1.本發(fā)明涉及一種含鉻危險廢物資源化處理的方法，尤其涉及一種協(xié)同處理含鉻危險廢物和廢玻璃的方法，屬于重金屬廢物無害化與資源化處理處置領域。

背景技術：

2.含鉻危險廢物是工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的一類毒性較強、可致癌的廢物。目前，企業(yè)產(chǎn)生的大量含鉻固體廢物并未全部獲得安全處置，而是在廠區(qū)長期堆置，對土壤和地下水造成嚴重污染。目前，含鉻危險廢物主要處理方法為解毒和固化/穩(wěn)定化，但最終還是需要進行安全填埋，無法實現(xiàn)含鉻危險廢物的徹底無害化和資源化的目的?，F(xiàn)有技術(申請?zhí)枺?016111122800)中通過加酸，還原劑還原，調(diào)節(jié)ph至堿性，加絮凝劑、固化劑，從而實現(xiàn)對含鉻廢渣的處理，此方法步驟繁多、操作復雜，且需要長時間的養(yǎng)護。

3.廢玻璃的主要成分是二氧化硅、硅酸鈣和硅酸鈉等，化學性質(zhì)非常穩(wěn)定。其中的二氧化硅是很難自然分解的。相比以塑料垃圾為主的白色污染，廢舊玻璃制品在自然環(huán)境下更是難以分解，也無法在填埋中降解，甚至部分還含有鋅、銅等重金屬，會污染土壤和地下水。而廢玻璃中的二氧化硅、硅酸鈣和硅酸鈉等組分正是含鉻危險廢物熔融過程中所緊缺的化學成分。

技術實現(xiàn)要素：

4.發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術問題是提供了一種協(xié)同處理含鉻危險廢物和廢玻璃的方法。

5.技術方案：為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種協(xié)同處理含鉻危險廢物和廢玻璃的方法，包括以下步驟：

6.(1)將含鉻危險廢物粉末與硫酸亞鐵混合均勻，還原煅燒，得到煅燒產(chǎn)物；

7.(2)將步驟(1)所述煅燒產(chǎn)物與坡縷石粉末、廢玻璃粉末混合，獲得二次混合物料；

8.(3)將步驟(2)所述二次混合物料進行熔融，水淬，獲得水淬渣。

9.其中，步驟(1)所述含鉻危險廢物粉末的含水率為0％～3％。

10.優(yōu)選地，步驟(1)所述含鉻危險廢物粉末的含水率為0.4％～3％。

11.其中，步驟(1)所述含鉻危險廢物粉末與硫酸亞鐵的干基質(zhì)量比為80～90:10～20。

12.其中，步驟(1)所述還原煅燒的還原氣體為一氧化碳，煅燒溫度為800～1150℃，煅燒時間為30～240min。該還原性氣體能夠還原部分已氧化的高毒性六價鉻，同時抑制三價鉻氧化成六價鉻，提高鉻的固化效果。

13.其中，步驟(2)所述坡縷石粉末的含水率為0％～3％，所述廢玻璃粉末的含水率為0％～3％。

14.優(yōu)選地，步驟(1)所述含鉻危險廢物粉末和步驟(2)所述坡縷石粉末和廢玻璃粉末均是過200目篩得到的。該條件下得到的含鉻危險廢物粉末、坡縷石粉末與廢玻璃粉末具備

