在工藝過程中逸出的揮發(fā)性有機(jī)物和溶劑得到處理。
本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種新工藝，應(yīng)用一種新穎的碳涂蓋材料與重金屬殘?jiān)Y(jié)合或封固，使之永遠(yuǎn)不會(huì)溶漏出來。
其它目的將在下文解釋，并在權(quán)利要求
中更具體描述。
概括地說，本發(fā)明包括一個(gè)體積減小過程，在此過程中使重金屬熱穩(wěn)定化，使有機(jī)化合物揮發(fā)。所得殘?jiān)捏w積通常比進(jìn)料或混合進(jìn)料少百分之五十到八十。這一過程在一個(gè)能控制溫度和停留時(shí)間的缺氧燃料器中進(jìn)行，所得殘?jiān)幸环N酸不溶性基質(zhì)。這一工藝產(chǎn)生的殘?jiān)确贌ǘ啻蠹s百分之五十，但能夠通過EPA檢查重金屬溶漏的浸取試驗(yàn)，適于用來填地。重金屬和其它具有潛在毒性的化合物被穩(wěn)定化了，而且過程是在其揮發(fā)溫度以下進(jìn)行的，伴隨有機(jī)化合物的均勻混合。控制加熱時(shí)間，使產(chǎn)物達(dá)到最小體積而不發(fā)生顯著的脫碳作用(后者可由過量氧造成)。有毒的揮發(fā)性廢氣和異常氣味在高溫后燃器中經(jīng)適當(dāng)?shù)慕佑|時(shí)間(最少2秒)燒去。
本文討論的工藝方法對(duì)污水處理場(chǎng)的污泥作了成功的試驗(yàn)，也對(duì)其它物料作了試驗(yàn)，這些物料中含有具有潛在毒性濃度的鉻、鉛、鎘、鋇、鎳、鋅和其它有毒的重金屬。所得的殘?jiān)脙煞N方法檢驗(yàn)，用EPA溶出試驗(yàn)法時(shí)，加入乙酸酸化殘?jiān)羛H5；以及用眾所周知的多次浸取(ME)試驗(yàn)法時(shí)，則用硫酸和硝酸混合酸酸化殘?jiān)羛H4。
殘?jiān)贌隣t和廢物焚燒過程常常產(chǎn)生有毒的殘?jiān)?，其中含有可溶性金屬氧化物和二氧化物。本發(fā)明的工藝產(chǎn)生的殘?jiān)缓酗@著可溶的金屬氧化物(如鉻)，見下表。而且，殘?jiān)膳c相當(dāng)其重量的百分之十到十五的波特蘭水泥混合，必要時(shí)，加入與殘?jiān)戎亓康乃瓦m量粗砂。所得膠凝化的廢渣材料的比重約為1，具有防火性能，有充分的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，能安全地用作輕體建筑產(chǎn)品。
本發(fā)明應(yīng)用的另一項(xiàng)實(shí)例是使鋼桶修理廠排出的廢渣中的有毒金屬穩(wěn)定化，因?yàn)榭胀俺３Ｓ懈鞣N殘?jiān)?，殘?jiān)谐：卸拘越饘俸陀袡C(jī)化合物。處理后的殘?jiān)w積減小百分之五十，用碳固定有毒金屬，溶劑在后燃器中燒去。本發(fā)明也可用于處理有毒廢棄物，使這些危險(xiǎn)的廢棄物在作填土?xí)r不必再作處置，所得的殘?jiān)捎糜谔钔粱蚬袒笥脕碇圃旖ㄖ破罚缭u、瀝青制品、混凝土或其它輕體制品。
作為另一項(xiàng)應(yīng)用，由于炭化殘?jiān)芡ㄟ^EPA浸出法的檢驗(yàn)，表明殘?jiān)胁粫?huì)溶出超量的鉻，本發(fā)明可幫助處理皮革和金屬電鍍工業(yè)排出的鉻。如前面引用的專利所述；焙燒含鉻殘?jiān)a(chǎn)生鉻酸鹽灰，從中可浸取出鉻，用本發(fā)明的方法處理留下的不溶性廢渣生產(chǎn)無毒的殘?jiān)?br>再舉一個(gè)例，當(dāng)以一種碳源與含有有毒的鉻的灰渣混合時(shí)，本發(fā)明的工藝過程包含一個(gè)缺氧條件，所得的殘?jiān)粫?huì)溶出顯著量的鉻，本發(fā)明使有毒灰渣得以有效地解毒。
