含锌磷化废渣的稳定固化方法技术

本发明专利技术公开了一种含锌磷化废渣的稳定固化方法，首先向待处理的含锌磷化废渣中加入重金属捕集剂，搅拌均匀，得到泥浆状物料；搅拌状态下向得到的泥浆状物料中加入硫化钠，继续搅拌20～30min，搅拌结束后得到微黑色物料；向搅拌后得到的微黑色物料中加入黄沙或石灰和水泥，搅拌均匀得到搅拌料；将得到的搅拌料冷却至常温，转移至成型模具内，成型后从模具中取出，然后常温养护2至3天后得到固化体，完成含锌磷化废渣的稳定固化。本发明专利技术操作简单，易于实现，养护时间短，常温养护时间2～3天即可；相比其他方法，处理效率较高。

【技术实现步骤摘要】
含锌磷化废渣的稳定固化方法
本专利技术涉及固体危险废物无害化处理工艺，具体涉及一种含锌磷化废渣的稳定固化方法。
技术介绍
磷化是一种表面化学处理方法，将金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触，通过化学与电化学反应形成一种稳定的、不溶性的无机化合物膜层，这层膜称之为磷化膜。通过对金属表面的磷化预处理，使得金属表面易涂装、易喷塑、易涂蜡和易上防锈油，并能提高金属表面的耐腐蚀性能，有效抑制涂层下的腐蚀。采用锌系磷化液的磷化工艺会产生含锌磷化废渣，此废渣的浸出液pH为3～4，锌的浸出浓度为535mg/L～780mg/L，若该含锌磷化废渣处置不当，这些磷化废渣将会对环境造成威胁。目前处理含锌磷化废渣的方法主要有三种，第一种是固化法，用物理、化学方法将磷化废渣固定或包容在惰性固体基质内，使之呈现化学稳定性或密封性。第二种是湿法，采用酸浸、碱浸等先把锌从废渣中分离处理，然后再进一步回收锌产品或进行无害化处理；湿法具有能耗低、污染少、效率高等优点，但是流程复杂，处理成本较高。第三种是火法，对磷化废渣进行焚烧处理，这是当前废渣处理和利用的发展方向,可以实现污泥的减量化、无害化和资源化等众多功能。但焚烧也存在一些难点与不足，如焚烧及其系统如何满足环保要求，避免二次污染产生以及大量能量消耗。对于上述磷化废渣，若采用常用的石灰或水泥固化处置方法难以达到要求，存在的主要问题一是石灰或水泥固化处理后，体积增容比较大，占用较大的填埋区域；二是抗酸性介质侵蚀能力不好。对于湿法处理方式，中国专利文献CN104445125A（申请号201410609552.2）公开了一种锌系磷化液废渣综合利用方法，包括（1）预处理，将废渣粉碎，加入氢氧化钠调节pH值，调节温度；（2）一次分离，得到一次滤液和一次固体；（3）一次滤液降温处理，边搅拌边降低结晶器中的温度，结晶结束后在恒温环境下进行二次滤液处理，得到二次滤液和二次固体，二次滤液返回搅拌反应釜中，二次固体干燥后得到磷酸钠；（4）一次固体氨化，将步骤（2）获得的一次固体置于溶解槽中，加入水，边搅拌边通入氨，待溶解槽pH值为8至9时，停止氨的通入，静置后获得固相和液相，固相干燥后获得氧化铁，液相待用；（5）液相升温处理，将液相加热处理获得固液混合物，分离得到的液体返回步骤（4）溶解槽中，滤渣待用；（6）滤渣干燥，将滤渣置于干燥器中，干燥处理后得到氧化锌，即可完成锌系磷化液废渣综合利用。该无害化处理方法操作复杂，包括除杂、液固分离以及对固体进行干燥，需要较长时间，并且能耗较大。中国期刊文献《范洪强.固废磷化渣的处理与资源化研究[M].大连理工大学硕士论文》、《李越湘,华国新,吴景探.磷化渣的再生利用[J].化工环保.1994,(02)》等对如何将磷化渣有效回收利用展开了广泛的理论性研究，但系统性、经济性和实用性还达不到要求。在没有达到要求之前，将磷化废渣进行固化处理很有必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种稳锌效果好、处理成本低的含锌磷化废渣的稳定固化方法。实现本专利技术目的的技术方案是一种含锌磷化废渣的稳定固化方法，包括以下步骤：①向待处理的含锌磷化废渣中加入重金属捕集剂，搅拌均匀，得到泥浆状物料；含锌磷化废渣与重金属捕集剂的质量比为1∶0.01～0.10。②搅拌状态下向步骤①得到的泥浆状物料中加入硫化钠，继续搅拌20～30min，搅拌结束后得到微黑色物料；所投加的硫化钠与步骤①待处理的含锌磷化废渣的质量比为0.03～0.10∶1。③向步骤②搅拌后得到的微黑色物料中加入黄沙和水泥，或者向步骤②搅拌后得到的微黑色物料中加入氢氧化钙粉末和水泥；搅拌均匀得到搅拌料。④将步骤③得到的搅拌料冷却至常温，转移至成型模具内，成型后从模具中取出，然后常温养护2至3天后得到固化体，完成含锌磷化废渣的稳定固化。上述步骤①中所用的重金属捕集剂是螯合剂，是含有S原子和N原子的化合物，其中含有-NH-CSSNa、-COOH、-NH2和-OH基团。上述步骤③中向步骤②搅拌后得到的微黑色物料中加入黄沙和水泥时，步骤①待处理的含锌磷化废渣与黄沙、水泥的质量比为1∶0.2～0.3∶0.2～0.4。上述步骤③中向步骤②搅拌后得到的微黑色物料中加入氢氧化钙粉末和水泥时，步骤①待处理的含锌磷化废渣与氢氧化钙粉末、水泥的质量比为1∶0.2～0.4∶0.2～0.4。作为优选的，步骤①中含锌磷化废渣与重金属捕集剂的质量比为1∶0.01～0.03。作为优选的，步骤②中所投加的硫化钠与步骤①待处理的含锌磷化废渣的质量比为0.06～0.07∶1。本专利技术具有积极的效果：（1）本专利技术的稳定固化方法使用重金属捕集剂作为锌稳定剂，重金属捕集剂中含有对重金属锌离子有配位能力的-NH-CSSNa、-COOH、-NH2或-OH基团，这些基团都有孤对电子，遇到具有空d轨道的重金属锌离子，可参与对锌离子的螯合作用，形成稳定的螯合物，从而达到稳定化重金属锌的效果，因此本专利技术的稳定固化方法对锌的固化效果好，大大减少了石灰、水泥的用量，从而减小体积增容比。（2）本专利技术的稳定固化方法处理含锌磷化废渣所需的物料如硫化钠、石灰、水泥等来源广泛，相比较其他方法，处理成本较低。（3）本专利技术操作简单，易于实现，养护时间短，常温养护时间2～3天即可；相比其他方法，处理效率较高。附图说明图1为实施例1所用的重金属捕集剂的红外光谱图。具体实施方式（实施例1）本实施例处理的含锌磷化废渣来自磷化工艺生产车间，含水率为35%。根据《危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》（GB5085.1-2007）测得废渣浸出液的pH值为3；按照《固体废物铜、锌、铅、镉的测定原子吸收分光光度法》（GB/T15555.2-1995）测得锌的浸出浓度为625mg/L。本实施例的含锌磷化废渣的稳定固化方法包括以下步骤：①称取100g待处理的含锌磷化废渣，向其中加入1g重金属捕集剂，搅拌20min，搅拌结束后得到均匀的泥浆状物料。含锌磷化废渣与重金属捕集剂的质量比为1∶0.01。所述重金属捕集剂是螯合剂，是含有S原子和N原子的化合物，其中含有-NH-CSSNa、-COOH、-NH2和-OH基团，本实施例所用的重金属捕集剂的红外光谱图见图1。上述基团作为吸附中心都有孤对电子，遇到具有空d轨道的重金属锌离子，可参与对锌离子的螯合作用，从而与锌离子形成稳定的螯合物。本实施例所用的重金属补集剂是KS-101，由无锡西漳环保制药有限公司生产。②搅拌状态下向步骤①得到的泥浆状物料中加入硫化钠，继续搅拌20～30min（本实施例中为20min），搅拌结束后得到微黑色物料；搅拌速度为100～110转/分。硫化钠与锌等其他重金属形成沉淀，进一步降低锌的浸出。所投加的硫化钠与步骤①待处理的含锌磷化废渣的质量比为0.06～0.07∶1，本实施例中硫化钠的加入量为6g，硫化钠与磷化废渣的质量比为0.06∶1。③向步骤②搅拌后得到的微黑色物料中加入黄沙和水泥，搅拌15～25min（本实施例中为20min），搅拌速度为120～130转/分，得到灰黑色搅拌料。步骤①待处理的含锌磷化废渣与黄沙、水泥的质量比为1∶0.2～0.3∶0.2～0.4。本实施例中加入的黄沙质量为20g，水泥质量为20g。本步骤通过水泥的水合和包覆，达到稳定化固化锌的作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含锌磷化废渣的稳定固化方法，其特征在于包括以下步骤：①向待处理的含锌磷化废渣中加入重金属捕集剂，搅拌均匀，得到泥浆状物料；含锌磷化废渣与重金属捕集剂的质量比为1∶0.01～0.10；②搅拌状态下向步骤①得到的泥浆状物料中加入硫化钠，继续搅拌20～30 min，搅拌结束后得到微黑色物料；所投加的硫化钠与步骤①待处理的含锌磷化废渣的质量比为0.03～0.10∶1；③向步骤②搅拌后得到的微黑色物料中加入黄沙和水泥，或者向步骤②搅拌后得到的微黑色物料中加入氢氧化钙粉末和水泥；搅拌均匀得到搅拌料；④将步骤③得到的搅拌料冷却至常温，转移至成型模具内，成型后从模具中取出，然后常温养护2至4天后得到固化体，完成含锌磷化废渣的稳定固化。

