專利名稱：：電鍍污泥與酸洗廢液協(xié)同水熱鐵氧體化的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電鍍污泥與酸洗廢液協(xié)同水熱鐵氧體化的處理方法，屬工業(yè)廢物廢液處理和資源化再生利用及環(huán)境保護(hù)
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：電鍍污泥是電鍍廢水采用絮凝沉淀法進(jìn)行處理的產(chǎn)物，是氫氧化銅、氫氧化鎳、氫氧化鉻、氫氧化鋅以及氫氧化鐵等重金屬氫氧化物的集合體，綜合外觀呈灰綠色，屬于工業(yè)危險(xiǎn)廢物，具有毒性大、易積累、不穩(wěn)定、熱值低、易流失等特點(diǎn)，如不加以妥善處理，任意堆放，可能引起地表水、土壤、地下水的次生污染，甚至危及生物鏈，造成嚴(yán)重的危害。目前，國內(nèi)外主要采取固化穩(wěn)定化后填埋的處理方式。酸洗廢液除含有相當(dāng)數(shù)量的殘余酸(約100g/L)，還富含亞鐵鹽(約120g/L)，另含少量硅鋁質(zhì)的酸不溶物。若對其不進(jìn)行處理利用，既會(huì)造成環(huán)境污染，又將浪費(fèi)寶貴資源。目前，酸洗廢液的處理方法和利用途徑歸納起來有以下幾種鹽酸分離法、直接焙燒法及氧化中和法。近年來，出于保護(hù)環(huán)境的目的以及經(jīng)濟(jì)利益的推動(dòng)，涌現(xiàn)出大批應(yīng)用新興技術(shù)處理酸洗廢液的研究，主要包括電滲析法，膜蒸餾法，選擇性沉淀法，離子交換法及膜電解冶金法聯(lián)用技術(shù)，以及噴灑培燒法。這些研究主要是以從酸洗廢液中提萃鐵鹽和再生酸液為目的。本發(fā)明提出了一種電鍍污泥與酸洗廢液協(xié)同水熱鐵氧體化的處理技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種電鍍污泥與酸洗廢液協(xié)同水熱鐵氧體化的處理方法。本發(fā)明的又一目的是實(shí)現(xiàn)廢物資源化再生利用，使最終產(chǎn)物成為有用的復(fù)合鐵氧體。本發(fā)明一種電鍍污泥與酸洗廢液協(xié)同水熱鐵氧體化的處理方法，其特征在于具有以下的過程和步驟-采用工業(yè)廢料電鍍污泥和酸洗廢液協(xié)同進(jìn)行處理；電鍍污泥中主要重金屬含量為(Wt%):Fe65±5%、Ca20±5%、Zn2.0±0.5%、Ni0.4±0.05%、Cr0.5±0.05%，以及Cu、Cd、Pb微量；酸洗廢液中主要重金屬含量為(g/L):Fe2+95±5、Fe3+8.0±2.0，以及Cr3+、Zn2+、CcP微量；將所述的電鍍污泥和酸洗廢液，兩者按一定配比進(jìn)行混合，即每克干電鍍污泥需加入酸洗廢液的體積為0.822.82毫升；在上述混合物中加入適量蒸餾水形成料漿液；然后再加入適量氨水，調(diào)節(jié)所述漿液的pH值到11±1;隨后將其置于高壓釜中，在200250'C溫度下水熱反應(yīng)6~8小時(shí)，其中反應(yīng)所需壓力依靠此溫度下的飽和蒸汽壓達(dá)到，約為24ato，反應(yīng)完畢后，將釜體自然冷卻至室溫；最終得到產(chǎn)物復(fù)合鐵氧體微晶體。所述的適量蒸餾水的加入量與所述混合物的體積比為1:1;所述氨水的加入量按重量百分比計(jì)，為電鍍污泥重量的4050%。本發(fā)明方法的原理及機(jī)理敘述如下本發(fā)明方法的原理為典型的水熱法合成納米微晶過程。通常以相應(yīng)的氫氧化物作為前驅(qū)物，使其經(jīng)歷一個(gè)常溫常壓下無法實(shí)現(xiàn)的特殊物理化學(xué)環(huán)境，充分溶解形成不同的生長基元，按照一定的聯(lián)結(jié)方式成核生長，結(jié)晶成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的復(fù)合鐵氧體。電鍍污泥中含有大量的重金屬陽離子，主要為Cu"、Ni2+、Cr3+、Z^+以及F^+等，而酸洗廢液中含有大量的F離子，可以補(bǔ)充至電鍍污泥中，維持二價(jià)離子與三價(jià)離子的比值在合適的范圍內(nèi)。因此，電鍍污泥可以通過補(bǔ)充適量的酸洗廢液在水熱條件下結(jié)晶出復(fù)合鐵氧體。