一种高砷重金属污泥的低温陶瓷固化方法技术

本发明专利技术涉及一种高砷重金属污泥的低温陶瓷固化方法，属于资源综合利用与环境保护技术领域。本发明专利技术将高砷重金属污泥、粉煤灰、石灰、石膏、激活剂混合均匀，然后进行静压成型并静置，将所得产品置于蒸压釜中进行蒸压养护处理即得到低温陶瓷。本发明专利技术采用污泥、粉煤灰、石灰等作为制备低温陶瓷的原料，实现资源化利用固体废物，污泥的添加量较高，而其他添加剂的量降低，节约了成本；本发明专利技术形成的陶瓷具有成品美观，毒性低的特点。

Low temperature ceramic solidification method for high arsenic heavy metal sludge

The invention relates to a low temperature ceramic solidification method for high arsenic heavy metal sludge, belonging to the technical field of resource comprehensive utilization and environmental protection. In the invention, high arsenic and heavy metal sludge, fly ash, lime, gypsum and activator mixed evenly, and then pressing and static, the products in the autoclave in the autoclave curing treatment so as to obtain low temperature ceramic. The invention adopts the sludge, fly ash and lime as preparation of low temperature ceramic raw materials, resource utilization of solid waste, sludge and other additives added amount is higher, the volume is reduced, saving the cost; the invention has a ceramic product appearance, characteristics of low toxicity.

