本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電鍍污泥用于制備免燒陶粒,從而使之獲得處置和利用的方法。
背景技術(shù)：
電鍍污泥是電鍍及不銹鋼酸洗廢水處理后產(chǎn)生的表面處理廢物的總稱，由于含有鉻、鎳、銅等重金屬元素，對人體和環(huán)境危害極大。尤其是鉻，是國際公認(rèn)的三種致癌金屬物之一。而水溶性六價鉻(以下簡稱cr(vi))，其毒性最為嚴(yán)重，美國疾控中心毒害物質(zhì)及疾病登記署(asdtr，cdc)在2007～2011年均將cr(vi)列為前20位優(yōu)先監(jiān)測的物質(zhì)之一。電鍍污泥是我國主要危險廢物之一，面臨安全處置的壓力。
國內(nèi)外對電鍍污泥處置技術(shù)有填埋、焚燒、重金屬提取，水泥窯協(xié)同處置、等，這些技術(shù)各有其可取之處，但還遠(yuǎn)不能滿足安全性和經(jīng)濟性要求。如填埋，占用土地，容易導(dǎo)致潛在的土壤和地下水污染，對防滲要求十分苛刻。焚燒雖可減少電鍍污泥體積，但處置成本高，焚燒灰渣依然是危險廢棄物，需要二次處理。通過酸浸等方法回收電鍍污泥中的重金屬，雖然對重金屬實現(xiàn)了回收，但處理量有限，處置成本更高。水泥窯協(xié)同處置，窯內(nèi)氧化氣氛會使電鍍污泥中的鉻氧化成六價形態(tài)，提高了水泥中水溶性cr(vi)含量。
電鍍污泥通過制備建材來實現(xiàn)無害化處置是研究熱點，在制備建材過程中摻用電鍍污泥，通過膠凝材料、輔助性膠凝材料及添加劑等組分的合理搭配和應(yīng)用，使污泥中的重金屬，尤其是鉻，得到有效固化與穩(wěn)定化，同時保證特定建材的基本性能。免燒陶粒作為一種輕骨料，其研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，孫家瑛等已針對免燒陶粒的制備申請了專利(專利號201210492175.x)。然而目前利用電鍍污泥制備免燒陶粒的研究還處于空白狀態(tài)，本發(fā)明正是利用電鍍污泥來制備免燒陶粒，要求制備出的陶粒在滿足強度、容重、吸水率等性能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的同時，還要保證鉻等重金屬得到有效固化,浸出濃度符合地表水的標(biāo)準(zhǔn)的限值要求，是一種資源化利用電鍍污泥的方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種在制備免燒陶粒過程中對電鍍污泥實現(xiàn)無害化處置和資源化利用的方法，制備出的陶粒在滿足輕集料標(biāo)準(zhǔn)要求的同時，保證它的環(huán)境安全性，陶粒中鉻及其它重金屬浸出濃度滿足地表水相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。該方法不僅使電鍍污泥得到處置和利用，同時消耗大量的礦渣、鋼渣、粉煤灰等固體廢物，因而本發(fā)明具有經(jīng)濟環(huán)保特點。
為實現(xiàn)以上目標(biāo)，本發(fā)明采用如下技術(shù)解決方案：
采用電鍍污泥制備免燒陶粒，其原材料組成及重量配比如下：硅酸鹽水泥5％-15％；粉煤灰10％-70％；磨細(xì)礦渣5％-40％；磨細(xì)鋼渣10％-20％；生石灰0％-3％；硫酸亞鐵0.3％-1％；石膏粉0％-3％；電鍍污泥(干基)2％-10％；密度調(diào)節(jié)增塑劑0.1％-0.3％。按上述原料重量百分比之和為100％進行配料，除電鍍污泥外的各種原材料預(yù)先充分混合，混合均勻后加入原狀電鍍污泥和適量的水強力碾壓和攪拌至均勻，再將拌制好的泥料置于造粒機中造粒，造粒后進行自然養(yǎng)護。
本發(fā)明所述的磨細(xì)礦渣為煉鐵廠在高爐冶煉生鐵時所得的副產(chǎn)品磨細(xì)而成，所述的磨細(xì)鋼渣為轉(zhuǎn)爐鋼渣或電爐冶煉鋼鐵時產(chǎn)生的副產(chǎn)品磨細(xì)而成，兩者的主要化學(xué)成分均為cao、sio2、al2o3、fe2o3、mgo、feo、mno和一些硫化物等。粉煤灰，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細(xì)灰，其化學(xué)組成為sio2、al2o3及少量的feo、fe2o3、cao、mgo、so3、tio2等。其中sio2和al2o3含量可占總含量的60％以上。磨細(xì)礦渣符合gb/t18046-2008要求，磨細(xì)鋼渣符合gb/t20491-2006要求，粉煤灰符合gb/t1596-2005要求，水泥為普通硅酸鹽水泥，符合通用硅酸鹽水泥gb175-2007的要求。
本發(fā)明的膠凝材料包括：主要膠凝材料和輔助性膠凝材料。主要膠凝材料是指水泥，輔助性膠凝材料主要包括：粉煤灰、礦渣和鋼渣等具有潛在水硬性的材料。
本發(fā)明所制備出的免燒陶粒，由于兩類膠凝材料所產(chǎn)生的強度，能夠有效地將電鍍污泥中的鉻以及其他重金屬固定在硬化體中，硫酸亞鐵具有較強的還原能力，對陶粒中的六價鉻具有較好的還原作用，從而有效地降低了陶粒中六價鉻的浸出濃度。此外摻加的鋼渣和礦渣中含亞鐵、硫化物等還原性物質(zhì)，能夠起到持續(xù)的還原作用，保證了陶粒中六價鉻的浸出濃度長齡期不反彈。
制備免燒陶粒時，可摻入電鍍污泥為2％-10％(干基)，若按原狀電鍍污泥含水率80％左右計算，大約相當(dāng)于摻入原狀電鍍污泥10％-50％。制備出的陶粒符合gb/t17431-2010《輕集料及其試驗方法》的要求，鉻等重金屬浸出濃度低于gb3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中ⅴ類地表水的限值。
具體實施方式
以下結(jié)合發(fā)明人給出的實施例對本發(fā)明作出進一步的詳細(xì)描述。
表1為本發(fā)明的8個實施例的組成原料及其重量百分比。組成原料除電鍍污泥外均為粉狀，預(yù)先充分混合，混合均勻后加入原狀電鍍污泥和適量的水強力碾壓和攪拌至均勻，再將拌制好的泥料置于造粒機中造粒，造粒后進行自然養(yǎng)護。
所制備的免燒陶粒按gb/t17431-2010《輕集料及其試驗方法》進行陶粒堆積密度、吸水率和強度檢驗，參照hjt300-2007《固體廢物-浸出毒性浸出方法-醋酸緩沖溶液法》對陶粒進行毒性浸出試驗，其中六價鉻浸出濃度按標(biāo)準(zhǔn)gb7467-87《固體廢物六價鉻的測定二苯碳酰二肼分光光度法》測定。
各組免燒陶粒經(jīng)檢測，均符合gb/t17431-2010《輕集料及其試驗方法》的要求，鉻等重金屬浸出濃度低于gb3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中ⅴ類地表水的限值。表2列出了8個配比的所制備的陶粒(自然養(yǎng)護7d和28d兩種情況)的強度、堆積密度、吸水率和六價鉻浸出濃度?？梢钥闯觯捎帽景l(fā)明方法所制備出的免燒陶粒，強度、堆積密度、吸水率均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，可作為建材使用；且由于還原性組分的存在，陶粒的7d和28d六價鉻浸出濃度均低于標(biāo)準(zhǔn)中ⅴ類地表水的限值，該方案中，由于硫酸亞鐵具有較強的還原能力，對陶粒中的六價鉻具有較好的還原作用，從而有效地降低陶粒中六價鉻的早期浸出濃度。此外摻加的鋼渣和礦渣中含亞鐵、硫化物等還原性物質(zhì)，能夠起到持續(xù)的還原作用，保證了陶粒中六價鉻的浸出濃度長齡期不反彈。
此外，表1中各實施各組分均為市售商品或工業(yè)廢渣，而且工業(yè)廢渣用量較大(70％以上)，具有經(jīng)濟環(huán)保特點。