一种重金属废弃物永久固化方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境工程技术领域，其涉及一种重金属废弃物永久固化方法。 (二）
【背景技术】
[0002] 目前，重金属废弃物、废水等严重的危害着我国的自然环境，重金属污染已经严重 影响到人们的生产环境，对重金属污染问题的解决，是一个迫在眉睫的问题，但是国内外解 决重金属废弃污染物常用的三种方法：填埋法，水泥砖法，烧结法；这些方法有的本身就是 一种对资源的浪费，要不就是经济成本高，不利于推广。填埋法是指挖好填埋基坑，在坑底 做好防渗漏层，然后将重金属废弃污染物填入坑中，并覆盖粘土，接着在粘土层上种树等。 但是填埋法存在很多缺点，其资源浪费严重，需要占用大量土地面积，而且会对周边环境造 成二次污染，同时该方法非常不经济，填埋法投资大，大面积开挖，大面积做防渗漏层，覆盖 粘土，种树等，都需要大笔资金投入，而投入多确没有产出。水泥砖法是指把重金属废弃污 染物按比率掺入水泥砂浆砖当中，但是该方法同样存在如下缺点：水泥砂浆砖表面粗糙，表 面也难覆漆膜，表面容易泄露重金属微量元素，水泥砂浆砖中的重金属废弃物参量有限，难 处理大批量重金属废弃污染物。至于烧结法是指把重金属废弃污泥或粘土制作成粘土砖进 行烧结成砖块，达到固化重金属废弃污染物目的，但是烧结砖制作能耗高，当重金属废弃污 染物的污泥或粘土成分复杂时，烧结砖质量难以保障，并且烧结砖使用范围有限，量小使得 处理重金属废弃污染物量也有限。
[0003] 为解决上述方法的不足，本发明提供一种重金属废弃污染物永久固化的新工艺。 (三）
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种重金属废弃物永久固化方法，具有不占用土地资源， 能耗低，能够将重金属废弃物永久固化，固化后重金属微量元素不浸出不泄露，投资小，生 产效率高，该方法生产出的产品应用范围广。
[0005] 本发明的解决方案是在现有技术的基础上，采用如下重金属废弃物永久固化方 法：
[0006] ①配料：将粉末或浆体状的重金属废弃物与水泥、石英粉、纤维、添加剂按一定比 例进行配比；
[0007] ②制浆：将①中的配料与水混合搅拌均匀后备用；
[0008] ③制胚、成型：将②中所述浆体采用抄取成型法制成产品毛坯；
[0009] ④蒸养：将产品毛坯在蒸养设备里经高压蒸养产生化学反应生成稳定的托贝莫来 石晶体的广品。
[0010] 本发明由于将粉末或浆体状的重金属废弃物与水泥、石英粉、纤维、添加剂按一定 比例进行配比，直接采用重金属废弃物作为参料，通过结构稳定的托贝莫来石晶体将重金 属废弃物颗粒永久固化在其晶体中，而由于采用抄取法来进行生产，大大提高了生产效率， 加速了重金属废弃物的利用，对国家治理重金属污染具有重大意义。而且采用抄取法来永 久固化重金属废弃物，由于整个生产过程中，所有原材料都是在相对封闭的环境下研磨、配 比、混合、搅拌，配置的浆体都是在密闭管道中输送，并且回料与废料处理也都是在密闭装 置中进行处置，整个生产过程中不会对环境产生二次污染，同时由于全程都是采用自动化 机器生产，在重金属废弃物固化前的过程中，重金属废弃物与人都是隔离的，重金属元素不 会对生产工人的健康产生危害。本发明通过配料、制浆、制胚成型、蒸养，最终形成包裹重金 属废弃物颗粒的托贝莫来石晶体。而由于托贝莫来石固化重金属废弃物后，在浸出实验中， 重金属元素其浸出参数远远低于国家标准，可见，采用该永久固化方法，不但解决了重金属 废弃物污染问题，同时采用该方法生产出的附加产品：瓦、管或板，也达到了国家安全标准。 采用这种生产方法，其只需要1-2天就可以达到重金属废弃物永久固化的目的，与传统的 采用水泥固化重金属废弃物需要养护28天相比，其生产周期大大缩短，加大了重金属废弃 物的处理能力，从而达到了本发明的目的。
