1、3.3 固体废物固化处理 （Solidifacation of Solid Waste）,固体废物浮选固体废物化学浸出固体废物解毒处理固体废物固化和稳定化处理,3.3.1 固体废物的浮选,（一）原理与影响因素,（1）原理： 浮选是通过在固体废物与水调成的料浆中加入浮选药剂扩大不同组分可浮性的差异，再通入空气形成无数细小气泡，使目的颗粒黏附在气泡上，并随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层后刮出，成为泡沫产品；不上浮的颗粒仍留在料浆内，通过适当处理后废弃。 疏水性物料颗粒易粘附于气泡上，随气泡上浮聚集在液面上，形成泡沫产物(刮出),亲水性物料颗粒仍留在料液中,从而实现分离。 这种依据于物料表面性质差异，
2、在浮选剂作用下借助于气泡的浮力，达到分选物料的目的。,（2）影响因素,内因：在浮选过程中，固体废物各组分对气泡粘附的选择性，其中主要取决于物质表面性质（亲水性、憎水性），而与物质密度无关。 外因：物质表面的亲水、疏水性能，可以通过浮选药剂的作用而加强，因此，在浮选工艺中正确选择、使用浮选药剂是浮选操作的主要外因条件。,1、捕收剂,捕收剂：能够选择性地吸附在欲选的颗粒上，使目的颗粒表面疏水，增加可浮性，使其易于向气泡附着的药剂。异极性捕收剂：分子结构含有极性与非极性两个基团，极性基团易与废物表面发生作用而吸附在其表面，非极性基团疏水性强，朝外排水而造成废物表面的“人为可浮性”。典型的异极性捕收剂
3、有黄药、油酸，多用于分离重金属。非极性油类捕收剂：常用煤油、柴油、燃料油等，多用于从粉煤灰中回收未燃尽炭、废石黑等,浮选剂根据其在浮洗过程中的作用不同，可分为：捕收剂、起泡剂和调整剂三种类型。,起泡剂：一种表面活性物质，能够促进泡沫形成，增加分选界面的药剂。主要作用在水-气界面上使其界面张力降低，促使空气在料浆中弥散，形成小气泡，防止气泡兼并，增大分选界面，提高气泡与颗粒的粘附性和上浮过程中的稳定性，以保证气泡上浮形成泡沫层。起泡剂共同特点：异极性有机物、多为表面活性剂、强烈地降低表面张力、溶解度要适当。常用的起泡剂合松油、松醇油、脂肪醇等。,2、起泡剂,3、调整剂,调整剂：调整捕收剂的作用及
4、介质条件的药剂。按其作用可分为活化剂（金属阳离子、HS-、HSiO-）、抑制剂（O2、SO2、淀粉等）、分散剂（水玻璃、磷酸盐）、絮凝剂（腐殖酸、聚丙烯酰胺）、pH调整剂（酸、碱）等。,活化剂：促进捕收剂与某些颗粒的表面作用，提高这些颗粒可浮性。 抑制剂：抑制非欲浮颗粒的可浮性。 介质调整剂：调整料浆性质，使料浆对欲浮物有利，对非欲浮物浮选不利。 分散与混凝剂：调整料中细泥的分散、团聚与絮凝，以减小细泥对浮选的不利影响，改善和提高浮选效果。,作用原理,常用类型,无机盐（硫化钠、硫酸铜）,各种无机盐(水玻璃)和有机物(淀粉),酸和碱类,分散剂有无机盐类(苏打）和高分子化合物(聚磷酸盐)；混凝剂有
5、明矾、聚内烯酰胺等。,（四）浮选工艺过程,调浆 调药 调泡,浮选工艺包括以下三个程序：,是指浮选前料浆调制，使进入浮选的料浆浓度（料浆中固体废物与液体的重量之比）。必须适合浮选工艺的要求。一般浮选密度较大、粒度较粗的废物颗粒，往往用浓的料浆；反之用较稀料浆。,加浮选剂调整，所加药剂的种类和数量、投加地点和方式是浮选的关键，必须由实验确定。,即浮选气泡的调节，使颗粒与气泡充分接触。,一般是先加调整剂，再加捕收剂，最后加气泡剂。,正浮选：将有用物质浮入泡沫产物，无用或回收经济价值不大的物质仍留在料浆内的浮选法。反之，称为反浮选。 若固体废物中有两种或两种以上的有用物质，其浮选方法有优先浮选、混合浮
