[發(fā)明專利]一種危險固廢制備微晶玻璃的方法

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• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN104445944A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張深根;楊健;劉波;潘德安
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: C03C6/10
• 分類號: C03C6/10;C03C10/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種以危固（危險固體廢棄物）為原料制備微晶玻璃的方法，屬于環(huán)保和資源再利用領(lǐng)域。利用危固中的重金屬作為形核劑，采用熔融法制備微晶玻璃。本發(fā)明的優(yōu)點是利用微晶玻璃實現(xiàn)重金屬元素穩(wěn)定固化，避免污染，同時獲得高附加值的微晶玻璃。

背景技術(shù)

工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了大量的固體廢物，其中有數(shù)量龐大、含重金屬的各種危固，嚴重威脅人們的身體健康和生態(tài)環(huán)境安全。量大面廣的危固主要有垃圾焚燒灰、不銹鋼渣、不銹鋼酸洗污泥、電鍍污泥、鉻渣、鉛鋅冶煉渣、粉煤灰等。

1.??????垃圾焚燒灰

隨著生活垃圾焚燒技術(shù)在中國推廣，針對生活垃圾焚燒灰的處置已成為制約行業(yè)發(fā)展的重要問題。焚燒處理一噸垃圾約產(chǎn)生20%底灰和4%布袋除塵灰。由于垃圾焚燒灰中含有較高濃度易浸出的Cd、Pb、Cu、Zn和Cr等多種重金屬物質(zhì)，被列入《國家危固名錄》，編號為HW18。

2.??????不銹鋼渣

不銹鋼渣是不銹鋼冶煉的副產(chǎn)物。據(jù)中國金屬材料流通協(xié)會初步統(tǒng)計，2013年中國不銹鋼粗鋼產(chǎn)量為2050萬噸。按每生產(chǎn)3噸不銹鋼產(chǎn)生1噸不銹鋼渣計，不銹鋼渣產(chǎn)量超過580萬噸。不銹鋼渣中含有部分水溶性、致癌、致畸的六價鉻，給生態(tài)環(huán)境帶來巨大威脅。我國某公司不銹鋼渣中總鉻的浸出濃度為40?mg/L，其中Cr⁶⁺的浸出量為15mg/L，是GB5085.3-2007規(guī)定值的3倍，屬于危固。

3.????????不銹鋼酸洗污泥

在冷軋生產(chǎn)工藝中，采用HNO₃和HF混合，在?40-60℃下對不銹鋼帶鋼表面進行酸洗和鈍化，產(chǎn)生大量含有Cr、Ni等有毒有害物質(zhì)的酸洗廢液，經(jīng)石灰中和沉淀得到含鉻酸洗污泥，Cr⁶⁺和Ni²⁺的浸出濃度分別為35mg/L和50mg/L，分別為GB5085.3-2007規(guī)定值的7倍和10倍，屬于危固。

4.??????電鍍污泥

電鍍產(chǎn)生的電鍍污泥含有大量銅、鎳、鉻、鋅等重金屬，其多種重金屬離子濃度遠高于GB5085.3-2007規(guī)定值，屬于危固。

5.??????鉻渣

鉻渣是指金屬鉻和鉻鹽生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣。中國目前有20多個省市排放鉻渣。據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn)l?噸重鉻酸鈉，平均產(chǎn)生鉻渣3-3.5噸。目前國內(nèi)鉻鹽生產(chǎn)企業(yè)每年大約排出20-30萬噸鉻渣。鉻渣中的有害成分主要是可溶性鉻酸鈉、鉻酸鈣等，屬于危固。

6.??????鉛鋅冶煉渣

2013年，我國鉛鋅總產(chǎn)量達到978萬噸，已連續(xù)多年位居世界第一。據(jù)估算，每生產(chǎn)1噸鉛排放0.71噸廢渣，生產(chǎn)1噸鋅排放0.96噸渣。我國鉛鋅冶煉渣堆存量過億噸，含有多種重金屬，屬于危固。

7.??????粉煤灰

粉煤灰是煤燃燒產(chǎn)生的細灰，主要由SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等組成。我國燃煤電廠粉煤灰的年排放量達2.9?億噸，已經(jīng)成為嚴重的環(huán)境問題。

危固處置和再利用已經(jīng)成為公眾關(guān)注的熱點，應(yīng)遵循減量化、資源化和無害化等基本原則。危固處置和再利用技術(shù)主要有固化/穩(wěn)定化、還原解毒及有價金屬回收、沉淀固化回收有價金屬、微生物法等。

1.??????固化/穩(wěn)定化技術(shù)

固化/穩(wěn)定化技術(shù)是危固最常用的處理技術(shù)。固化/穩(wěn)定化技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的是水泥固化法。但為了實現(xiàn)危固的解毒，或降低毒性，常加入不同種類的固化劑，這些固化劑往往起到穩(wěn)定重金屬的作用。現(xiàn)有的危固固化/穩(wěn)定化技術(shù)主要有水泥基固化/穩(wěn)定化技術(shù)、玻璃固化/穩(wěn)定化技術(shù)和制磚等。

水泥固化/穩(wěn)定化技術(shù)常用于固化危固，它的作用機理是水泥基質(zhì)與固廢反應(yīng)產(chǎn)生凝膠化，把固廢微粒包覆，實現(xiàn)重金屬離子固化，但在極端條件下水泥中的重金屬離子存在浸出風(fēng)險。因此，2014年3月1日開始實施的《水泥窯協(xié)同處置危固污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB?30485-2013)、《水泥窯協(xié)同處置危固環(huán)境保護技術(shù)規(guī)范》(HJ?662-2013)已明確指出：水泥窯協(xié)同處置危固時，入爐料中重金屬的最大投加量限值為：總Cr?≤?320?mg/kg，六價Cr?≤?10?mg/kg，總Ni≤?640?mg/kg，鈹+鉻+10*錫+50*銻+銅+錳+鋇+鎳+鋇?≤?1150?mg/kg。