本發(fā)明的技術(shù)的重點(diǎn)的一個(gè)方面是固化和穩(wěn)定含金屬?gòu)U渣、土壤、灰渣等物料中的重金屬，包括加熱與含碳物料緊密接觸的廢渣至足夠的溫度，以驅(qū)除揮發(fā)性有機(jī)物和溶劑，但其溫度又在大多數(shù)重金屬完全揮發(fā)的溫度以下，反應(yīng)在基本上不含氧的氣氛中進(jìn)行，以避免生成氮和硫的氧化物；繼續(xù)加熱至所得炭殘?jiān)刑寂c金屬發(fā)生結(jié)合，并將揮發(fā)性有機(jī)物和溶劑基本全部驅(qū)除掉，這時(shí)殘?jiān)_(dá)到最小重量；隔絕空氣將炭殘?jiān)鋮s至即使將它暴露在空氣中時(shí)也不再燃燒之溫度；進(jìn)一步冷卻至室溫，即得到不會(huì)溶出的殘?jiān)?；將所得殘?jiān)糜谔钔粱蝾愃朴猛?。采用的較好的工藝步驟和最佳方式的詳情及設(shè)備在下文中敘述。
下面伴以示意圖敘述本發(fā)明。圖一為本發(fā)明的設(shè)備和流程圖，圖示的工藝和設(shè)備用有機(jī)進(jìn)料為其燃料，如殘?jiān)?、土壤、危險(xiǎn)的廢棄物、焚燒爐灰和有機(jī)混合物；圖二的曲線顯示了為獲得本發(fā)明的新穎結(jié)果所需要的操作的臨界區(qū)。
圖三是與圖一相似的流程圖；圖四加入了預(yù)干燥步驟；圖五和圖六是本工藝相似的流程圖，用于處理不含有機(jī)物的廢棄物，需外加含碳燃料；圖七和圖八加入了干燥步驟。
圖一展示了實(shí)施本發(fā)明的工藝所需的設(shè)備，用來對(duì)工業(yè)廢棄物殘?jiān)绾t鞣革廢渣等進(jìn)行解毒(通過前述的固化和穩(wěn)定化)。
含有有毒重金屬和揮發(fā)物的殘?jiān)跀D壓成型機(jī)2中脫水，送入圓筒干燥機(jī)4(如Bartlett Snow Pacific Co.的園筒干燥機(jī))。由殘?jiān)尚蜋C(jī)2來的物料中含有三分之一的固體，利用后燃器6產(chǎn)生的廢棄物熱能在干燥機(jī)中干燥至含固體約65％，后燃器6將在下文敘述。干燥至含固體65％的物料由斜槽4’(通過重力)流入熱分解器8，由于經(jīng)部分干燥或預(yù)干燥處理，物料的重量減輕，其體積也可被減小。熱分解器8為高溫?zé)岱纸馓峁┝艘粋€(gè)大的氣密絕氧燃燒環(huán)境，在本發(fā)明的具體情況下，熱解溫度約為華氏900度，這低于前面提到的大多數(shù)重金屬的完全揮發(fā)溫度(也抑制生成氮和硫的氧化物，避免或減少其存在)，但是足以使揮發(fā)性有機(jī)物和溶劑逸出為廢氣，下文詳述。通過碳結(jié)合或封固以取得本發(fā)明的固化的操作臨界條件將在下文詳述；適用于此目的的熱分解器可采用例如ShircoInfrared Company of Dallas，Texas的設(shè)備。
上述后燃器6(也可采用Shirco公司的設(shè)備)在大約1800華氏度使廢氣和揮發(fā)物進(jìn)一步氧化和揮發(fā)；若用于高毒性廢棄物，后燃器溫度可提高至2400華氏度。如上所述，在此情況下，從后燃器6排出的廢氣和熱能可用于在6’中干燥送往干燥器4的殘?jiān)Ｈ鐖D所示，由于使用不接觸干燥，熱氣流不直接接觸輸入的殘?jiān)?。熱氣流和?進(jìn)入一個(gè)文丘里管)周期地混合和送入濕法凈化器系統(tǒng)18。由于在后燃器中可能產(chǎn)生小量的六價(jià)鉻，加入一種還原性化學(xué)藥品使六價(jià)鉻還原為三價(jià)狀態(tài)。最后一個(gè)單元是煙囪10，它將清潔的尾氣排入大氣。
采用所謂碳結(jié)合或碳封固的條件(下文詳述)，在圖一底部所示的熱分解器8中，可見到帶有灰渣冷卻輸送機(jī)12的排灰系統(tǒng)，在熱解爐8到最終的運(yùn)送填土的卡車T之間實(shí)行氣密聯(lián)結(jié)?；以盟鋮s降溫，從900華氏度冷卻到低于250華氏度，使之暴露在空氣中不致燃燒。