【技术特征摘要】
1.一种含锌磷化废渣的稳定固化方法，其特征在于包括以下步骤：①向待处理的含锌磷化废渣中加入重金属捕集剂，搅拌均匀，得到泥浆状物料；含锌磷化废渣与重金属捕集剂的质量比为1∶0.01～0.10；所述含锌磷化废渣的含水率为30%～35%，废渣的浸出液pH为3～4；②搅拌状态下向步骤①得到的泥浆状物料中加入硫化钠，继续搅拌20～30min，搅拌结束后得到微黑色物料；所投加的硫化钠与步骤①待处理的含锌磷化废渣的质量比为0.03～0.10∶1；③向步骤②搅拌后得到的微黑色物料中加入黄沙和水泥，或者向步骤②搅拌后得到的微黑色物料中加入氢氧化钙粉末和水泥；搅拌均匀得到搅拌料；④将步骤③得到的搅拌料冷却至常温，转移至成型模具内，成型后从模具中取出，然后常温养护2至4天后得到固化体，完成含锌磷化废渣的稳定固化。2.根据权利要求1所述的含锌磷化废渣的稳定固化方法，其特征在于：步骤①中所用的重金属捕集剂是螯合剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚通明，周书利，樊红杰，岳喜龙，刘维桥，仲鹏鹏，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32