電鍍污泥與酸洗廢液混合合，用氨水調(diào)節(jié)pH可使體系中各種金屬陽離子沉淀為金屬氫氧化物形成前驅(qū)體，繼而在水熱條件下溶解形成羥基負(fù)離子配合物，如，Zn(OH)42+，F(xiàn)e(OH廣，F(xiàn)e(OH)63—，Ni(OH),，Ni(OH)64—，Cr(OH廣等，再按照一定的方式相互聯(lián)結(jié)，脫去結(jié)晶水，形成生長基元，然后逐漸成長為晶粒，最后成長為復(fù)合鐵氧體晶體。本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)如下所述本發(fā)明通過工藝廢料電鍍污泥和酸洗廢液協(xié)同水熱鐵氧體化，使廢料和廢液得到充動(dòng)利用，實(shí)現(xiàn)資源化再生利用的目的；不但能獲得產(chǎn)生復(fù)合鐵氧體，而且能緩解環(huán)境污染，有利于環(huán)境保護(hù)。電鍍污泥經(jīng)補(bǔ)充酸洗廢液進(jìn)行水熱處理后，得到的復(fù)合鐵氧體，它能使電鍍污泥中的重金屬離子達(dá)到固定化穩(wěn)定化。所得到的復(fù)合鐵氧體，經(jīng)重金屬浸出毒性檢測，其低于美國TCLP和國標(biāo)(GB5085.3-1996)的浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)值。圖1為本發(fā)明所得產(chǎn)物復(fù)合鐵氧體的X射線衍射(XRD)譜圖。圖2為本發(fā)明所得產(chǎn)物復(fù)合鐵氧體的磁學(xué)特征曲線圖。具體實(shí)施例方式現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)一步說明于后。實(shí)施例l本實(shí)施例的過程和步驟如下所述(1)采用工業(yè)廢料電鍍污泥和酸洗廢液進(jìn)行處理。電鍍污泥中主要重金屬含量(Wt%)為下表l所示表l電鍍污泥中主要重金屬含量(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>酸洗廢液中主要重金屬含量(g/L)為下表2所示:表2酸洗廢液中主要重金屬含量(g/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>(2)將上述的電鍍污泥和鐵源酸洗廢液，兩者按一定配比進(jìn)行混合；每克干的電鍍污泥加入酸洗廢液2.8毫升；在上述混合物中加入一定量蒸餾水形成料漿液；蒸餾水的加入量與所述混合物的體積比為l:h然后再加入一定量的氨水，調(diào)節(jié)所述漿液的pH值到ll;氨水的加入量按重量百分比計(jì)，約為電鍍污泥重量的45%。(3)然后將上述漿料置于高壓釜中，在220'C溫度下水熱反應(yīng)7小時(shí)，其中反應(yīng)所需壓力依靠此溫度下的飽和蒸汽壓達(dá)到，約為3atm。反應(yīng)完畢后，將釜體自然冷卻至室溫；最后得到產(chǎn)物復(fù)合鐵氧體微晶體。實(shí)施例中，其中鐵源酸洗廢液的用量是根據(jù)電鍍污泥中的重金屬含量，按照鐵氧體晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)價(jià)的平衡原則來計(jì)算的。具體不同來源的電鍍污泥以及酸洗廢液，其投加量的比例應(yīng)另行計(jì)算確定。本實(shí)施例中，電鍍污泥的來源來自上海危險(xiǎn)廢物處理中心；鹽酸酸洗廢液來自寶鋼集團(tuán)上海二鋼有限公司。本實(shí)施例中水熱合成后的鐵氧體的固體浸出毒性分析如下-鐵氧體水熱合成后采用美國固體廢物毒性浸出方法(TCLP)分析固體浸出毒性。浸出劑A:量取5.7mL的冰醋酸，加入500mL蒸餾水中，用蒸餾水稀釋到1L，此溶液pH=2.88±0.05。浸出劑B:量取5.7mL的冰醋酸，加入500mL蒸餾水中，再加入64.3mol/L的NaOH,用蒸餾水稀釋到1L，此溶液pH=4.93±0.05。以pH=2.88±0.05及pH=4.93±0.05的HAC-NaAC緩沖溶液作為浸提劑，固液比為1:20，以30士2rpm/min的轉(zhuǎn)速滾動(dòng)式振蕩18h，靜置0.5h后以微孔濾膜抽濾，濾液置于密閉塑料瓶中測試其重金屬濃度。