較高的反應活性。

15.其中，步驟(2)所述煅燒產(chǎn)物與坡縷石粉末及廢玻璃粉末的干基質(zhì)量比為10～50:10～30:35～80，有效保證了玻璃化水淬渣的形成。

16.優(yōu)選地，步驟(2)所述煅燒產(chǎn)物與坡縷石粉末及廢玻璃粉末的干基質(zhì)量比為10～50:10～15:35～80。

17.其中，步驟(3)所述熔融的溫度為1200～1600℃，熔融時間為15～60分鐘，使原料玻璃化過程順利進行。

18.其中，步驟(3)所述水淬的用水溫度為5～30℃，水淬的水渣比為10～15：1，水淬的時間為1～5分鐘。

19.優(yōu)選地，步驟(3)所述水淬的用水溫度為10～30℃。

20.本發(fā)明的原理：本發(fā)明通過添加硫酸亞鐵進行含鉻危險廢物的還原性煅燒，使含鉻危險廢物中的重鉻酸鹽等六價鉻組分與亞鐵離子進行還原性反應，毒性和遷移性較強的六價鉻組分轉化為毒性和遷移性都大大降低的三價鉻組分，實現(xiàn)的含鉻危險廢物的解毒；然后經(jīng)過解毒的含鉻危險廢物中三價鉻組分、鐵組分與坡縷石、廢玻璃中的鎂組分、硅組分在高溫熔融過程進行反應，會形成(mg·fe)(cr·al)2o4型尖晶石，實現(xiàn)了鉻的結構性固定，同時，通過廢玻璃中的氧化鈉與氧化鈣將會有利于降低熔融玻璃化的溫度和時間，廢玻璃中的二氧化硅在熔融過程中可以抑制三價鉻組分的氧化，保證鉻結構化固定反應的順利進行，而在熔融后進行水淬后，硅氧組分會形成網(wǎng)狀結構，對結構固化成分進行網(wǎng)絡包裹，實現(xiàn)鉻的強化固化，達到了含鉻危險廢物的徹底無害化處置。水淬渣的沒有了危險特性，且玻璃體含量達到90％以上，能夠用于建筑材料，實現(xiàn)了含鉻危險廢物與廢玻璃的資源化利用。

21.有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點：

22.1、本發(fā)明首次將含鉻危險廢物與廢玻璃協(xié)同處理，通過還原性煅燒解毒、熔融結構固化、水淬玻璃化處理相結合的方法，充分利用含鉻廢渣、硫酸亞鐵、坡縷石和廢玻璃中各組分的化學特性，實現(xiàn)了含鉻危險廢物的強化固化，同時實現(xiàn)了含鉻危險廢物與廢玻璃的資源化。

23.2、還原性煅燒能夠還原部分已氧化的高毒性六價鉻，同時抑制三價鉻氧化成六價鉻，而六價鉻比三價鉻的毒性和遷移性更強，通過還原性煅燒方式促進熔融過程(mg·fe)(cr·al)2o4型尖晶石的形成，進行提高鉻的結構性固化，這能夠使水淬渣中鉻浸出毒性極大的降低；

24.3、含鉻危險廢物經(jīng)還原性煅燒與熔融玻璃化處理后，硅氧組分會形成網(wǎng)狀結構，對結構固化成分進行網(wǎng)絡包裹，水淬渣中鉻的固化效果得到了強化，試驗結果表明經(jīng)還原性煅燒與熔融玻璃化處理后水淬渣中鉻的浸出毒性比單一還原性煅燒或熔融玻璃化減低70％以上。

