在低的温度和压力下对含石棉废物的酸处理制造技术

技术编号:7134953 阅读:220 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及含石棉废物的处理方法,该方法包括步骤(E),在该步骤中通过在至少125℃的温度下和高于0.2MPa(2巴)的压力下使该废物与除氢氟酸以外的酸(优选氢氯酸)反应而溶解所述废物中所含的石棉,并且其中:包含在被处理的废物中的石棉是闪石类型的石棉;并且/或者将在石棉的酸溶解结束时获得的溶液再利用,例如用于磷灰石的合成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及石棉去除领域,更具体地说涉及含石棉废物的处理领域。更具体地说, 本专利技术涉及可以将可吸入的针状石棉的纤维转化成不可吸入形式的新方法。
技术介绍
在本说明书中,所使用的术语“石棉”应当理解为其最宽泛的含义,并因而涉及在 某些岩石的变质过程中天然形成的水合硅酸盐,对其进行合适的力学处理会出现针状矿物 纤维。对于该主题的更多细节,尤其可以参见Deer Μ. A.,Howie R. A.和^isman J.,Rock Forming Minerals, Vol. 2, Ed.Longman(1971)。本说明书中的术语“石棉”尤其包括-蛇纹岩类型的石棉,它通常呈现为长度小于或等于40mm且直径为约0.02微米的 纤维的形式,其中可以提及式Mg3Si2O5(OH)4的温石棉(CAS号12007-29-5);以及-闪石类型的石棉,它是通常呈现为长度小于或等于70mm且直径为约0.08至0. 1 微米的纤维的硅酸盐,并且它尤其包括-镁铁闪石类型的石棉,它符合通式(Fe,Mg),Si8O22 (OH)2 (CAS号12172_73_5), 例如铁闪石,也称为“铁石棉”(smosite),它来源于AMOS公司(Asbestos Mines of South Africa)给予这些石棉的商品名,以及-青石棉类型的石棉,它符合通式Na2(Fe, Mg) 3Al2Si8022 (OH)2 (CAS号 12001-28-4)。目前已知石棉(特别是闪石类型的石棉)的使用对健康和环境的严重后果的风 险。由于认识到的石棉的该危险性,涉及该材料的操作的法规要求变得越来越严格,尤其是 当涉及纤维屑状态的石棉时,即仅仅彼此压在一起且允许空气流通的针状纤维的形式。实 际上,当使用石棉去除技术时,通常通过使用强力吸尘器保证石棉去除区域的安全,该吸尘 器旨在避免纤维被空气输送,并且操作者通常通过防护衣进一步被保护。对石棉所进行的工作表明,与该材料的使用相关的风险尤其在石棉表现为可吸入 颗粒形式(尤其是自由的针状纤维形式)时存在,这种颗粒的吸入能够尤其在人体中引起 纤维组织或癌组织,这可以表现为出现肺癌或石棉尘肺病类型的疾病。这种病状已归因于 石棉纤维的针状形式,但是也由于石棉在活体组织中部分溶解后释放的离子的作用。考虑到这些风险,含石棉废物被视为危险的工业废物,并且人们在近几年中寻求 开发可以有效地将其约束或去除的技术。应当注意,关于这一点,存在很多这种废物,它们 主要是用于隔热的纤维屑石棉或石棉水泥,其目前尤其用于法国,例如在建筑和市政工程 领域,直到1997年禁止含有石棉纤维的产品的制造和使用。为管理含石棉废物而提出的第一种解决方案在于将基于石棉的废物储存在用于 危险废物的储存中心。这种约束是不能令人满意的方案,尤其是在它不包括能够使废物无 害化的任何处理以及它因此导致有害废物在敏感地点的累积这一点上。此外,储存中心的储存能力不是无限的,并且它还另外具有不可忽视的成本。目前使用的另一种解决方案在于通常使用等离子体焰炬使这些废物达到高温 (10000°C量级),从而实现基于石棉的废物的玻璃化。石棉的这种玻璃化已证实确实是有效 的石棉处理技术,因为它导致将任何类型的石棉转化成不能释放针状石棉的可吸入纤维的 玻璃化材料。然而,该玻璃化方法的主要缺点在于它的很高的成本,这是因为与等离子体焰 炬的使用相关的很高的能量消耗以及它所涉及的高技术设备的安装和维护费用。此外,石 棉的玻璃化技术具有相对较低的处理能力(对于存在于欧洲的单个这种设备为22吨每天, 即8000吨每年),这与目前待处理的基于石棉的废物很高的量相比非常低(作为示例,在法 国,含石棉废物每年的量为约200000吨纤维屑石棉和2千万吨石棉水泥。