6、选两种。 优先浮选是将固体废物中有用物质依次一种一种地选出，成为单一物质产品。 混合浮选是将固体废物中有用物质共同选出为混合物，然后再把混合物中的有用物质一种一种地分离。,（五）浮选设备,核心装置：浮选机。目前使用较多的是机械搅拌式浮选机。 结构性能：上应具有充气、搅拌、调节料浆液面、料浆循环量及充气量的作用。 工艺性能：工作可靠、耐磨、耗电少、构造简单的性能。,3.3.2 固体废物的化学浸出,溶剂浸出：是用适当的溶剂与废物作用使物料中有关的组分有选择性地溶解的物理化学过程。 其目的主要是使物料中有用或有害成分能选择性地最大限度地从固相转入液相。 溶剂选择的要点： 对目的组分选择性好； 浸出率
7、高，速率快； 成本低，容易制取，便于回收和循环利用； 对设备腐蚀性小。,一、浸出的动力学过程,浸出过程大致可分为四个阶段：外扩散、化学反应、解吸、反扩散。,二、浸出的化学反应机理,物理溶解：指溶质在溶剂作用下仅发生晶格破坏，而离子或原子之间化学键的破坏，是一种可逆过程，溶质可以从溶液中结晶出来。 化学溶解：指溶剂与物料的有关组分之间发生化学反应生成可溶性的化合物进入溶液相的过程。包括：交换、氧化还原、络合反应等。,物料中的金属氧化物、硫化物与酸、碱、可溶性盐作用，生成可溶性的盐类的过程。,1、交换反应溶解过程,2、氧化还原反应溶解过程,溶液同物料组成之间发生氧化还原反应，生成可溶性化合物的过程
8、。,溶剂与物料相中组分发生络合反应，生成可溶性络合物的化学反应过程。,3、交换反应溶解过程,酸 浸,包括简单酸浸、氧化酸浸和还原酸浸：常用的酸浸剂有稀硫酸、浓硫酸、盐酸、硝酸、王水、亚硫酸等,简单酸浸 适用于简单金属氧化物、金属含氧盐及FeS、MnS等金属硫化物，以及大部分金属铁酸盐、砷酸盐和和硅酸盐。,三、典型的浸出反应,热的浓硫酸为强氧化酸，可将大部分的金属氧化物转变为相应的硫酸盐。,氧化酸浸：控制酸用量及氧化剂（常用Fe3+、Cl2、O2、HNO3、MnO2、H2O2等）用量，几乎所有金属硫化物中重金属元素被氧化溶解，硫被还原为单质硫或硫酸根。,氧化酸浸还常用于浸出某些低价化合物，使其中
9、的低价金属氧化成高价金属离子转入酸液中。如赤铜矿、辉铜矿中的铜。,还原酸浸：用于浸出变价金属的高价金属氧化物和氢氧化物。,有色金属冶炼过程产出的镍渣、锰渣、钴渣等，可进行还原酸浸，其反应方程式如下：,碱 浸,常用的碱浸剂有氨水、碳酸钠、苛性钠、硫化钠等,氨浸 适用于含金属铜、钴、镍及其氧化物的废物浸出。,黑铜矿,硫化钠溶液浸出：可分解砷、锡、汞等硫化物，使之生成可溶性硫代酸盐的形态转入浸液中。,碳酸钠浸出液：控较酸浸能力弱、但选择性设备防腐问题较易解决。适用于含碳酸盐含量高、含钨废料，硫化钼氧化焙烧渣、含磷废物（P2O5）、含钒废物（V2O5）、黑钨矿等的浸出。,为防止硫化钠水解，提高浸出率，