【技术实现步骤摘要】
一种高砷重金属污泥的低温陶瓷固化方法
本专利技术涉及一种高砷重金属污泥的低温陶瓷固化方法，属于资源综合利用与环境保护
技术背景随着我国工业技术的发展和人们生活的质量的提高，我们对于环境的要求也越来越高，不再是之前只求生产数量而不顾环境污染的年代。而冶金工业一直被认为是污染环境最多的行业。铜冶炼给我们带来了巨大的效益，但是过程中产生的“三废”，一直困扰着我们。如何处置“三废”，使其减少污染环境的程度，达到效益和环境“双赢”是这些年来我们一直奋斗的目标。我国大多数的陶瓷多使用粘土经过淬取而形成，是因为粘土具有韧性。而陶瓷的主要成分为氧化铝和二氧化硅，我们利用高砷及重金属污泥添加粉煤灰、石灰和石膏的方法采用蒸压养护的方法，制成陶瓷。这样可以使得固体废物得到更好的利用，具有经济效力。我国铜冶炼技术已在全世界排名前在列，主要采用的普遍都是火法冶炼技术。铜污泥不仅包含大量的重金属，还包含大量的砷和caso4。若让其不经过处置而直接排放到环境中，其会污染我们的土壤水和大气。砷进入土壤会水中不会自然降解，并且可以通过水、生物等对人的健康造成危害。世界上大量的砷污染水资源而造成的中毒事件，警醒了我们对其危害性的重视。不仅如此，大量的铜污泥任意堆放占用了土地，土地得不到更好的利用。目前高砷及重金属污泥固化技术只是简单的形成水泥固化块体，将重金属离子固定住或者用于建筑生产中，并没有降低陶瓷中的有毒物质含量。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种高砷重金属污泥的低温陶瓷固化方法，实现铜污泥的资源化利用和无害化处理，保护环境。本专利技术的技术方案：使用含砷污泥混合粉煤灰、石灰、石膏以及填充材料进行低温陶瓷固化方法，利用粉煤灰和石灰的特性，使砷等有害物固化在陶瓷中，得到的陶瓷块体满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）的要求。一种高砷重金属污泥的低温陶瓷固化方法，具体步骤如下：（1）配料：按比例称量高砷重金属污泥、粉煤灰、石灰、石膏、激活剂，其中各组份的质量百分数为10%~50%高砷重金属污泥、30%~50%粉煤灰、5%~30%石灰、2%~3%石膏、0.5~8%激活剂；（2）混料：将步骤（1）中的高砷重金属污泥、粉煤灰、石灰、石膏、激活剂混合均匀得到混合物料；（3）静压成型：将步骤（2）的混合物料静压成型，静置；（4）蒸压：将步骤（3）所得产品置于蒸压釜中进行蒸压养护处理得到低温陶瓷。所述高砷重金属污泥为石灰铁盐法酸性处理废水的过程中产生的铜污泥；所述激活剂为氢氧化钙、三乙醇胺、氯化钙或水玻璃；所述粉煤灰为Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰；所述石灰中CaO的质量百分数含量大于50%且小于等于100%；所述步骤（3）中静压成型的压力为5~30MPa；所述步骤（3）中静置的时间不少于46h；所述步骤（4）中蒸压养护压力为0.8~1.2MPa，蒸压养护时间为8~14h。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术很好地利用了高砷及重金属污泥和粉煤灰两种固体废物，实现了废弃物循环利用，实现了污泥的资源化，避免了大量的铜污泥带来的环境污染；（2）本专利技术方法的低温陶瓷固化效果好，形成的陶瓷的重金属离子浓度小，符合国家危险废弃物的标准；（3）本专利技术方法制成的陶瓷成品美观，毒性低；（4）本专利技术在固化的过程采用的养护方法为蒸压养护，延长了静置的时间，能够使得成品内部结构更加稳定，也使得陶瓷更加牢固；（5）本专利技术方法固化过程中污泥所占比例较现有技术的固化块体大，但是其固化后的陶瓷块体的含砷量满足国家危险废弃物的标准，添加剂的含量少，节约成本；（6）本专利技术的工艺具有较好的灵活性，可根据处置场地和生产效率的需求提供高效、快速、安全的处置方案。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1：本实施例中高砷重金属污泥主要成分见表1表1高砷重金属污泥主要成分一种高砷重金属污泥的低温陶瓷固化方法，具体步骤如下：（1）配料：按比例称量高砷重金属污泥、粉煤灰、石灰、石膏、激活剂（激活剂为氢氧化钙），其中各组份的质量百分数为50%高砷重金属污泥、38%粉煤灰、9%石灰、2.5%石膏、0.5%激活剂（氢氧化钙）；其中粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，生石灰中CaO含量为98%；（2）混料：将步骤（1）中的高砷重金属污泥、粉煤灰、石灰、石膏、激活剂（氢氧化钙）混合均匀得到混合物料；（3）静压成型：在压力为5MPa条件下，将步骤（2）的混合物料静压成型并静置46h；（4）蒸压：在蒸压压力0.8MPa的条件下，将步骤（3）所得产品置于蒸压釜中进行蒸压养护处理14h得到陶瓷；高砷重金属污泥经固化处置后，对所得陶瓷按照《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）中的方法进行浸出毒性测试及抗压强度测试，结果见表2，表2高砷重金属固化前后浸出毒性情况从表2中可知，高砷重金属污泥中As的含量为78.9mg/L，固化后的陶瓷中As的含量仅有3.1mg/L，抗压强度为3MPa，《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）中规定陶瓷中As的含量小于5mg/L，因此本专利技术方法得到的陶瓷块体符合国家危险废弃物的标准，并且形成的低温固化陶瓷块体相较于现有技术的水泥固化块体更加的美观，并且节约了能量的消耗。实施例2：本实施例中高砷重金属污泥主要成分见表3表3高砷重金属污泥主要成分一种高砷重金属污泥的低温陶瓷固化方法，具体步骤如下：（1）配料：按比例称量高砷重金属污泥、粉煤灰、石灰、石膏、激活剂（激活剂为水玻璃），其中各组份的质量百分数为10%高砷重金属污泥、50%粉煤灰、30%石灰、2.5%石膏、7.5%激活剂（水玻璃）；其中粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，生石灰中CaO含量为99%；（2）混料：将步骤（1）中的高砷重金属污泥、粉煤灰、石灰、石膏、激活剂（水玻璃）混合均匀得到混合物料；（3）静压成型：在压力为15MPa条件下，将步骤（2）的混合物料静压成型并静置48h；（4）蒸压：在蒸压压力1.1MPa的条件下，将步骤（3）所得产品置于蒸压釜中进行蒸压养护处理10h得到陶瓷；高砷重金属污泥经固化处置后，对所得陶瓷按照《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）中的方法进行浸出毒性测试及抗压强度测试，结果见表4，表4高砷重金属固化前后浸出毒性情况从表4中可知，高砷重金属污泥中As的含量为28.2mg/L，固化后的陶瓷中As的含量仅有0.2mg/L，抗压强度为2MPa，《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）中规定陶瓷中As的含量小于5mg/L，因此本专利技术方法得到的陶瓷块体符合国家危险废弃物的标准，并且形成的低温固化陶瓷块体相较于现有技术的水泥固化块体更加的美观，并且节约了能量的消耗。实施例3：本实施例中高砷重金属污泥主要成分见表5表5高砷重金属污泥主要成分一种高砷重金属污泥的低温陶瓷固化方法，具体步骤如下：（1）配料：按比例称量高砷重金属污泥、粉煤灰、石灰、石膏、激活剂（激活剂为氯化钙），其中各组份的质量百分数为32%高砷重金属污泥、47%粉煤灰、18%石灰、2.5%石膏、0.5%激活剂（氯化钙）；其中粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，生石灰中CaO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高砷重金属污泥的低温陶瓷固化方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）配料：按比例称量高砷重金属污泥、粉煤灰、石灰、石膏、激活剂，其中各组份的质量百分数为10%~50%高砷重金属污泥、30%~50%粉煤灰、5%~30%石灰、2%~3%石膏、0.5~8%激活剂；（2）混料：将步骤（1）中的高砷重金属污泥、粉煤灰、石灰、石膏、激活剂混合均匀得到混合物料；（3）静压成型：将步骤（2）的混合物料静压成型，静置；（4）蒸压：将步骤（3）所得产品置于蒸压釜中进行蒸压养护处理得到陶瓷。

【技术特征摘要】
1.一种高砷重金属污泥的低温陶瓷固化方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）配料：按比例称量高砷重金属污泥、粉煤灰、石灰、石膏、激活剂，其中各组份的质量百分数为10%~50%高砷重金属污泥、30%~50%粉煤灰、5%~30%石灰、2%~3%石膏、0.5~8%激活剂；（2）混料：将步骤（1）中的高砷重金属污泥、粉煤灰、石灰、石膏、激活剂混合均匀得到混合物料；（3）静压成型：将步骤（2）的混合物料静压成型，静置；（4）蒸压：将步骤（3）所得产品置于蒸压釜中进行蒸压养护处理得到陶瓷。2.根据权利要求1所述的高砷重金属污泥的低温陶瓷固化方法，其特征在于：所述激活剂为氢氧化钙、三乙醇胺、氯化钙或水玻璃...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝星，徐媛，祁先进，王华，魏永刚，李孔斋，胡建杭，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53