[0011] 本发明的特征还在于所述的配料与水混合搅拌均匀后的浆体浓度为3% -45%。 该浓度非常适合采用抄取法生产。
[0012] 本发明的特征还在于所述的纤维为增强纤维。
[0013] 本发明的特征还在于所述的增强纤维为矿物纤维、植物纤维或化学纤维。
[0014] 本发明的特征还在于所述的水泥为普通水泥或硫铝酸盐水泥。
[0015] 本发明的特征还在于所述的重金属废弃物的细度为80目以上。重金属废弃物的 细度在80目以上时，由于其粒径较小，更有利于其颗粒裹含在托贝莫来石晶体中永久固 化。重金属废弃物的细度可以为90目、100目、110目、120目、130目140目、150目、160目、 170目、180目、190目、200目甚至更高。
[0016] 本发明的特征还在于所述的石英粉的细度为80目以上。当石英粉的细度为80目 以上，有利于其主要成分Si02更好的参与反应。
[0017] 本发明的特征还在于所述的重金属废弃物的细度为200目左右。当重金属废弃物 的细度为200目左右，其固化到托贝莫来石中的结构是最稳定的。
[0018] 本发明的特征还在于所述的石英粉的细度为200目左右。当石英粉的细度为200 目左右时，Si02参与反应的利用率是最高的，能够更有效的使各物质反应生成托贝莫来石 晶体。
[0019] 本发明的特征还在于所述的配料的质量比重为重金属废弃物20% -60%，水泥 10% -50 %，石英砂20 % -50 %，添加剂0· 1% -20%，纤维5 % -10%，填料0-30 %。所述的 填料为粉煤灰、火山灰、重钙粉、电石泥、膨润土、硅藻土、工业废料、珍珠岩、玻化微珠、云母 等。当重金属废弃物按27-39%的量掺入制浆时，其永久固化方法的附加产品瓦、板、管质量 稳定，性能可靠，合理的硅质材料与钙质材料配比才是质量的关键。
[0020] 本发明的特征还在于所述的料浆采用立式搅拌或卧式搅拌方法搅拌均匀。采用上 述常用的搅拌方式，不但可以人料隔离，而且能够让各组分混合得更均匀，避免出现反应不 均的现象。
[0021] 本发明的特征还在于所述的抄取成型法采用半箱网抄取法、网箱抄取法、流浆抄 取法、集浆抄取法、网带式抄取法。
[0022] 本发明的特征还在于所述的产品为托贝莫来石晶体的瓦、管或板。
[0023] 本发明的特征还在于所述的产品在蒸养前先进行预养护。这样，由于产品在蒸养 前先进行预养护，在蒸养后使得产品与模具之间脱模方便。
[0024] 本发明的特征还在于所述的产品与模具之间刷有脱模剂。这样在蒸养后使得产品 与模具之间脱模方便。
[0025] 本发明的特征还在于所述的蒸养温度为139-248度，蒸汽压力0· 8-2. IMp，蒸养时 间为6-40小时。在蒸汽压力为0. 8-2. OMp，蒸养温度为139-248度时，在蒸养装置中蒸养 时间为6-40小时得到托贝莫来石晶体。其最佳蒸养温度是180-205度，最佳蒸汽压力为 I. 2-1. 4Mp，最佳蒸养时间为8-30小时。可见采用这种生产方式，与传统的水泥固化重金属 废弃物需要养护28天相比，其生产周期大大缩短，加大了重金属废弃物的处理能力。
[0026] 本发明的特征还在于所述的产品设置有防浸出层。当在某些需要更高安全等级的 地方，可以对重金属废弃物永久固化方法的附加产品的表面进行表面处理，在其表面设置 防浸出层，同时在附加产品的表面设置防浸出层，也可以让人们更容易接受该产品在公共 领域及建筑领域的应用，有利于附加产品的应用推广，从而促进了重金属废弃物的处理。所 述的防浸出层为水泥基渗透结晶型防水材料。由于水泥基渗透结晶型防水材料是一种永久 性的刚性防水材料，其应用到本附加产品的表面时，可以非常好的防止产品与水直接接触， 达到了防止重金属元素浸出的目的，防浸出膜层还可为漆膜、低温瓷面、防水胶层、复合层 等。 (四）
【附图说明】
[0027] 图1是本发明实施例1的生产流程图；
[0028] 图2是瓦设置有防浸出层的结构图