[發明專利]危險材料的穩定化

有效

• 申請號: 201880049403.1
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN110944724B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: G·德莫普洛斯
• 申請（專利權）人: 皇家學習促進學會/麥吉爾大學
• 主分類號: A62D3/33
• 分類號: A62D3/33
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 解延雷;龐東成

本發明涉及諸如砷廢物(例如臭蔥石、硫化砷、砷酸鈣或亞砷酸鈣、混合的砷酸鈣?磷酸鈣、砷酸亞鐵、亞砷酸鐵或三氧化二砷)、含銻、汞或硒的廢物等可能通過采礦、制粉或熔煉等工業活動產生的危險材料的穩定化和/或固化，其通過在用碳酸鹽部分地中和A1(SO₄)_1.5而形成的水解鋁凝膠的礦化產物中包封所述砷廢物而進行。

技術領域

本發明涉及通過利用水解鋁凝膠的礦化產物的包封而使危險材料、特別是砷廢物穩定化/固化。

背景技術

不同行業產生的危險材料要求在廢物管理設施中進行處理和控制，以確保不會向環境釋放有毒元素。在許多需要適當固定和處置的采礦、制粉或熔煉操作中，砷是主要的環境危害。在礦物/金屬行業中解決砷問題的優選處理方法之一是通過用石灰中和將其共沉淀為鐵砷酸鹽固體。雖然該途徑可適用于稀砷源，但不適用于富砷源。在后一種情況下，由于其高砷含量(約23％)和相對較低的溶解度，故提倡以臭蔥石(FeAsO₄·2H₂O)形式固定砷(其在含砷礦石的火法冶金或濕法冶金過程中釋放出)。然而，與臭蔥石的穩定性有關的一個特殊問題是其在堿性(pH7)和厭氧/缺氧條件下的分解，如果處置不當，則該問題會隨時間惡化)。

穩定化/固化(S/S)是一種用于固定各種類型和來源的有毒廢料的方法。這種方法的實例包括將有毒廢物與水泥和/或其他粘合劑材料混合，以產生適用于垃圾填埋場的化學和物理穩定的固體團塊。當前用于危險廢物的穩定化/固化的最常見技術是基于水硬性水泥和/或熟石灰的技術，以及不太常見的基于有機聚合物、硫聚合物水泥和其他包封材料的技術。

使用波特蘭水泥穩定/固化含砷化合物可通過形成不溶的氫氧化物、碳酸鹽或硅酸鹽(提供吸附作用)或簡單的物理包封而降低砷的遷移性。然而，基于水泥的穩定化/固化對于像臭蔥石之類的鐵砷酸鹽型固體而言不是長期有效的選擇，因為該過程產生會導致砷釋放的高度堿性環境(pH約12.5)。

發明內容

在一個方面，本發明提供了一種危險材料的穩定化方法，所述方法包括：

a)通過在水性介質中用碳酸鹽堿部分地中和Al(SO₄)_1.5來形成水解鋁凝膠；

b)將所述水解鋁凝膠與危險材料共混；和

c)儲存來自前一步驟的所述共混物，從而獲得礦化的(偏)氫氧化鋁/危險材料復合物。

在另一方面，本發明提供了碳酸鹽堿(例如NaHCO₃或Na₂CO₃)衍生的水解鋁凝膠及其礦化產物在危險材料的穩定化中的用途。

在另一方面，本發明提供了一種復合物，其包含臭蔥石顆粒和凝膠衍生的固化基質，所述固化基質包含(偏)氫氧化鋁礦物相。

在另一方面，本發明提供了通過本文定義的方法制備的復合物。

附圖說明

現將參照附圖說明本發明的實施方式，其中：

圖1是臭蔥石-凝膠共混物的穩定性測試期間pH和Eh隨時間的演變曲線圖，其使用Na₂SO₃(上圖)或Na₂S(下圖)來調節Eh；

圖2描述了有氧條件下來自裸臭蔥石和用鋁凝膠包封的臭蔥石的砷釋放，所述鋁凝膠衍生自本發明的碳酸鹽堿(Na₂CO₃)和相比較的參比堿NaOH和Mg(OH)₂；

圖3描述了缺氧條件下來自裸臭蔥石和用鋁凝膠包封的臭蔥石的砷釋放，所述鋁凝膠衍生自本發明的碳酸鹽堿(Na₂CO₃)和相比較的參比堿NaOH和Mg(OH)₂；