表面處理廢物特性及處理處置方法探究

賈薇

摘 要：隨著經(jīng)濟和科技水平的快速發(fā)展，表面處理廢物含鉻、銅、鎳、鋅等重金屬，兼具危害性和資源性。以表面處理廢物為主要研究對象，分析了表面處理廢物的化學組成、理化特性、重金屬含量，同時概括了現(xiàn)有的處理方法，得出不同處理方法的優(yōu)缺點，并進一步探究了其減量化的可行性。

關鍵詞：表面處理廢物;特性;處理處置方法;減量化

引言

長期以來鋁型材、不銹鋼、五金表面處理行業(yè)在生產(chǎn)過程中都會產(chǎn)生一定量的固體廢物，隨著這些行業(yè)的企業(yè)數(shù)量增加，這部份固體廢物的量也隨之增加。而現(xiàn)時很多地區(qū)只把這部分固體廢物作為一般固體廢物處理，加之有企業(yè)收購這些固體廢物。所以廠方對這些廢物大多采取外運轉賣或直接進行填埋，這些處理方式并沒有對廢物進行無害化處理也不利于跟蹤。對環(huán)境會造成不同程度的“二次污染”。針對目前這種處置狀況，現(xiàn)就鋁型材、不銹鋼、五金表面處理（不包括電鍍）行業(yè)產(chǎn)生的固體廢物作跟蹤調查，對其性質、成份、含量進行分析，為下一步合理處置提供科學依據(jù)。

1危險廢物適用標準及監(jiān)測依據(jù)

（1）《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》（中華人民共和國主席令第58號）。（2）中華人民共和國國家標準《危險廢物鑒別標準-腐蝕性鑒別》（GB5085.1-1996）。（3）中華人民共和國國家標準《危險廢物鑒別標準-浸出毒性鑒別》（GB5085.3-1996）。（4）中華人民共和國國家標準《固體廢物浸出毒性測試方法》（GB/T15555.1～15555.11-1995）。（5）中華人民共和國國家標準《固體廢物腐蝕性測定-玻璃電極法》（GB/T15555.12-1995）。（6）中華人民共和國國家標準《固體廢物浸出毒性浸出方法-水平振蕩法》（GB/T5086.2-1997）。

2固體廢物的來源及工藝特征

鋁型材、不銹鋼、五金表面處理行業(yè)在生產(chǎn)過程中主要使用一些危險化學品或含有某種特定成份的化工原材料，這些危險化學品或化工原材料在使用過程中會形成一定的固體沉淀物，產(chǎn)生行業(yè)固體廢物。主要原料如下：（1）強酸（包括硫酸、鹽酸、硝酸）、強堿（包括氫氧化鈉）。（2）主要重金屬元素化合物（包括銅、鋅、鎳、鉛、鎘、總鉻、六價鉻、汞、砷）。（3）無機氟化物。

3表面處理廢物處理方法

3.1穩(wěn)定固化處理技術

穩(wěn)定固化技術是處理表面處理廢物的有效方法。該方法通過將廢物和固化劑混合、處理，使廢物中重金屬離子被固化在晶格中而不會被強化處理浸出，從而抑制了可能發(fā)生的重金屬離子遷移轉化。

3.2高溫處理技術

1）高溫熔融玻璃化技術。熔融固化技術，也稱為玻璃化技術，是利用熱量將固體污染物在高溫下熔化成玻璃或陶瓷狀材料，通過玻璃體的致密晶體結構，固體廢物中的重金屬牢固地結合到熔融的玻璃體上，確保固化體的永久穩(wěn)定性。采用熔融固化技術處理重金屬固廢的優(yōu)點是：（1）玻璃化產(chǎn)品化學性質穩(wěn)定，具有較強的抗酸浸出性，能有效防止重金屬對環(huán)境的危害;（2）采用玻璃化技術處理后的重金屬固體廢物體積更小，處理更方便;（3）玻璃化產(chǎn)品可用作建筑業(yè)的建筑材料，如地基和路基。在該研究中，發(fā)現(xiàn)作為飛灰中主要有害元素的鉛、鋅、鎘等通過在非常高的溫度下熔化和玻璃化等離子體礦物質而得到穩(wěn)定。將陶瓷材料廢料加熱并快速冷卻以形成玻璃化物質，浸出試驗表明，耐化學性顯著提高，重金屬與玻璃基體結合。

