本发明专利技术属于环保领域，涉及一种土壤修复技术及装置，具体涉及一种电解铝废渣及其污染土壤的无害化修复处理技术及装置。本发明专利技术提供的电解铝废渣及其污染土壤的无害化处理方法可以简单、经济、高效地消除氰化物、可溶性氟化物等有害物质，实现电解铝废渣及其污染的绿色无害处理。本发明专利技术提供的电解铝废渣及其污染土壤的无害化处理装置首次使用回转搅拌罐作为搅拌系统进行电解铝废渣及其污染土壤的无害化处理，通过调整回转搅拌罐的倾斜角实现调整物料行走速度，从而调整混合效果，缩短了回转搅拌罐的设计长度，装置简单，大幅度降低了设备制造成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环保领域，涉及一种土壤修复技术及装置，具体涉及一种电解铝废渣及其污染土壤的无害化修复处理技术及装置。
技术介绍
电解铝厂的主要固体废弃物就是电解槽大修时产生的废渣，通常称之为大修废渣。在2016年8月1日新的《国家危险废物名录》正式实施之前，这些废渣绝大多数被当成一般工业固体废物进行直接填埋。通常情况下，一个年产40万吨的电解铝厂，每年约产生1.2万吨废渣，我国电解铝产量每年几千万吨，且以每年约10％的速度逐年增长，每年新增电解铝废渣上百万吨，加上一直以来的电解铝废渣累积堆存，不仅占用了大量土地，而且其中含有的可溶性氟化物、氰化物还会随雨水流入江河、渗入地下污染土壤和地下水、地表水，对周围生态环境、人类健康和动植物生长造成极大的危害。在南方，由于雨水量大，一般电解铝企业对填埋场所都进行了一定的防渗处理，但大量雨水渗出液的处理每年都要花费不菲的代价，给政府监管造成困难。而媒体曝出电解铝废渣填埋场管理不善给当地人民的生命财产安全带来巨大伤害的事件层出不穷。而在北方干旱地区，由于成本问题，很多电解铝企业并未考虑防渗问题，直接将这些废渣倾倒在空地上，没有任何防护措施。北方干旱地区按一般工业固废填埋的电解铝维修废渣场不仅可能成为数万年的危险源，且有危险源随风沙(特别是沙尘暴)扩散、转移的风险。可以说，每一个渣场都是一个持续不断的随时可能给当地人民带来巨大环境灾难的危险源。因此，开展绿色环保的电解铝废渣及其污染土壤的无害化处理技术具有重要的行业发展意义。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的一个目的是提供一种新的电解铝废渣及其污染土壤的无害化处理方法。本专利技术提供的方法可以简单、经济、高效地消除氰化物、可溶性氟化物等有害物质，实现电解铝废渣及其污染的绿色无害处理。本专利技术的另一个目的是提供一种电解铝废渣及其污染土壤的无害化处理装置。所述装置首次使用回转搅拌罐作为搅拌系统进行电解铝废渣及其污染土壤的无害化处理，通过调整回转搅拌罐的倾斜角实现调整物料行走速度，从而调整混合效果，缩短了回转搅拌罐的设计长度，装置简单，大幅度降低了设备制造成本。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种电解铝废渣及其污染土壤的无害化修复方法，包括以下步骤：(1)破碎：将电解铝废渣破碎为粒径不超过10mm的粉性物料；(2)无害化处理：将步骤(1)的粉性物料与氰化物、可溶性氟化物消除剂和水混合搅拌；其中，所述水溶液中水的加入量为使最终混合搅拌所得物的含水量为15-18％，氰化物、可溶性氟化物消除剂的加入量为能够使电解铝废渣或其污染土壤中的氰根离子和氟离子完全消除。根据本专利技术，其中步骤(1)所述的粉性物料的粒径为0.01-10mm，优选地，步骤(1)所述的粉性物料的粒径为5-10mm。