CN108751872B - 一种处理富含氯化物的无机蒸馏残渣的固化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种处理危险固废的固化剂，具体是一种处理富含氯化物的无机蒸馏残渣的固化剂，按质量百分含量计，所述固化剂包括：水不漏23％～48％、高岭土10％～35％、水泥10％～32％、工业焚烧飞灰3％～10％。采用本发明的固化剂制备简单、成本投入低、固化效果好，与现有技术相比，对固废中的氯离子固化率要高得多，效率更快，固化后更稳定，大大减轻了无机蒸馏残渣对环境的污染。
Description
技术领域
本发明属于危险固体废弃物处理领域，尤其涉及一种用于处理富含氯化物的无机蒸馏残渣的固化剂。
背景技术
随着经济的快速发展，工业生产过程中产生了大量的危险废物——无机蒸馏残渣，主要成份是沾染危险废物的各种无机盐，如氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾等，其中含氯化物的无机蒸馏残渣具有较强的溶解性，稳定性，且成份复杂，处理难度大。众所周知，氯离子可以破坏钢筋表面的钝化膜加速锈蚀反应，进而降低混凝土的使用寿命和安全性，破坏性极强。因此如何高效处置这种无机残渣是当今环保行业的一大难题。
在危废处置领域，目前常用的处理方法主要有回收综合利用和稳定化填埋，回收利用由于成本高、难度大，在实际生产中难以得到广泛应用；稳定化填埋是当前众多环保企业首选的处置方法，通过加入石灰、石膏等固化剂进行稳定化处置后安全填埋。但总体固化效果不太理想，其固化率约在30％～50％，这样的固化体进入危险废物填埋场后，随着渗滤液水位变高，未达到有效固化的盐将会逐渐溶解，给填埋场造成很大的安全隐患，甚至会导致坍塌，因此提高无机蒸馏残渣中可溶性盐的固化率，降低盐的浸出是填埋场稳定运行的必要条件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备简单、成本投入低、固化效果好的用于处理富含氯化物无机蒸馏残渣的固化剂。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种处理富含氯化物的无机蒸馏残渣的固化剂，按质量百分含量计包括：水不漏23％～48％、高岭土10％～35％、水泥10％～32％、工业焚烧飞灰3％～10％。
本发明的技术方案，其处理作用可以分为三个阶段：首先，水泥、高岭土、工业焚烧飞灰中所含的钙盐和铝盐可与无机蒸馏残渣中的氯离子发生化学反应，生成氯酸铝钙、硫氯铝硫酸钙等复盐稳定晶胞，阻止盐中离子在溶液中运输，降低析出，进而将氯离子有效的固化；第二，上述反应使混合物整体呈由胶体粒子组成的凝胶态物质，水不漏与胶体粒子迅速包裹反应，其中水不漏是以高铁硫铝酸盐、二氧化硅为主要成分的防潮抗渗的堵漏材料，高铁硫铝酸盐具有很强的凝结效果，使固化物不易溶解；第三，高岭土的主要成分高岭石属于1∶1型层状硅酸盐，其晶体主要由硅氧四面体和铝氧八面体组成，其中硅氧四面体以共用顶角的方式沿着二维方向连结形成六方排列的网格层，各个硅氧四面体未公用的尖项氧均朝向一边，由硅氧四面体层和铝氧八面体层公用硅氧四面体层的尖顶氧组成了1∶1型的单位层，从而具有从周围介质中吸附各种离子及杂质的性能，这又进一步增大了固化剂的作用效果。与现有技术相比，固化剂对无机蒸馏残渣中的氯离子固化率要高得多，效率更快，固化后更稳定，大大减轻了无机蒸馏残渣对环境的污染。
作为优选方案，所述固化剂还包括废瓷球粉、沸石、偏铝酸钠中的至少一种，具体方案为，按质量百分含量计，废瓷球粉5％～12％、沸石2％～8％、偏铝酸钠3％～10％。偏铝酸钠为促凝剂，可以促使固化产物快速硬化，大幅度缩短凝结时间。瓷球粉为化工行业常用的滤料，使用至无法再生后即为废瓷球粉。废瓷球粉中含有大量的铝和硅的氧化物，遇水后同样可以与无机蒸馏残渣中的离子反应，形成凝胶态稳定化合物，阻止被固化的离子的浸出。