現(xiàn)在再敘述得以獲得新穎結(jié)果的工藝的特征，支持本發(fā)明的基礎(chǔ)是發(fā)現(xiàn)在缺氧狀態(tài)下熱解爐8中的熱分解或加熱工藝的臨界狀態(tài)，在此狀態(tài)下，殘?jiān)炔牧现械奶寂c危險(xiǎn)的重金屬結(jié)合或使之封固。
已發(fā)現(xiàn)存在一個(gè)區(qū)域，在此條件下，原料中幾乎所有的揮發(fā)性有機(jī)物和溶劑都在基本上無氧氣氛的6中除掉，此時(shí)所得的炭化殘?jiān)亓拷抵磷钚≈?。這一最小重量區(qū)域在圖2中表示為陰影區(qū)域“優(yōu)選的穩(wěn)定區(qū)”。圖中在4中的廢渣的原始重量的百分率稱為縱坐標(biāo)；在上例中的900°F下熱分解的時(shí)間為橫坐標(biāo)，以分為單位。在該例中熱分解碳復(fù)合材料至最小重量約為8～9％的時(shí)間約為24分。圖中左側(cè)的急劇下降的曲線區(qū)域是過去的金屬回收工藝采用的，與本發(fā)明的固化結(jié)果完全不同。
此時(shí)，將炭化殘?jiān)俅沃糜诟艚^空氣下在12中冷卻至即使在空氣中也不會(huì)著火的溫度(250°F或更低)，然后繼續(xù)冷卻到環(huán)境溫度。在此條件下，碳與重金屬殘?jiān)Y(jié)合或固化為使之基本上不溶出的狀態(tài)，可安全用于土地填筑等用途。為防止粉塵飛揚(yáng)，利用殘?jiān)a(chǎn)物時(shí)在其中加入水和/或?qū)⑵溆盟嗷蚱渌氖裁捶夤桃陨a(chǎn)防火材料，如前所述。也可將硅酸鹽和粘土類材料加入廢渣中，得到冷卻后不揚(yáng)塵的殘?jiān)?br>重要的是，必須有足夠的碳物料與廢渣等材料密切接觸，使殘?jiān)械闹亟饘俚靡酝耆Y(jié)合、封固、固化和穩(wěn)定。可以用固體、廢渣或液體的形式提供碳，也可將烴類溶劑加入固體物料中。
下列表一列出上述工業(yè)廢渣的試驗(yàn)結(jié)果，表明依本發(fā)明方法生產(chǎn)的炭化殘?jiān)?jīng)過EPA的溶出試驗(yàn)法檢驗(yàn)(中間欄，單位mg/L)，其中的重金屬?zèng)]有明顯的溶出，并與EPA的最大允許極限值(大得多)比較。
表一本發(fā)明所得殘?jiān)幕瘜W(xué)特性------------------------金 炭化殘?jiān)糠治龊? EP法實(shí)際溶出量* EPA最大允許溶出量屬 (mg/L) (mg/L) (mg/L)-- ------------------- ---------------- ---------------------砷 ＜0.05 5鋇 1,633 20 100鎘 42 0.08 1鉻 2,366 0.04 5鉛 200 0.48 5汞 0.23 ＜0.002 0.2硒 ＜0.1 1.0銀 3.63 ＜0.005 5--------------------------------------------------------注*表示EPA的浸取試驗(yàn)結(jié)果。
表二所示為另一實(shí)例，含有高濃度工業(yè)排出物的二次POTW廢料經(jīng)上述工藝處理得到同樣的基本上不溶出或固化的結(jié)果表二金 廢料固體批量分析含量 本發(fā)明所得炭化殘 EPA最大允屬 (mg/Kgm千重) 渣(mg/L) 許溶出量(mg/L)--- -------------------- ---------------- ---------------砷 8 ＜0.01 5鋇 1,030 20 100鎘 309 0.27 1鉻 1,490 0.04 5鉛 126 0.48 5汞 0.1 ＜0.002 0.2硒 ＜0.7 0.011 1銀 28 ＜0.005 5---------------------------------------------------------鎳 910 2.2鋅 2,210 1.0銅 4,400 1.3---------------------------------------------------------有關(guān)本發(fā)明的費(fèi)用問題現(xiàn)以污水處理場(chǎng)的脫水廢渣為例說明之，殘?jiān)欧琶繃?0～50美元；用做填土每噸50～60美元；制作堆肥(假設(shè)對(duì)有毒工業(yè)廢棄物污染作適當(dāng)?shù)目刂?每噸35～45美元，已扣除了肥料的價(jià)值。