本专利技术的专利技术人发现，粉性物料粒径大于10mm时，氰化物、可溶性氟化物消除剂水溶液不能浸润物料颗粒内部，脱毒效果差，实验表明，当粉性物料粒径大于10mm时，即使通过控制搅拌罐罐体的倾斜度接近于0°，使物料行走速度最慢时，处理物中2h反应后测定的氰根离子残留100mg/kg左右、氟离子残留200mg/kg左右，脱毒无法彻底；当粉料粒径不超过10mm时，氰化物、可溶性氟化物消除剂水溶液可以完全浸润物料颗粒内部，脱毒效果好，氰根离子残留不超过0.05mg/kg，氟离子残留不超过1mg/kg。如果进一步降低粉性物料粒径，如低于0.01mm，脱毒效果虽好，但破碎能耗大幅度增加，大大提高了处理成本。根据本专利技术，其中步骤(1)所述的电解铝废渣可以在破碎前进行预处理，所述的预处理是指将电解铝废渣先进行粗碎处理。优选地，所述的预处理是指将电解铝废渣经过分拣回收有价值废料后，再经过粗碎处理。根据本专利技术，其中步骤(1)所述的电解铝废渣可以在破碎前进行分拣回收有价值废料后再进行粉碎。所述的粗碎处理，是指将大块的物料进行人工或机械破碎至可以进入破碎系统加料斗，降低破碎系统器械损耗，提高破碎效率。粗碎处理可以是人工或机械粗碎，如应用人工冲击锤或者轮式机械冲击锤进行粗破预处理至可以进入破碎系统加料斗。所述的分拣回收有价值废料包括分拣回收阳极和阴极碳块、铁块、铝块、烧结的冰晶石块、碳化硅耐火砖块等材料进行再利用，减少环境污染的同时，废物再利用增加经济价值。根据本专利技术，其中步骤(2)中可以向将氰化物、可溶性氟化物消除剂溶解于水中，再与步骤(1)的粉性物料混合。根据本专利技术，其中步骤(2)所述的氰化物、可溶性氟化物消除剂水溶液中水加入量是使最终混合搅拌所得物的含水量为15-18％。本专利技术人发现，当最终混合搅拌所得物的含水量高于18％时，搅拌阻力大，甚至粘附于罐壁搅拌不动，无法充分混合；而当最终混合搅拌所得物的含水量低于15％时，物料颗粒浸润效果不好，当最终混合搅拌所得物的含水量为15-18％，特别是含水量在16-17％时，物料颗粒药剂浸润效果佳，搅拌阻力合适。根据本专利技术，其中步骤(2)所述的氰化物、可溶性氟化物消除剂选自漂白粉或漂白粉与石灰的混合物。优选地，所述的氰化物、可溶性氟化物消除剂为漂白粉。根据本专利技术，其中步骤(2)所述的氰化物、可溶性氟化物消除剂的使用量以能够完全消除电解铝废渣或其污染土壤中的氰根离子和氟离子的最高限度为宜。使用氰化物、可溶性氟化物消除剂对电解铝废渣及其污染土壤的无害化处理，依据以下原理：氰化物脱毒化学反应式为：4NaCN+5Ca(ClO)2+4H2O——2N2↑+2Ca(HCO3)2+3CaCl2+4NaCl2CN-+5ClO-+2H2O——N2↑+2HCO3-+5Cl-可溶性氟离子脱毒化学反应式为：2F-+Ca2+——CaF2↓理论上，要清除104g氰根离子(CN-)的毒性，需要次氯酸钙715g，即要清除1g氰根离子(CN-)的毒性，需要次氯酸钙6.875g。如果按市售性价比较高的有效氯含量28％的工业级漂白粉计算，次氯酸钙的含量约为56.6％，则要清除1g氰根离子(CN-)的毒性，需要这种漂白粉12.14g；或者说1g漂白粉可以脱除0.082g氰根离子(CN-)的毒性。由于漂白粉价廉易得，对环境影响小，因此采用保守估算法计算漂白粉中总钙含量。