沸石为无机活性材料，其骨架内含可交换阳离子的孔道和空洞，而金属阳离子可位于晶体构造较大并相互通连的孔道或空洞间，使固化剂具有较强的吸附性和交换能力，如钠离子与钙离子的交换，将钠离子交换至晶胞中稳定存在，而钙离子变成硫酸钙、氢氧化钙、氯铝酸钙等难溶物，进而降低可溶性盐的含量。
优选的，所述沸石可用蛭石代替，所述偏铝酸钠可用硫酸铁代替。蛭石作为具有单斜晶体结构的硅酸盐矿物，也具有离子交换能力，代替沸石加入其中后可可以将钠离子交换至稳定晶胞内固化，从而降低可溶性盐的含量。
硫酸铁代替偏铝酸钠加入其中时，水泥、高岭土等与无机蒸馏残渣中的氯离子反应生成的凝胶物质内的胶体粒子带有负电荷，而硫酸铁溶于水后，其正三价铁离子所带电荷刚好与凝胶中胶体粒子电荷相反，二者结合后的物质更稳定，固化速度更快。
优选的，所述固化剂的使用方法为：将配置好的固化剂与待处理的无机蒸馏残渣混合，并加水搅匀，待混合物硬化后即可填埋。使用时，按照固化剂与无机蒸馏残渣混合总质量为100％计，固化剂用量占总质量的44％～56％，加水量为总质量的(20±5)％。
本发明的技术方案原料成本低，制备简单，使用方便，对无机蒸馏残渣中氯化物的固化率可达到75％以上，甚至可高达80％，固化后的废料具有一定强度，可达到150KPa以上，填埋后的固化废料不易受压破碎而导致固化效果降低。与现有技术相比，本发明的技术方案更符合环境治理和生态保护的新要求。
具体实施方式
下面通过一系列实施例对本发明的固化剂作详细说明。
实施例1～13的实施过程如下：相关数据详见表1。
配制固化剂：按照表1中各实施例的固化剂各组分所占比例配置固化剂，然后对所述无机蒸馏残渣进行处理。其中，水不漏为山东金六顺建材有限公司购买；水泥为海螺牌32.5硅酸盐水泥。
无机蒸馏残渣：某厂家无机蒸馏残渣，含水率约14％，主要成份是氯化钠，参照《水质全盐量的测定重量法HJ/T 51-1999》、《GB11896-89水质氯化物的测定硝酸银滴定法》和《GB·T50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准》规范要求，测得浸出液TDS为78900mg/L，氯离子Cl-为33980mg/L。
实施过程：取50g无机蒸馏残渣置于烧杯中，按照表1中固化剂的用量加入配置好的固化剂，均匀搅拌后，加入混合物总质量(20±5)％的自来水，搅拌均匀，待其硬化后，用上述同样方法，测定固化混合物浸出液的TDS值和Cl-含量，计算固化率，所得数据详见表1。
各实施例固化后所得固体抗压强度均大于150Kpa，具有较高的抗压强度和水稳定性能。
由表1中记录的个实施例相关数据可知，本发明的方案所得固化剂对富含氯化物的无机蒸馏残渣固化效果显著，固化率可高达75％～80％。
Claims (6)
1.一种处理富含氯化物的无机蒸馏残渣的固化剂，其特征在于：按质量百分含量计，所述固化剂包括：水不漏23％～48％、高岭土10％～35％、水泥10％～32％、工业焚烧飞灰3％～10％；还包括废瓷球粉5％～12％、沸石2％～8％、偏铝酸钠3％～10％。
2.根据权利要求1所述的处理富含氯化物的无机蒸馏残渣的固化剂，其特征在于：所述沸石用蛭石代替。
3.根据权利要求1或2所述的处理富含氯化物的无机蒸馏残渣的固化剂，其特征在于：所述偏铝酸钠用硫酸铁代替。
4.根据权利要求1所述的处理富含氯化物的无机蒸馏残渣的固化剂，其特征在于：所述水不漏是以高铁硫铝酸盐、二氧化硅为主要成分的防潮抗渗的堵漏材料。
5.一种权利要求1至4任一固化剂的使用方法：将配置好的固化剂与待处理的无机蒸馏残渣混合，并加水搅匀，待混合物硬化后即可填埋。
6.根据权利要求5所述的固化剂使用方法，其特征在于：所述固化剂使用时，按照固化剂与无机蒸馏残渣混合总质量为100％计，固化剂用量占总质量的44％～56％，加水量为总质量的(20±5)％。
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