附圖說明

25.圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實施方式

26.下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。

27.含鉻危險物取自蘇州樂家潔具(蘇州)有限公司，其化學成分為sio

2 3.53％，al2o

3 16.90％，fe2o

3 1.19％，mgo 0.18，cao 1.86％，na2o 2.91％，tio

2 0.61％，zno 3.38％，cuo 6.08％，so

3 17.9％，nio 2.46，cr2o

3 42.9％，pbo 0.01％，p2o

5 0.04，cl 0.05％。

28.坡縷石取自江蘇某凹凸棒石粘土礦，具體成份為：sio

2 58.05％，mgo 11.03％，al2o

3 9.55％，fe2o

3 5.20％，cao 1.19％，k2o 1.13％，tio

2 0.43％，mno 0.61％，na2o 0.07％，燒失量12.74％。

29.廢玻璃取自生活垃圾收集桶，其化學成分為：sio

2 68.39％，cao 10.87％，na2o 11.15％，k2o 1.52％，fe2o

3 2.21％，bao 0.55％，mgo 1.78％，al2o

3 2.83％，so

3 0.31％，cr2o

3 0.39％。

30.實施例1

31.將含鉻危險廢物、坡縷石及廢玻璃分別進行干燥，使含鉻危險廢物、坡縷石及廢玻璃的含水率分別從45％、20％和10％降低到3％，并采用棒磨機將干燥后的含鉻危險廢物、坡縷石及廢玻璃細磨，通過200目篩獲得細粒級物料；50g含鉻危險廢物與硫酸亞鐵以干基質(zhì)量比90:10混合均勻，得到混合物料；將混合物料加入到管式爐中進行還原煅燒，還原氣體為一氧化碳，煅燒溫度為800℃，煅燒時間為240分鐘。煅燒獲得的全部煅燒產(chǎn)物與坡縷石、廢玻璃以干基質(zhì)量比10:10:80混合均勻，獲得二次混合物料,并在高溫爐中進行熔融，熔融溫度為1600℃，熔融時間為15分鐘，熔融結束后進行水淬，得到水淬渣a1。其中，水淬中水的溫度為10℃，水渣比為10：1，水淬時間為5分鐘。

32.采用x射線衍射分析水淬渣，結果表明水淬渣a1的玻璃體含量96％。同時采用《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(hj/t299-2007)測試水淬渣在嚴荷侵蝕環(huán)境下(鹽侵蝕+凍融循環(huán)60天)的重金屬浸出毒性，水淬渣a1中六價鉻的浸出濃度為0.12±0.02mg/l，結果低于環(huán)境閾值，實現(xiàn)了含鉻危險廢物的徹底無害化處置，并且水淬渣可以進行資源化利用。

33.實施例2

34.將含鉻危險廢物、坡縷石及廢玻璃分別進行干燥，使含鉻危險廢物、坡縷石及廢玻璃的含水率分別從45％、20％和10％降低到2％；并采用棒磨機將干燥的含鉻危險廢物、坡縷石及廢玻璃細磨，通過200目篩獲得細粒級物料；50g含鉻危險廢物與硫酸亞鐵以干基質(zhì)量比85:15混合均勻，并將混合物料加入到管式爐中進行還原煅燒，還原氣體為一氧化碳，煅燒溫度為1000℃，煅燒時間為120分鐘。煅燒獲得的全部煅燒產(chǎn)物與坡縷石、廢玻璃以干基質(zhì)量比30:30:40混合均勻獲得二次混合物料,并在高溫爐中進行熔融，熔融溫度為1400℃，熔融時間為35分鐘，熔融結束后進行水淬，得到水淬渣b1。其中，水淬用水的溫度為5℃，水淬的水渣比為13：1，水淬時間為4分鐘。

35.經(jīng)過檢測，水淬渣b1的玻璃體含量98％，同時采用《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(hj/t299-2007)測試水淬渣在嚴荷侵蝕環(huán)境下(鹽侵蝕+凍融循環(huán)60天)的重金屬浸出毒性，水淬渣b1中六價鉻的浸出濃度為0.23±0.01mg/l，結果低于環(huán)境閾值，實現(xiàn)了含鉻危險廢物的徹底無害化處置。

36.實施例3

37.將含鉻危險廢物、坡縷石及廢玻璃分別進行干燥，使含鉻危險廢物、坡縷石及廢玻璃的含水率分別從45％、20％和10％降低到0.4％；并采用棒磨機將干燥的含鉻危險廢物、

坡縷石及廢玻璃細磨，通過200目篩獲得細粒級物料；50g含鉻危險廢物與硫酸亞鐵以干基質(zhì)量比80:20混合均勻，并將混合物料加入到管式爐中進行還原煅燒，還原氣體為一氧化碳，煅燒溫度為1150℃，煅燒時間為30分鐘。煅燒獲得的全部煅燒產(chǎn)物與坡縷石、廢玻璃以干基質(zhì)量比50:15:35混合均勻獲得二次混合物料,并在高溫爐中進行熔融，熔融溫度為1200℃，熔融時間為60分鐘，熔融結束后進行水淬，得到水淬渣c3。其中，水淬用水的溫度為30℃，水淬的水渣比為15：1，水淬時間為1分鐘。

38.經(jīng)過檢測，水淬渣c3的玻璃體含量95％，同時采用《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(hj/t299-2007)測試水淬渣在嚴荷侵蝕環(huán)境下(鹽侵蝕+凍融循環(huán)60天)的重金屬浸出毒性，水淬渣c3中六價鉻的浸出濃度為0.18±0.01mg/l，結果低于環(huán)境閾值，實現(xiàn)了含鉻危險廢物的徹底無害化處置，并且水淬渣可以進行資源化利用。