漂白粉的成分比较复杂，包括次氯酸钙(Ca(ClO)2)、氯化钙(CaCl2)、氢氧化钙(Ca(OH)2)等，其中次氯酸钙(Ca(ClO)2)含钙27.87％、氯化钙(CaCl2)含钙36.04％、氢氧化钙(Ca(OH)2)含钙54.05％。因此，要脱除1g氟离子(F-)，按保守估算的次氯酸钙估计，漂白粉的最大消耗量为3.78g，即1g漂白粉可以脱除0.265g氟离子(F-)的毒性。即市售性价比较高的有效氯含量为28％的漂白粉每克，可以同时脱除0.082g氰根离子(CN-)和0.265g氟离子(F-)的毒性。在计算漂白粉用量原则时，投加漂白粉的量以同时脱除氰根离子(CN-)和氟离子(F-)的最大量为原则，即漂白粉的用量在最大理论用量的基础上可以进一步放大至120-150％。即当电解铝废渣或其污染土壤中氰根离子和氟离子的质量比不小于1:3.2时，步骤(2)所述的氰化物、可溶性氟化物消除剂的使用量按照1g-1.5g漂白粉清除0.082g氰根离子比例加入，当电解铝废渣或其污染土壤中氰根离子和氟离子的质量比小于1:本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电解铝废渣及其污染土壤的无害化修复方法，包括以下步骤：(1)破碎：将电解铝废渣破碎为粒径不超过10mm的粉性物料；(2)无害化处理：将步骤(1)的粉性物料与氰化物、可溶性氟化物消除剂和水混合搅拌；其中，所述水的加入量为使最终混合搅拌所得物的含水量为15‑18％，氰化物、可溶性氟化物消除剂的加入量为能够使电解铝废渣或其污染土壤中的氰根离子和氟离子完全消除。
【技术特征摘要】
1.一种电解铝废渣及其污染土壤的无害化修复方法，包括以下步骤：(1)破碎：将电解铝废渣破碎为粒径不超过10mm的粉性物料；(2)无害化处理：将步骤(1)的粉性物料与氰化物、可溶性氟化物消除剂和水混合搅拌；其中，所述水的加入量为使最终混合搅拌所得物的含水量为15-18％，氰化物、可溶性氟化物消除剂的加入量为能够使电解铝废渣或其污染土壤中的氰根离子和氟离子完全消除。2.根据权利要求1所述的无害化修复方法，可以进一步包括以下步骤：检测粉性物料中的氰根离子和氟离子含量以及含水率。3.根据权利要求1或2所述的无害化修复方法，可以进一步包括以下步骤：粗碎，将大块的物料进行人工或机械粗碎至可以进入破碎系统加料口。4.根据权利要求1-3之任一项所述的无害化修复方法，可以进一步包括以下步骤：分拣回收，分拣回收电解铝废渣中的阳极和阴极碳块、铁块、铝块、烧结的冰晶石块、碳化硅耐火砖块等材料。5.根据权利要求1-4之任一项所述的无害化修复方法，其中步骤(1)所述的粉性物料的粒径为0.01-10mm，优选地，步骤(1)所述的粉性物料的粒径为5-10mm。6.根据权利要求1-4之任一项所述的无害化修复方法，其中步骤(2)中可以向将氰化物、可溶性氟化物消除剂溶解于水中，再与步骤(1)的粉性物料混合。7.根据权利要求1-4之任一项所述的无害化修复方法，其中步骤(2)所述的氰化物、可溶性氟化物消除剂选自漂白粉或漂白粉与石灰的混合物。8.根据权利要求1-4之任一项所述的无害化修复方法，其中步骤(2)所述的氰化物、可溶性氟化物消除剂的使用量为：当电解铝废渣或其污染土壤中氰根离子和氟离子的质量比不小于1:3.2时，步骤(2)所述的氰化物、可溶性氟化物消除剂的使用量按照1g-1.5g漂白粉清除0.082g氰根离子比例加入；当电解铝废渣或其污染土壤中...
【专利技术属性】
技术研发人员：眭方荣，
申请(专利权)人：新中天环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。