[發明專利]一種含汞危險廢棄物的固化/穩定化的方法

無效

• 申請號: 201210027939.8
• 申請日: 2012-02-09
• 公開（公告）號: CN102580979A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 張少慶;張新艷;王國平;張玉霞
• 申請（專利權）人: 中國科學院東北地理與農業生態研究所
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責任公司 22001
• 代理人: 馬守忠

技術領域

本發明涉及含汞危險廢棄物的治理技術，屬于廢棄物治理技術及其環境保護領域，具體來講是一種含汞危險廢棄物的固化/穩定化的方法。

背景技術

重金屬汞是國際公認的六大毒物之一，而含汞危險廢棄物的治理一直受到人們的廣泛關注和重視。因為汞能在環境中長期存在，并可能從無機態的汞轉化為毒性更強的有機態汞，進而沿著食物鏈傳遞累積，含汞危險廢棄物給周圍環境和人類健康造成極大的威脅。因此，發展可靠的技術來嚴格控制這些含汞危險廢物中汞的浸出，使其不能遷移到環境中對人類生存環境造成更惡劣的影響，是關系到人類生存至關重要的挑戰(Chang?C?Y，Hsu?C?P，Jann?J?S，et?al.1993.Stabilization?of?mercury-containing?sludge?by?a?combined?process?of?two-stagepretreatment?and?solidification[J].Journal?of?Hazardous?Materials，35：73-88；Fthenakis?V?M，Lipfert?F?W，Moskowitz?P?D，et?al.An?assessment?of?mercury?emissions?and?health?risks?from?acoal-fired?power?plant[J].Journal?of?Hazardous?Materials，1995，44(2-3)：267-283)。固化/穩定化技術能夠成功降低Pb、Cd、Cr等重金屬的浸出性，但由于汞特有的毒性特征，如揮發性強、毒性強和生物累積性強以及工業含汞廢棄物成分復雜等原因，使得傳統的固化/穩定化技術并不能有效地治理含汞危險廢棄物(Conner?J?R.Chemical?fixation?and?solidification?of?hazardouswastes[M].New?York：van?Nostrand?Reinhold，1990：293-298)。因此，發展針對含汞危險廢棄物的固化/穩定化技術是一個重要的技術挑戰。

化學鍵磷酸鹽陶瓷(CBPC)是一種能夠在室溫下凝固的陶瓷，是常用的處理有毒有害廢物的固化材料(Wagh?A.S.，Jeong?S.Y.，Report?on?in-house?testing?of?ceramicrete?technology?forHg?stabilization，Internal?Report?to?National?Risk?Management?Research?Laboratory，June?25，2001.)。CBPC固化穩定化是通過MgO和KH₂PO₄(黏結劑)酸基的放熱反應，生成固體MgKPO₄·6H₂O(MKP·6H₂O)。制造化學鍵磷酸鹽陶瓷時，要緩慢將危險廢物、MgO和KH₂PO₄與水混合。由于KH₂PO₄的解離，混合物開始時顯酸性，pH約為4，酸性環境促使MgO與其他危險廢物的氧化物溶解為Mg²⁺和其他金屬陽離子，這些金屬陽離子與磷酸根陰離子生成MKP·6H₂O。化學鍵磷酸鹽陶瓷(CBPC)因其低固化反應溫度和可適pH值范圍廣而成為合適的固化含汞危險廢棄物材料，通過化學固化和物理封裝達到固化汞的效果。但是，研究發現汞會轉變為微溶硫酸鹽顆粒，會大大降低其固化/穩定化治理效果。近年來許多研究采用添加穩定化劑，如硫化鈉或硫化鉀，來增強CBPC固化/穩定化含汞危險廢棄物的治理效果，但是當硫化物過量時，仍然會生成過硫化物，增加浸出毒性，治理效果仍需改善。