表三為說明本發(fā)明的功效的進(jìn)一步實(shí)例，表示本發(fā)明的工藝所能達(dá)到的固化作用的百分率，樣品為含氫氧化鉻的無機(jī)濕廢料，其干基含鉻19％；
表三殘?jiān)薪饘倏偭康墓袒俜致?----------------------參數(shù) EP有毒物浸取法 1M硫酸浸取---- ---------------- -------------pH 5.0 ＜0.5Cr，mg/l 0.01 64固化率，％ 99.9999 99.5為表明本發(fā)明采用的工藝的功效，對(duì)有機(jī)和無機(jī)廢料(Cr(OH))都進(jìn)行了試驗(yàn)，為顯示本發(fā)明的總的固化效果，試驗(yàn)時(shí)在無機(jī)廢料中摻入不足量的碳并和重金屬?gòu)U料混勻(在比較潮濕時(shí)即產(chǎn)生一定程度的脫碳作用)，與摻入足量的碳并混勻相比較，用EP浸出步驟(0.5N乙酸，pH5)和1M硫酸劇烈浸出或溶出(酸量為固體的20倍)EP溶浸法濾 用1M硫酸劇液中的總鉻量 烈濾液(mg/l)------------ ------------樣品A(濕無機(jī)渣混以烴類溶劑)0.01(99.99％固化)64(99.5％固化)----------------------------------------------------------------樣品B(濕無機(jī)渣混以不足量的碳) 0.065 1300----------------------------------------------------------------樣品C(干無機(jī)渣) 0.22 140----------------------------------------------------------------樣品D(干有機(jī)渣) ＜0.005 72----------------------------------------------------------------以上結(jié)果再次表明充足的碳源的重要性，即體現(xiàn)在處理有機(jī)物料上(鞣革渣和其它工業(yè)廢棄物，汽油污染的土壤，污水和其它有毒廢棄物)，也體現(xiàn)在加入含碳物料處理含金屬?gòu)U料上(如加入含碳的燃料，柴油，汽油、煤等)，以便獲得本發(fā)明的結(jié)果。在某些情況下，不要把廢棄物像在重金屬回收技術(shù)中那樣干燥到全干(例如＞95％)以便從炭化灰渣中回收鉻；而是干燥到一定的程度以保持充分的濕度(如在上文所述實(shí)例中干燥至含65％固體)，以便使含金屬?gòu)U料、灰渣等物料保證達(dá)到緊密完全的封固，而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的固定化的目的，與已有的金屬回收技術(shù)的又一區(qū)別是，本發(fā)明是一步工藝，而與之對(duì)應(yīng)的回收工藝包括先是氧化和然后還原兩個(gè)階段。
現(xiàn)在說明圖三所示的工藝流程，它是圖一所示系統(tǒng)的概括。如前所述，輸入的有機(jī)燃料(市政污泥，土壤，危險(xiǎn)的廢棄物，焚燒爐渣和有機(jī)混合物等，如前所述)在圖二所示的臨界條件下直接熱分解，熱分解在可控制空氣量的加熱爐8中進(jìn)行，尾氣作為能源進(jìn)入后燃器6，與送入的空氣在后燃器6中混合燃燒，然后和空氣流一起送入凈化器18，由系統(tǒng)8卸出的金屬固定化的無毒炭化殘?jiān)鋮s后從裝置12中卸出。圖四為在圖三的基礎(chǔ)上，在有機(jī)物料輸入系統(tǒng)中加入預(yù)干燥步驟，如圖一所示，廢料在進(jìn)入熱分解爐8前進(jìn)入干燥器4，由后燃器6排出的尾氣作不接觸干燥。由干燥器4來的濕空氣壓縮冷凝后成為干燥空氣，用以與熱分解器來的尾氣混合。