10、实践中常用硫化钠和苛性钠的混合液作为浸出剂。,盐 浸,常用的盐浸剂有氯化钠、高价铁盐、氯化铜和次氯酸钠等溶液。,氯化钠浸出 如含铅废物；,次氯酸钠浸出：可浸出难被高价铁盐及高价铜离子浸出的金属硫化物,高价铁盐浸出 含鉍废物，是浸出金属硫化矿废物的良好溶液。,四、浸出过程主要影响因素,物料粒度及特性：粒度细、比表面积大、结构松散、孔隙发达则浸出率高。如含铜废渣浸出时，粒度由150mm磨细到0.2mm，浸出时间由4-6年减少到4-6小时；且浸出粒度以0.5-1.0cm为宜。 浸出温度：温度升高，化学反应速率会快于扩散速率，使反应从动力区转入扩散区 浸出压力：压力增大，浸出速率加快； 搅拌速度：适当
11、的搅拌速度能减少扩散层厚度； 其他因素：溶剂浓度越大，固体的溶解速率和溶解程度都随之增加，但溶剂浓度过高，不经济且进入溶液的杂质增多，设备腐蚀程度也增大。,五、浸出工艺,浸出剂与被浸废料的相对运动方式不同：顺流浸出、错流浸出和逆流浸出。 顺流浸出即浸出剂与被浸废料的流动方向相同的浸出。 浸出过程中废料的运动方式：渗虑浸出和搅拌浸出。,渗虑浸出：使浸出剂溶液通过物料层实现的，按溶液流向分为上升流浸出和下降刘浸出，主要包括：就地浸出、堆浸和槽浸三种方法。 搅拌浸出：物料和浸出剂同时流动，在机械、空气或机械与空气联合搅拌下进行。,二、浸出效果衡量,实践中常用目的组分的浸出率、浸出过程的选择性及浸出药
12、剂用量等指标衡量浸出过程。,废物干重,废物中某组分的含量,浸出液体积,某组分在浸出液中的含量,浸出渣干重,浸渣中该组分含量,浸出过程的选择性：常用选择性系数（）表示，它是在相同浸出条件下，某两组分的浸出率之比，即：,值愈接近1，表示浸出过程中该两组分的 浸出选择性愈差。,三、浸出工艺与设备,（1）渗滤浸出：浸出剂在重力作用下自上而下或在压力作用下自下而上通过固定废料层的浸出过程，一般仅用于某些特定的废物，常采用间断操作制度。包括槽浸、堆浸、就地浸出。,依浸出过程废物的运动方式，分两种：,顺流浸出,依浸出剂与被浸废料的相对运动方式，分三种：,（2）搅拌浸出：将磨细的废物与浸出剂在搅拌槽中进行强烈
13、搅拌的浸出过程，可浸出各种废物。浸出前废物磨细至0.3mm以下，采用连续操作制度。,错流浸出,逆流浸出,顺流浸出：浸出时，浸出剂与被浸废料的流动方向相同，此时浸出液中目的组分的含量较高，浸出剂的消耗量较小，但浸出速度较小，浸出时间较长。,图3-29 顺流浸出工艺流程,错流浸出：浸出时，浸出剂与被浸废料的流动方向相错，每次浸出后的浸渣均与新浸出剂接触，浸出速度高，浸出率高，但浸出液体积大，浸出液中目的组分的含量低，浸出剂消耗量大,图3-30 错流浸出工艺流程,逆流浸出：浸出时，浸出剂与被浸废料运动方向相反，即经几次浸出而贫化后的废物与新鲜浸出剂浸出剂接触，而原始被浸废物则与浸出液接触 ，可较充分
14、地利用浸出液中的剩余浸出剂，浸出液中目的组分含量高，浸出剂消耗量较小，但浸出速度较低，浸出时间较长，需较多的浸出段数。,图3-31 逆流浸出工艺流程,（2）常用的浸出设备：,图3-32 渗滤浸出槽结构示意图,图3-33 机械搅拌浸出槽结构示意图,图3-34 空气搅拌浸出槽结构示意图,图3-35 流态化逆流 浸出槽结构,图3-36 哨式加压釜,图3-37自蒸发器,搅拌方法三种：,机械搅拌,气流（蒸汽或空气）搅拌,气流-机械混合搅拌,依外形,立式,卧式,图3-38 卧式机械搅拌高压釜的结构示意图,四、浸出液中目的组分的提取和分离,固体废物通过浸出，其目的组分进入了浸出液。从浸出液中提取和分离目的组