39.對比例1

40.按實施例1的方法，將硫酸亞鐵替換為氯化亞鐵，其他條件不變。獲得的水淬渣玻璃體含量90％。同時采用《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(hj/t299-2007)測試水淬渣在嚴荷侵蝕環(huán)境下(鹽侵蝕+凍融循環(huán)60天)的重金屬浸出毒性，水淬渣中六價鉻的浸出濃度為6.51±0.03mg/l，結果高于環(huán)境閾值，依然存在危險特性。

41.對比例2

42.按實施例1的方法，將坡縷石替換為mgo，其他條件不變。獲得的水淬渣玻璃體含量88％。同時采用《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(hj/t299-2007)測試水淬渣在嚴荷侵蝕環(huán)境下(鹽侵蝕+凍融循環(huán)60天)的重金屬浸出毒性，水淬渣中六價鉻的浸出濃度為17.42±0.02mg/l，結果高于環(huán)境閾值，依然存在危險特性。

43.對比例3

44.按實施例1的方法，在不同原料配比、含鉻危險廢物、坡縷石及廢玻璃的含水率、煅燒條件、熔融條件下，制得水淬渣，并采用《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(hj/t299-2007)測試水淬渣在嚴荷侵蝕環(huán)境下(鹽侵蝕+凍融循環(huán)60天)的重金屬浸出毒性，結果如表1所示。

45.表1

46.47.[0048][0049]

可見，對比例3中得到的水淬渣中六價鉻的浸出濃度均高于環(huán)境閾值，依然存在危險特性。技術特征：

1.一種協(xié)同處理含鉻危險廢物和廢玻璃的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將含鉻危險廢物粉末與硫酸亞鐵混合均勻，還原煅燒，得到煅燒產(chǎn)物；(2)將步驟(1)所述煅燒產(chǎn)物與坡縷石粉末、廢玻璃粉末混合，獲得二次混合物料；(3)將步驟(2)所述二次混合物料進行熔融，水淬，獲得水淬渣。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中所述含鉻危險廢物粉末的含水率為0％～3％。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中所述含鉻危險廢物粉末與硫酸亞鐵的干基質(zhì)量比為80～90:10～20。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中所述還原煅燒的還原氣體為一氧化碳，煅燒溫度為800～1150℃，煅燒時間為30～240min。5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述坡縷石粉末的含水率為0％～3％，所述廢玻璃粉末的含水率為0％～3％。6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述煅燒產(chǎn)物與坡縷石粉末及廢玻璃粉末的干基質(zhì)量比為10～50:10～30:35～80。7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中所述熔融的溫度為1200～1600℃，熔融時間為15～60分鐘。8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中所述水淬的用水溫度為5～30℃，水淬的水渣比為10～15：1，水淬的時間為1～5分鐘。9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中所述含鉻危險廢物粉末的含水率為0.4％～3％。10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述煅燒產(chǎn)物與坡縷石粉末及廢玻璃粉末的干基質(zhì)量比為10～50:10～15:35～80；步驟(3)中所述水淬的用水溫度為10～30℃。

技術總結

本發(fā)明公開了一種協(xié)同處理含鉻危險廢物和廢玻璃的方法，包括以下步驟：(1)將含鉻危險廢物粉末與硫酸亞鐵溶液混合均勻，還原煅燒，得到煅燒產(chǎn)物；(2)將步驟(1)所述煅燒產(chǎn)物與坡縷石粉末、廢玻璃粉末混合，獲得二次混合物料；(3)將步驟(2)所述二次混合物料進行熔融，水淬，獲得水淬渣。本發(fā)明通過添加硫酸亞鐵進行還原性煅燒，使含鉻危險廢物中的六價鉻進行還原，降低危險廢物中鉻的毒性和可遷移性；然后通過與坡縷石、廢玻璃進行高溫熔融玻璃化，進而對鉻及其他重金屬進行固化穩(wěn)定，實現(xiàn)鉻的強化固化，達到了含鉻危險廢物的徹底無害化處置。置。置。

技術研發(fā)人員：金俊勛 殷文靜 高勇 徐穎 杜晶 黃濤 宋東平

受保護的技術使用者：常熟理工學院

技術研發(fā)日：2023.04.10

技術公布日：2023/7/7