另一個(gè)選擇方案是如上面討論過的處理不含有機(jī)物的廢料、土壤和危險(xiǎn)的廢棄物，如圖五所示的工藝流程。在此系統(tǒng)中，進(jìn)料與烴類燃料(液體和固體)在16中混合，使缺碳的物料與充足的碳素混合接觸而滿足本發(fā)明的工藝的固定化要求。泥土類和任何一種需要解毒的危險(xiǎn)廢棄物都可用作輸入物料。如果在混合器16的混合過程中包含有固體，像拌泥機(jī)一樣，可以使用多種方式使固體之間混合均勻。熱分解器的尾氣與空氣混合，用于圖3所示的后燃器6，氣流在凈化后才由煙囪10作有控制排放，或隨固化的炭化殘?jiān)?2中冷卻后排入環(huán)境大氣。
另一方面，在圖六經(jīng)過修改的流程圖中，也可采用不含有有機(jī)物的物料，同樣需要用含碳燃料支持燃燒，在此情況下，氣體或液體燃料直接從8＇加入熱分解器8。由于在本發(fā)明的工藝中8處于缺氧熱分解狀態(tài)，在熱固化過程中物料和氣態(tài)的可用的碳緊密結(jié)合，在此情況下，輸入物料的性質(zhì)允許采用氣體燃料作碳源，產(chǎn)生具有本發(fā)明固化性質(zhì)的炭化殘?jiān)?br>圖七所示的系統(tǒng)就是圖四系統(tǒng)的預(yù)干燥器和圖六的將非有機(jī)物料與含碳燃料的混合器(16)的結(jié)合。圖七的改進(jìn)型見圖八，它帶有圖七中的預(yù)干燥器(4)，并將含碳燃料從8＇送入圖六所示的熱分解爐(8)。
如前所述，烘干的金屬固定化碳化殘?jiān)?2中冷卻，最后至環(huán)境溫度后，可以噴水以防止揚(yáng)塵，或?qū)⑵溆盟喾夤?，或加入硅酸鹽和粘土類材料以防止最終產(chǎn)品的揚(yáng)塵。
權(quán)利要求
1.一種使含金屬的廢渣、土壤、灰渣等材料中的重金屬得到固定化和穩(wěn)定化的工藝過程，它包括加熱與含碳材料緊密結(jié)合的廢渣至充分的溫度以驅(qū)除揮發(fā)性有機(jī)物和溶劑，但低于大多數(shù)金屬完全揮發(fā)的溫度，且是抑制生成氮和硫的氧化物的溫度，加熱基本上在隔絕氧氣的環(huán)境中進(jìn)行；繼續(xù)加熱至碳與金屬結(jié)合生成碳化殘?jiān)?，其中的揮發(fā)性有機(jī)物和溶劑基本上排除干凈，最終基本上達(dá)到最小的殘?jiān)亓?；在缺氧條件下冷卻碳化殘?jiān)良词贡┞对诳諝庵幸膊粫?huì)燃燒的溫度；然后繼續(xù)冷卻至環(huán)境溫度而得到金屬不會(huì)浸溶出的殘?jiān)?；用該產(chǎn)物可作填土等用途。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的工藝方法，其中在環(huán)境溫度下加水以防止揚(yáng)塵。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的工藝方法，其中冷卻的殘?jiān)盟嗟任镔|(zhì)封固，使它具有耐火能力。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的工藝方法，其中將硅酸鹽和粘土類材料加入污泥中改善殘?jiān)臓顟B(tài)并防止冷卻殘?jiān)膿P(yáng)塵。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的工藝方法，其中含碳物料包括外加的烴類溶劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1的工藝方法，其中加熱溫度為900°F或更高。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6的工藝方法，其中冷卻是在無空氣條件下冷到約250°F。