15、分可采取离子沉淀、置换沉淀、电沉积、离子交换、溶剂萃取等化学方法。,（1）离子沉淀,难溶的氢氢化物 硫化物 各种盐类,水解沉淀 硫化物沉淀 其他难溶盐沉淀,水解沉淀：大多数金属在水溶液中会以难溶氢氢化物沉淀的形式析出,硫化物沉淀：绝大多数金属硫化物的溶度积均很小，可通过硫化物沉淀来定量回收金属。用作沉淀剂的硫化物有Na2S和气态H2S，在金属提取中多用H2S。,常温溶解度0.1mg/L,其他盐类沉淀： 如某些金属的磷酸盐、砷酸盐、碳酸盐、草酸盐、氟化物、氯化物等其他盐类沉淀,沉淀设备：主要有机械搅拌槽沉淀物的分离：过滤机。如果沉淀过程需要加温而又要维持沉淀料浆液固比不变，则要设置夹套加热器或蛇
16、管加热器。如无特殊要求，则可用蒸汽直接加热。,（2）置换沉淀 ：也称置换沉积一种金属从浸出液中将另一种金属离子置换出来的氧化还原过程。,根据热力学原理，任何较负电性的金属均可从溶液中置换出较正电性的金属，直到两种金属的可逆电位相等时为止。,E，置换反应越容易,置换沉淀设备：主要有溜槽、转鼓、置换器等。,置换溜槽：最简单的置换装置，是一个曲折的具有一定坡度的水泥地沟。槽底可搁放木制方格，上置铁屑。溶液从溜槽上端流入，下端流出，在流动中完成置换反应。人工翻动置换材料使已析出的海绵金属剥落下来，沉于槽底，然后随溶液流出，澄清晒干，即得海绵金属产品。,图3-39 置换转鼓结构示意图,图3-40 锥形置
17、换器结构示意图,（3）气体还原沉淀,利用还原剂H2、CO、SO2等，在一定条件下（如高温、加压）直接从浸液中还原析出金属的过程。,条件：,六、浸出设备,六、浸出设备,六、浸出设备,【概念】稳定化 固化 浸出率 增容比 浸出速率 【方法原理】 重金属稳定化方法及适用对象； 有机污染物的氧化解毒处理方法及适用对象； 固化处理的方法原理及优缺点； 稳定化固化效果的评价指标。,本章重点,第六章 固体废物固化处理技术,6.1 固化处理的原理和步骤 6.2 药剂稳定化处理（补充资料） 6.3 固体废物固化处理 6.3.1 水泥固化 6.3.2 石灰固化6.3.3 沥青固化 6.3.4 塑性材料固化 6.3
18、.5 玻璃固化 6.3.6 自胶结固化,内容提要,6.1 固化处理基本概念,1、固体废物的固化技术 （1）固化技术：是利用物理或化学方法将有害废物与能聚结成固体的某些惰性基材混合，从而使固体废物固定或包容在惰性固体基材中，使之具有化学稳定性或密封性的一种无害化处理技术。在实际应用中，固化处理可以划分为两个既相互关联又相互区别的稳定化技术和固化技术。 固化所用的惰性材料称为固化剂。有害废物经过固化处理所形成的固化产物称为固化体。,（1）固化(Solidification)：在危险废物中添加固化剂，使其转变为不可流动固体或形成紧密固体的过程。 （2）稳定化(Stabilization) ： 将有毒