另外,据统计存 在3000种含有石棉的产品(G. Deriot和J. P. Godefroy的2005-2006参议院信息报告),并 且目前1亿m2的法国建筑仍然是含石棉的)。还提出了除玻璃化以外的其它解决方案来处理基于石棉的废物,但是它们已证实 在实践中不实用或者不如玻璃化有效。因此,例如已提出通过使石棉纤维经受旨在导致石棉无定形化的强烈粉碎而破坏 石棉纤维的针状结构。另一方面,已提出进行石棉的酸侵蚀以便将其针状纤维溶解。在该范围内,一种激进的方法在于用浓氢氟酸对石棉的酸侵蚀。已证明该侵蚀很 有效,但是它仅仅可以在实验室规模上考虑。因为与氢氟酸的使用有关的毒性和危险性阻 止了其工业应用。已提出了使用除上述氢氟酸以外的酸,但是已证明通过这些其它酸的侵蚀对于大 部分石棉的处理通常是无效的。因而,例如,在例如WO 97/27902中记载了在约30至95°C 的温度下通过加入了钠离子以及任选的其它酸的氢氯酸对石棉的溶解处理。该文献中记 载的方法已证明对于某些类型的石棉是有效的,尤其是贵橄榄石类型的石棉,但是已证明 它通常不适合用于处理闪石类型的石棉(尤其是镁铁闪石(特别是铁石棉)和青石棉), 特别是当涉及纤维屑石棉时。实际上,很多出版物确认,石棉的酸侵蚀通常非常局限于石棉 的针状纤维的表面,特别是当涉及闪石类型的石棉时,这似乎可以通过表面凝胶的形成来 解释,该表面凝胶将阻止对石棉纤维的核心的侵蚀。对于这一点的更多细节,尤其可以参 见"Dissolution of fibroussilicates in acid and buffered salt solutions",Allen M.P.和 SmithR. W.,Minerals Engineering, vol. 7,1527-1537(1994)。因而,结论是目前需要有效且低成本的方法,该方法使得可以有效地将可吸入的 针状石棉纤维转变成不可吸入的形式,并且这是针对所有类型的石棉,尤其是对于闪石类 型的纤维,例如镁铁闪石或青石棉。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供这样的方法。为此,本专利技术涉及含石棉废物的处理方法,该方法包括步骤(E),在该步骤中通过 在至少125°C的温度下和高于0. 的压力下(即至少2巴的压力下)使该废物与除氢氟 酸以外的酸反应而溶解所述废物中所含的石棉,并且其中-包含在被处理的废物中的石棉是闪石类型的石棉;并且/或者-将在石棉的酸溶解结束时获得的溶液再利用。根据一种有利的实施方案,本专利技术方法的步骤(E)通过如下方式进行将含有待 处理的废物和除氢氟酸以外的酸的水溶液的混合物加入压热器腔中,并使该压热器达到高 于125°C的温度。在这些条件下,压热器腔中的压力至少达到在所考虑温度下的水蒸气的压 力,因此实际上为至少0. 的值实际上,通过这样操作,当温度为125°C时达到0. 24MPa 的压力,并且压力随着温度升高而升高(作为示例,对于200°C的温度,压力为1.55MPa(即 15.5巴),对于250°C的温度,压力为4MPa(即40巴))。优选地,在本专利技术方法的步骤(E)中,废物和酸的反应温度大于或等于150°C,更 优选大于或等于170°C。此外,通常有利的是,进行步骤(E)中的废物和酸的反应的压力大于或等于 0. 5MPa(即大于或等于5巴),更优选大于或等于0. 8MPa(即大于或等于8巴)。在得出本专利技术的工作中,专利技术人现已完全出人意料地发现,当在上述温本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.含石棉废物的处理方法,该方法包括步骤(E),在该步骤中通过在至少125℃的温度下和高于0.2MPa的压力下使该废物与除氢氟酸以外的酸反应而溶解所述废物中所含的石棉,并且其中:-包含在被处理的废物中的石棉是闪石类型的石棉;并且/或者-将在石棉的酸溶解结束时获得的溶液再利用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:约勒·卡皮纳
申请(专利权)人:国家科研中心
类型:发明
国别省市:FR

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