電鍍污泥經(jīng)補(bǔ)充霰洗廢液水熱處理后，以pH=4.93±0.05的HAC-NaAC授沖溶液分析重金屬浸出毒性，明顯低于美國TCLP(ToxicCharacteristicLeachingProcedure)禾卩國標(biāo)(GB5085.3-1996)的毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)值，如表3、4所示。由此可見，電鍍污泥經(jīng)水熱處理后具有晶格穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)致密等特點(diǎn)，能夠達(dá)到固化穩(wěn)定化的標(biāo)準(zhǔn)。表3水熱鐵氧體化前后浸出毒性變化(pH-4.93±0.05)固相重金屬浸出濃度/mgL'1CuZnFeCrNi電鍍污泥34.4340.950.110.5944.39鐵氧體化后0.07UD0.070.120.32表4浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)類別浸出液最高允許濃度/mgL—1CuZnFeCrNiTCLP(美國)15--5.0-GB5085.3-19965050-1010注"-"表示法制未限制。經(jīng)處理后所得復(fù)合鐵氧體產(chǎn)物的X射線衍射(XRD)分析譜圖見附圖中的圖l。經(jīng)處理后所得復(fù)合鐵氧體產(chǎn)物的磁學(xué)特性見附圖中的圖2。鐵氧體產(chǎn)物的比飽和磁化強(qiáng)度為58.94emu/g。權(quán)利要求1、一種電鍍污泥與酸洗廢液協(xié)同水熱鐵氧體化的處理方法，其特征在于具有以下的過程和步驟采用工業(yè)廢料電鍍污泥和酸洗廢液協(xié)同進(jìn)行處理；電鍍污泥中主要重金屬含量為(wt％)Fe65±5％、Ca20±5％、Zn2.0±0.5％、Ni0.4±0.05％、Cr0.5±0.05％，以及Cu、Cd、Pb微量；酸洗廢液中主要重金屬含量為(g/L)Fe2+95±5、Fe3+8.0±2.0，以及Cr3+、Zn2+、Cd2+微量；將所述的電鍍污泥和酸洗廢液，兩者按一定配比進(jìn)行混合，即每克干電鍍污泥需加入酸洗廢液的體積為0.82～2.82毫升；在上述混合物中加入適量蒸餾水形成料漿液；然后再加入適量氨水，調(diào)節(jié)所述漿液的pH值到11±1；隨后將其置于高壓釜中，在200～250℃溫度下水熱反應(yīng)6～8小時(shí)，其中反應(yīng)所需壓力依靠此溫度下的飽和蒸汽壓達(dá)到，約為2～4atm，反應(yīng)完畢后，將釜體自然冷卻至室溫；最終得到產(chǎn)物復(fù)合鐵氧體微晶體。2、如權(quán)利要求1所述的一種電鍍污泥與酸洗廢液協(xié)同水熱鐵氧體化的處理方法，其特征在于所述的適量蒸餾水的加入量與所述混合物的體積比為1:1;所述氨水的加入量按重量百分比計(jì)，為電鍍污泥重量的4050%。全文摘要本發(fā)明一種電鍍污泥與酸洗廢液協(xié)同水熱鐵氧體化的處理方法，屬工業(yè)廢物廢液處理和資源化再生利用及環(huán)境保護(hù)
技術(shù)領(lǐng)域：
。本發(fā)明利用工業(yè)廢物電鍍污泥和酸洗廢液為原料，以水作溶劑，氨水作為pH值調(diào)節(jié)劑，使其pH值達(dá)到11±1在一定溫度和壓力下，得到相應(yīng)的重金屬氫氧化物作為前驅(qū)物，然后這些金屬氫氧化物經(jīng)歷一個(gè)常溫常壓下無法實(shí)現(xiàn)的特殊物理化學(xué)環(huán)境，充分溶解形成不同的生長基元，并按照一定的聯(lián)結(jié)方式成核生長，結(jié)晶成穩(wěn)定的復(fù)合鐵氧體。本發(fā)明中電鍍污泥經(jīng)補(bǔ)充酸洗廢液水熱處理后，所得產(chǎn)物復(fù)合鐵氧體，能降低重金屬浸出毒性，使電鍍污泥中的重金屬離子固定化穩(wěn)定化。文檔編號(hào)C04B35/622GK101565304SQ20091005034公開日2009年10月28日申請日期2009年4月30日優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日發(fā)明者鈞侯,舒江,錢光人,丹陳申請人:上海大學(xué)