19、有害污染物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的过程。化学稳定化&物理稳定化。 （3）包容化技术。是指用稳定剂、固化剂凝聚，将有毒物质或危险废物颗粒包容或覆盖的过程。 目的： 对危险废物、其它处理过程残渣及被污染的土壤进行处理。使危险废物中所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来，减少后续处理与处置的潜在危险。,2、固化处理的基本要求（1）有害废物经过固化处理后所形成的固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等，最好能作为资源加以利用。（2）固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低。（3）固化工艺过程简单，便于操作。（4）固化剂来源丰富，价廉易得。 （5）处理费用低廉。
20、,3、固化效果评价指标固化处理效果常用浸出率、增容比、抗压强度等物理、化学指标予以评价。（1）浸出率：是指固化体浸于水中或其它溶液中时，其中有毒（害）物质的浸出速度。浸出率的数学表达式如下：Rin=(ar/Ao)/(F/M)t式中：Rin标准比表面的样品每天浸出的有害物质的浸出率，g/(dcm2)ar浸出时间内浸出的有害物质的量，mgAo样品中含有的有害物质的量，mgF样品暴露的表面积，cm2M样品的质量，gt浸出时间，d,（2）增容比是指所形成的固化体体积与被固化有害废物体积的比值，它是鉴别处理方法好坏和衡量最终成本的一项重要指标。即 ： Ci=V2/V1式中：Ci增容比V2固化体体积，m3
21、V1固化前有害废物的体积，m3,（3）抗压强度是保证固化体安全贮存的重要指标。对于一般的危险废物，经固化处理后得到的固化体，若进行处置或装桶贮存，对抗压强度要求较低，控制在0.10.5MPa即可；作为填埋处理无侧限抗压强大于50kPa；作为建筑填土无侧限抗压强度大于100kPa 。作建筑材料：10MPa。对于放射性废物，其固化产品的抗压强度，前苏联要求大于5MPa，英国要求达到20MPa。一般情况下，固化体的强度越高，其中有毒有害组分的浸出率也越低。,具备一定的性能：抗浸出性； 抗干湿性、抗冻融性； 耐腐蚀性、不燃性； 抗渗透性（固化产物）； 足够的机械强度（固化产物）。,浸出速率,抗压强度,
22、体积变化因数,装桶贮存:0.10.5MPa 作填埋处理：50kPa 作建筑填土：100kPa 作建筑材料：10MPa 放射性固化体：前苏联 5MPa, 英国20MPa,4、固化处理的基本步骤 （1）废物预处理对收集到的固体废物必须进行预处理，如分选、干燥、中和、破坏氛化物等物理的和化学的处理过程，因为废物中所含的许多化合物都会干扰固化过程。例如用水泥为固化剂时，锰、锡、铜、铝的可溶性盐类会延长凝固时间并降低固化体的物理强度。过量的水也会阻碍固化过程，含酸性物质过多则会使固化剂用量增加等。 （2）加入填充剂及固化剂其用量一般根据实验结果来确定。,（3）混合和凝硬将废物和固化剂在混合设备中均匀混合
23、，然后送到硬化池或处置场地中放置一段时间，使之凝硬完成硬化过程。 （4）固化体的处理根据所处理废物的特性将固化体填埋或加以利用（如做建筑材料）。,6.2 有毒有害物质的稳定化处理 6.2.1 重金属离子的稳定化技术（1）中和法；（2）氧化还原法；（3）化学沉淀法； 氢氧化物沉淀法 硫化物沉淀法 硅酸盐沉淀法 碳酸盐沉淀法 共沉淀法 无机及有机螯合物沉淀法（4）吸附法（5）离子交换法,6.2.2 有机污染物的氧化解毒技术向废物中投加某种强氧化剂，可以将有机污染物转化为CO2和H2O，或转化为毒性很小的中间有机物，以达到稳定化目的。常用的氧化剂有臭氧、过氧化氢、氯气、漂白粉等。 1、臭氧氧化解毒如