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1的工藝方法，其中揮發(fā)的有機(jī)物和溶劑被進(jìn)一步氧化而使之破壞。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1的工藝方法，其中所述的廢渣在所述的隔絕氧氣的環(huán)境中加熱前使之至少部分地預(yù)干燥。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9的工藝方法，其中所述的揮發(fā)物進(jìn)行后燃并在排入大氣前凈化處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10的工藝方法，其中后燃過的揮發(fā)物在預(yù)干燥過程中對(duì)所述的廢料提供不接觸干燥。
12.根據(jù)權(quán)利要求
10的工藝方法，其中由所述的廢料預(yù)干燥過程排出的濕空氣經(jīng)冷凝而成為干燥空氣，并與所述的排出的揮發(fā)物相結(jié)合用于后燃過程。
13.根據(jù)權(quán)利要求
1的工藝方法，其中所述的廢料基本上不含有機(jī)物，在所述的加熱過程前與外加的含碳源均勻混合。
14.根據(jù)權(quán)利要求
13的工藝方法，其中所述的碳源包括含碳燃料。
15.根據(jù)權(quán)利要求
13的工藝方法，其中所述的碳源包括有機(jī)廢料。
16.使含金屬?gòu)U渣、土壤、灰渣等物料中的重金屬固定化和穩(wěn)定化的設(shè)備，其特征在于，系統(tǒng)中具有熱分解器，在其內(nèi)部基本上不含氧的條件下操作；向熱分解器中輸送含有混合均勻的含碳物廢料的裝置；調(diào)節(jié)熱分解器溫度加熱所述的廢渣，在所述的基本上不含氧氣環(huán)境中，其溫度足以驅(qū)除揮發(fā)性有機(jī)物和溶劑而低于大多數(shù)重金屬完全揮發(fā)的溫度，并避免生成氮和硫的氧化物的裝置；繼續(xù)所述的加熱過程，得到碳與金屬結(jié)合的碳化殘?jiān)?，其中基本上全部揮發(fā)性有機(jī)物和溶劑都被驅(qū)除而最終達(dá)到最小的殘?jiān)亓康难b置；在缺乏空氣的條件下冷卻所述的碳化殘?jiān)良词贡┞对诳諝庵袝r(shí)也不再燃燒的溫度的裝置；進(jìn)一步冷卻到環(huán)境溫度，得到金屬不被浸溶出的殘?jiān)难b置。
17.根據(jù)權(quán)利要求
16的設(shè)備，其中包括干燥器，用來對(duì)所述的廢渣在送入分解器前作至少部分的預(yù)干燥。
18.根據(jù)權(quán)利要求
17的設(shè)備，其中包括廢渣在所述的熱分解器中加熱前與碳源物料混合的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求
17的設(shè)備，其中包括后燃器，用來進(jìn)一步氧化排出的揮發(fā)物并在所述的干燥器中進(jìn)一步加熱廢渣。
專利摘要
工業(yè)廢棄物、廢渣、土壤、燒爐渣等材料中的重金屬及其化合物和其它有毒物質(zhì)被固定化和穩(wěn)定化于碳化殘?jiān)?，這是由臨界區(qū)域熱分解技術(shù)和以適當(dāng)比例把含碳物料與廢渣均勻混合而得到的。使重金屬與碳結(jié)合而封固，有效地得到解毒的殘?jiān)?，使它基本不?huì)浸漏出，或以后暴露成有毒金屬，如此將其做為填土及其它用途使用對(duì)防止環(huán)境污染是有效的。
文檔編號(hào)C02F11/00GK87100738SQ87100738
公開日1987年9月23日 申請(qǐng)日期1987年2月19日
發(fā)明者布拉德福斯·H·約翰斯 申請(qǐng)人:布拉德福斯·H·約翰斯導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan