一種危險(xiǎn)廢棄物碳化固化處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬危險(xiǎn)廢棄物水泥固化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種危險(xiǎn)廢棄物碳化固化處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)危險(xiǎn)廢棄物水泥固化體固化性能的提高一直受到廣泛的關(guān)注，較為常見的水泥固化體品種為普通硅酸鹽水泥固化體和摻有不同骨料的水泥固化體，例如現(xiàn)有技術(shù)CN102201272A 和 CN1736948A。
[0003]其中，普通硅酸鹽水泥固化體工藝成熟，成本低廉，穩(wěn)定性較好，但對(duì)核素和部分重金屬的滯留能力較差，增容比大，輻照穩(wěn)定性一般。
[0004]摻入污酸渣的固化體膠凝效果良好，內(nèi)部重金屬的浸出濃度較低，工藝簡(jiǎn)單，成本較低，有一定的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益，但污酸渣的排放量有限，成分不穩(wěn)定，形成的水泥固化體的穩(wěn)定性一般，適用范圍有限，浸出濃度較高。
[0005]另有以焚燒飛灰為主要組分并加入鋁工業(yè)廢渣粉末，石灰粉等物質(zhì)澆筑而成的新型水泥固化基質(zhì)，能夠很好的通過(guò)以廢治廢的手段使危險(xiǎn)廢棄物能夠無(wú)害化處理，但采用此方法廢渣的可控性較差，新型水泥基質(zhì)的穩(wěn)定性一般，浸出濃度降低不明顯。
[0006]綜上現(xiàn)有技術(shù)一般存在以下問(wèn)題和缺陷:
[0007](I)、對(duì)內(nèi)部粒子的滯留能力的提高程度有限:由于水泥體的多孔性，造成粒子易在水泥體內(nèi)部發(fā)生迀移。
[0008](2)、資源化利用的水泥固化體質(zhì)量難于保證:摻入的工業(yè)廢渣質(zhì)量與成分難于保證，造成新的水泥固化體的固化性能難于控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，為了提高危險(xiǎn)廢棄物水泥固化體的抗浸出性和可靠性，提供了一種危險(xiǎn)廢棄物碳化固化處理工藝。具體地:
[0010]一種危險(xiǎn)廢棄物碳化固化處理工藝:包括:
[0011](I)、將水泥和危險(xiǎn)廢棄物注入容器中進(jìn)行攪拌，攪拌完成后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)；
[0012]所述水泥和危險(xiǎn)廢棄物的重量比例范圍優(yōu)選為1:9-9:1。
[0013]所述水泥用現(xiàn)在常用的普通硅酸鹽水泥，需要加入一定量的水，優(yōu)選水灰比0.35-0.4。也根據(jù)和易性和固化要求選取，以現(xiàn)在常用的比例和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)做改進(jìn)。
[0014]危險(xiǎn)廢棄物包括:核廢料和飛灰，其中核廢料指核反應(yīng)過(guò)后不再需要但又具有放射性的廢料，核電站、核工業(yè)和其他的一些研宄機(jī)構(gòu)都會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)廢棄物，而核電站核的危險(xiǎn)廢棄物的主要來(lái)源，核反應(yīng)過(guò)程中的乏燃料、冷卻劑、樹脂交換劑、濃縮液等都是危險(xiǎn)廢棄物，其中主要是核素；垃圾焚燒廠焚燒垃圾后會(huì)產(chǎn)生飛灰和爐渣，其中飛灰含有一定量的重金屬，危害性更強(qiáng)，更難處理。
[0015]攪拌時(shí)間和攪拌速度以常規(guī)水泥攪拌技術(shù)為準(zhǔn)，也可以現(xiàn)在常用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)做改進(jìn)
[0016]標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)是在養(yǎng)護(hù)室或者養(yǎng)護(hù)箱中進(jìn)行，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的溫濕度條件優(yōu)選為25°C的溫度和不小于90%的濕度。
[0017]所述容器包括各種適合水泥攪拌的容器，一般是鋼桶，便于搬運(yùn)與貯存，少數(shù)也有加筋混凝土桶的。
[0018](2)、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d(天)后，將容器放入超臨界二氧化碳循環(huán)設(shè)備中，通入二氧化碳，閉合設(shè)備，設(shè)定設(shè)備內(nèi)壓強(qiáng)和溫度，設(shè)定保壓時(shí)間；
[0019]所述二氧化碳的濃度為超臨界二氧化碳循環(huán)設(shè)備的常規(guī)使用濃度。
[0020]所述設(shè)定設(shè)備內(nèi)壓強(qiáng)范圍優(yōu)選為7.29mPa以上；溫度優(yōu)選為31.26°C以上。
[0021]所述需要保壓時(shí)間的優(yōu)選為保壓4小時(shí)以上。
[0022]所述碳化室優(yōu)選為超臨界二氧化碳循環(huán)設(shè)備。
[0023](3)保壓完成后，緩慢泄壓，取出桶，封蓋。
[0024]緩慢泄壓的泄壓速度取決于反應(yīng)室內(nèi)的溫度變化(泄壓時(shí)碳化室內(nèi)的溫度會(huì)下降)目的是讓溫度下降速度不太快以免試塊開裂，具體極限下降臨界速度以不開裂為準(zhǔn)。
[0025]將封蓋桶進(jìn)行標(biāo)記，準(zhǔn)備進(jìn)行下一步處置，處理好后放入處置室內(nèi)貯存，或進(jìn)行填埋，或作為建筑材料進(jìn)行使用。
[0026]通過(guò)上述碳化工藝后，水泥的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，水泥和危險(xiǎn)廢棄物形成的固化體中的某些重金屬離子溶解度降低或與水泥石中的某些粒子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而使水泥體對(duì)內(nèi)部包含得一些重金屬粒子的滯留能力得到提高，同時(shí)提高強(qiáng)度，增加可靠性。
[0027]以上設(shè)計(jì)工藝流程中對(duì)加入料成分與比例進(jìn)行把控保證了水泥固化體品質(zhì)的均衡，待水泥體正常硬化后進(jìn)行碳化處理有利于質(zhì)量的把控。以上設(shè)計(jì)的流程適用于對(duì)水泥固化體進(jìn)行填埋等地質(zhì)處置的情況。
[0028]本發(fā)明的另一目的在于提供一種水泥和危險(xiǎn)廢棄物形成的水泥固化體，其通過(guò)前述危險(xiǎn)廢棄物碳化固化處理工藝制備得到。此水泥固化體可作為建筑材料使用。
[0029]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是:
[0030]1.固化性能的提尚。
[0031]由于經(jīng)過(guò)碳化處理后的水泥固化體致密度得到提升，水泥固化體將具有更高的強(qiáng)度，更好的抗浸出性，而隨著內(nèi)部水分的減少，水泥體的耐輻照穩(wěn)定性也得到提高。
[0032]2:環(huán)保節(jié)能，廢物資源化。
[0033]由于是采用溫室氣體二氧化碳進(jìn)行碳化處理，有利于環(huán)保節(jié)能，而對(duì)危險(xiǎn)廢棄物水泥固化體進(jìn)行處理后，當(dāng)其性能指標(biāo)達(dá)到建筑材料的相關(guān)性能要求時(shí)，亦可作為建筑材料再次被使用，使得本已是不能再被利用的廢物能夠得到資源化利用。
[0034]3:性能可控。
[0035]通過(guò)對(duì)添加料組分與比例的控制和處理順序與時(shí)間的控制可以得到較為穩(wěn)定的水泥固化體，對(duì)其性能指標(biāo)具有較好的穩(wěn)定性和可操控性，為其進(jìn)一步的資源化利用打下基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1是本發(fā)明危險(xiǎn)廢棄物碳化固化處理工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合具體事例對(duì)本發(fā)明和附圖作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的內(nèi)容不局限于實(shí)施例。
[0038]實(shí)施例一
[0039]如圖1所示，一種危險(xiǎn)廢棄物碳化固化處理工藝，包括:
[0040](I)、將水泥和危險(xiǎn)廢棄物注入鋼桶中進(jìn)行攪拌，攪拌完成后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，其中，水泥和危險(xiǎn)廢棄物的重量比為9:1，水泥的水灰比為0.37，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的溫濕度條件為25°C的溫度和90%的濕度；
[0041](2)、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d后，將容器放入超臨界二氧化碳循環(huán)設(shè)備中，通入二氧化碳，閉合設(shè)備，設(shè)定設(shè)備內(nèi)壓強(qiáng)和