24、用臭氧处理氰化物时发生反应：NaCN+O3一NaCNO+O2 2、过氧化氢氧化解毒如用过氧化氢处理氰化物时发生下列反应：NaCN +H2O2一NaCNO+H2O 3、氯氧化解毒如果废物是液态的，则可以将氯气直接通入其中发生水解反应生成次氯酸：CI2+H2O一HOCI+H+CI- 次氯酸HOCI是一种弱酸，又进而在瞬间离解： HOCIH+OCI-,Cr、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn等重金属的化学稳定化技术,有 毒 有 害 物 质,含氯的挥发性有机物、硫醇、酚类、氰化物等有机污染物的氧化解毒技术,利用化学药剂通过化学反应。具有相对持久性 。,药 剂 稳 定 化 处 理,重 金 属 化 学 稳 定
25、化,氧化还原剂,硫酸亚铁/硫代硫酸钠/亚硫酸氢钠/二氧化硫/煤炭/纸浆废液/锯木屑/谷壳,Cr6+Hg2+As5+,Cr3+HgAs3+,氧化还原反应,无 毒,有毒,重 金 属 离 子 的 稳 定 化,氧 化 还 原 法,药剂稳定化处理,吸 附 剂 活性炭：活性炭 有机物 粘土： 金属氧化物：氧化铁、氧化镁、氧化铝 天然材料：锯末、沙、泥炭、沸石、软锰矿、 磁铁矿、硫铁矿、磁黄铁矿等 人工材料：飞灰、粉煤灰、高炉渣、活性氧化铝、有机聚合物,重 金 属 离 子 的 稳 定 化,吸附法,镍离子,氢氧化物沉淀法 碱性物质：氢氧化钠、石灰、碳酸钠等 固化基材：硅酸盐水泥、石灰窑灰渣、碳酸钠等硅酸盐固化
26、（pH 211） 水和金属离子与二氧化硅或硅胶不同比例结合 碳酸盐沉淀 钡、镉、铅碳酸盐溶解度 其氢氧化物 应用不广泛pH低，CO2溢出；pH高，氢氧化物,重 金 属 离 子 的 稳 定 化,化 学 沉 淀 法,pH溶解度,硫化物沉淀法 无机硫化物沉淀：应用仅次于氢氧化物沉淀法大多数金属硫化物溶解度低。一般保持pH大于8。 有机硫化物沉淀：较高的分子质量沉淀物易沉 降、脱水和过滤；沉淀彻底，适用pH范围广。 含汞废物及含重金属的粉尘（焚烧灰及飞灰等） 共沉淀 永久磁铁吸住。碳酸钙也可产生共沉淀,重 金 属 离 子 的 稳 定 化,化 学 沉 淀 法,铁氧体 :=1:11:2,Mn2+ Zn2+
27、 Ni2+ Mg2+ Cu2+ Cd2+,溶解度,无机及有机螯合物沉淀废物中含有的配合剂：磷酸酯、柠檬酸盐、葡萄糖酸、氨基乙酸、EDTA等形成稳定可溶螯合物。 螯环 Pb2+、Cd2+、Ag+、 Ni2+、Cu2+,98% Co2+、Cr2+,85%； 优于Na2S,重 金 属 离 子 的 稳 定 化,化 学 沉 淀 法,螯合效应,理论上1058g臭氧/度电 实际150g/度电，费用高 自由能高，强氧化剂有紫外线照射时：,氯和漂白粉。用氯的氧化物破坏剧毒的氰化物是一种经典方法：在pH 10,铁做催化剂产生OH35%50%，紫外线 功率500W/L,五氯酚污染的土壤， 99.9%，有机碳,6.3
28、 固体废物的固化处理 6.3.1 水泥固化技术 (Cement solidification)水泥固化：是以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理方法。水泥固化原理：水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥块，能将砂、石等骨料牢固地凝结在一起。水泥固化有害废物就是利用水泥的这一特性。常用作固化剂的水泥：硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥 。在水泥固化处理过程中，为了改善固化条件，提高固化体的质量，有时掺入适宜的添加剂。常用的添加剂有：吸附剂：如活性氧化铝、粘土、蛭石等；缓凝剂：如酒石酸、柠檬酸、硼酸盐等；促凝剂：如水玻璃、铝酸钠、碳酸钠等；减水剂：如表面活性剂等。,固化材料 废物被掺入
29、水泥的基质中,水泥与废物中的水分或另外添加的水分,发生水化反应后生成坚硬的水泥固化体 水泥主要成分：铝、硅、铁、钙的氧化物 固化基材: 普通硅酸盐矿渣硅酸盐火山灰硅酸盐矾土沸石等水泥 无机添加剂：蛭石、沸石、多种粘土矿物、水玻璃、无机缓凝剂、无机速凝剂和骨料等 有机添加剂：硬脂肪酸丁酯、-糖酸丙酯、柠檬酸 水泥固化过程硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等的水合反应产生Ca(OH)2,基本理论,水泥固化,固 化效 果,添加剂,pH,凝 固 时 间,配 料 比,改善固化体质量。吸附剂沸石或蛭石加入含硫酸盐的废物中防止其与水泥成分反应生成硫酸铝钙导致体积膨胀和破裂。蛭石还是骨料。,投加促凝剂、缓凝剂来控制
30、凝结时间，一般初凝时间2h,终凝24h，保证混料后有足够时间输送、装桶或浇注,水、水泥和废物的量比 水分过少，不能保证水泥的充分水合作用；水分过大，出现泌水现象,pH 较高，氢氧化物沉淀，碳酸盐沉淀。过高，带负电荷的羟基络合物，溶解度。Cu，9；Zn，9.3 ；Cd，11.1,水泥固化,水 泥 固 化 影 响 因 素,图61 电镀污泥水泥固化处理工艺流程图,6.3.2 沥青固化技术 （Pitch solidification）沥青固化：是以沥青类材料作为固化剂，与有害废物在一定的温度、配料比、碱度和搅拌作用下产生皂化反应，使有害废物均匀地包容在沥青中，形成稳定的固化体。沥青属于憎水性物质，具有
31、良好的黏结性和化学稳定性与一定的弹性和塑性，对大多数酸、碱、盐类有一定的耐腐蚀性。此外，它还具有一定的辐射稳定性，一般被用来处理具有中、低放射性的蒸发残渣及有毒有害废物。放射性废物沥青固化的基本方法：高温熔化混合蒸发法（如图62）、暂时乳化法和化学乳化法三种。沥青固化体的性质：沥青固化体的主要性能指标是它在水中的浸出率、辐照稳定性和化学稳定性。它们分别受到沥青种类、加入的废物量、废物的化学组分和残余水分等因素的影响。与水泥固化技术一样，沥青固化最初也是用于放射性废物的处理，后来才发展到固化处理其它危险废物，两者处理的废物类型也基本相同。,原理与工艺,沥青固化,固废预处理废物与沥青热混合二次蒸汽
32、净化放射性废物沥青固化基本方法： 高温融化混合蒸发：如图6-2，150230 暂时乳化：混合脱水干燥，双螺杆挤压机 化学乳化：废物与乳化沥青混合干燥脱水冷却硬化,原理,工艺,图62 高温熔化混合蒸发沥青固化流程示意图,塑性材料固化,概念及原 理,热固性塑料固化（脲醛树脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛树脂、环氧树脂）用热固性有机单体和经过粉碎处理的废物充分混合，在助凝剂和催化剂的作用下产生聚合以形成海绵状的聚合物质，从而在每个废物颗粒的周围形成一层不透水的保护膜。 部分液体废物遗留，需干化。颗粒度、含水量等以及进行聚合的条件 热塑性材料固化（沥青、石蜡、聚乙烯、聚丙烯等）：是用熔融的热塑性物质在高温下与
33、干燥脱水危险废物混合，以达到对废物稳定化的目的的过程。,概念,6.3.3 塑料固化处理,热塑性材料是指那些在加热后冷却时能反复转化和硬化的有机材料，如沥青、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、石蜡等。这些材料在常温下为坚硬的固体，而在较高温度下有可塑性和流动性，从而可以利用这种特性对固体废物进行固化处理。 热固性材料是指在加热时变成固体并且硬化，且再进行加热或冷却时仍保持其固体状态不变的物质。目前常用的热固性材料有尿醛树脂和不饱和聚醋等，酚醛树脂及环氧树脂也在小范围内使用。尿醛树脂使用方便，固化速度快，与有害物质形成的固化体有较好的耐水性、耐腐蚀性、价格也较便宜，使用较为广泛。不饱和聚醋树脂在常温常压下
34、即可固化。 日本冈山公害防治中心利用不饱和聚醋树脂固化处理电镀污泥，所形成的固化体抗压强度大，重量轻，表面光泽，可以作为建筑材料使用。,玻璃原料为固化剂，将其与危险废物以一定的配料比混合后，在10001500的高温下熔融，经退火后形成稳定的玻璃固化体。,钠钾玻璃溶解度高，硅酸盐玻璃熔点高，制造困难。 磷酸盐：含盐量低、放射性极高的如普里克斯废液（见图6-3） 硼酸盐玻璃：高放废液+固化剂煅烧，升温11001150 ，退火（见图6-4）。 浸出速率最低、增容比最小、高温操作，烧结过程需配备尾气净化系统、成本高、稳定性和耐久性差 。,概 念 固 化 剂 特 点,玻 璃 固 化,概念,固化剂,特点,
35、6.3.4 玻璃固化处理,图63 磷酸盐玻璃固化工艺流程,图64 硼酸盐玻璃固化工艺流程,概念 应用 及 特点,石 灰 固 化,适用于稳定石油冶炼污泥、重金属污泥、氧化物、废酸等无机污染物。 简单，物料来源方便，操作不需特殊设备及技术，比水泥固化法便宜，并在适当的处置环境，可维持反应的持续进行。石灰固化处理得到固化体的强度较低，所需养护时间较长，并且体积膨胀较大，增加清运和处置的困难，因而较少单独使用。,概念,应用,特点,6.3.5 石灰固化处理,CaSO42H2O或CaSO32H2O经煅烧成具自胶结作用的亚硫酸钙或半水硫酸钙，遇水后迅速凝固和硬化。 不需要加入大量添加剂，废物也不需要完全脱水
36、，工艺简单；固化体化学性质稳定，具有抗渗透性高、抗微生物降解和污染物浸出速率低的特点，并且结构强度高；但只限于含有大量硫酸钙的废物，应用面较为狭窄。此外还要求熟练的操作和比较复杂的设备，煅烧泥渣也需要消耗一定的热量Terra-Crete技术（见图6-5）,自胶结 固 化,原理 应用 及 特点,特点,原理,应用,概念,6.3.6 自胶结固化处理,图6-5 烟道气脱硫泥渣自胶结固化的工艺流程,6.3.7 水玻璃固化水玻璃固化：以水玻璃为固化剂，无机酸类（如硫酸、硝酸、盐酸和磷酸）为助剂，与有害污泥按一定的配料比进行中和与缩合脱水反应，形成凝胶体，将有害污泥包容，经凝结硬化逐步形成水玻璃固化体。水玻璃固化电镀污泥时的配比为：水玻璃（3号硅酸钠）混酸（纯硫酸与纯磷酸之比为91）污泥为5.850.5593.6。,