2）燒結法。燒結技術在廢物處理中的應用是通過分選、粉碎等處理，加入添加劑與廢物均勻攪拌，高溫燒結、化學反應后經(jīng)特殊模具成型為新型高強度合成物。燒結法與玻璃化不同之處在于它在固化體中的晶相邊界部分熔化，而不是類似玻璃化的無定型玻璃態(tài)結構。燒結技術可以處理工業(yè)固體廢物（包括表面處理廢物、粉煤灰、礦渣、硫酸渣、污泥等），由于廢物中的重金屬在熱處理過程中會影響到燒結過程的各種操作條件與燒結體的后續(xù)利用特性，通過在電鍍污泥中摻入固定劑和硅質成分，以燒結的方式形成具有特定礦物結構的物質，實現(xiàn)固定廢物中

3）火法冶煉。火法冶煉的目的也是為了回收有價金屬。冶煉過程中燃料和還原物是煤和焦炭，輔以鐵礦石、銅礦石、石灰石等。冶煉時，不同的污泥爐溫不一樣，比如含銅污泥的爐溫只需高于1300℃，然而含鎳污泥則需要高于1455℃。兩者的熔出物可以通過電解直接分離和回收。爐渣通常用作建筑材料的原料?；鸱ㄒ睙捄饘傥勰喔鶕?jù)目標金屬的類型不同采用不同的工藝。在此，以含銅污泥為例進行工藝技術分析。為便于加工，先將水加入污泥中，與石灰制成球團，再將制球后的含金屬廢料配以一定比例的炭精（電解鋁生產(chǎn)過程的廢樣機），在鼓風的條件下進行還原熔煉，目的是使目標金屬由化合物轉化為金屬態(tài)或者富集于某特定產(chǎn)物中，使得與其他雜質得以初步分離。在高溫下，材料中的鐵氧體與氧化鈣、二氧化硅等反應以進行結渣。廢水進入沖渣池，自然沉淀后，灰渣被抓斗分離，廢水在沉淀池沉降后進一步沉降，不排出。全部程序產(chǎn)生的金屬往往重金屬以降低重金屬的浸出率。

3.3有價金屬回收與利用技術

如電鍍污泥中含有的鎳、鋅、銅等有價金屬，可以采取濕法提純、火法冶煉、鐵氧體法等方法進行回收。1）濕法回收。在重金屬在溶液中穩(wěn)定存在的前提下，濕法提取重金屬是添加化學試劑將電鍍污泥浸出與分離的方法，其中濕法回收又分為酸浸法和堿浸法。實際應用以酸浸法為主，是固體廢物處理中應用最廣泛的一種方法。該法對銅、鎳、鉻等金屬的浸出效率高，但也存在多金屬難以分離、凈化的問題，缺點是對設備的嚴重腐蝕，導致操作環(huán)境差，對工業(yè)化帶來不利影響。在固體含銅廢物中加入酸性含銅溶液將固體含銅廢物溶解，再加入堿性含銅溶液及片堿調節(jié)pH值為4～5，去除溶液中的Fe3+，將沉淀下來的物質Fe（OH）3進行壓濾，廢水泵回溶液中;然后再加入NaOH調節(jié)pH為8，生成Cu（OH）2沉淀，經(jīng)逆水流漂洗4道后壓濾成為產(chǎn)品。如果直接處理酸性含銅溶液及堿性含銅溶液，則不需進行除鐵。

結語

從工藝技術適應性、減量化潛能、能耗、經(jīng)濟性、殘渣資源化出路等方面評估了各種處理方法，并從產(chǎn)生者角度分析了減量化的可行性。得出以下結論：1）表面處理廢物具有產(chǎn)生來源復雜、產(chǎn)量逐年上升、處置能力不足、處置效果不佳等特點。從行業(yè)、區(qū)域、規(guī)模等方面實行分類、分級管理，提升或新建目前成熟工藝處置設施的能級，提高處置能力及處置效果。2）根據(jù)表面處理廢物的性狀分析，應鼓勵產(chǎn)生者從源頭工藝、廢水處理等方面減少表面處理廢物的產(chǎn)生，并持續(xù)研發(fā)減量化程度更高的處理處置方法。3）從政策角度出發(fā)，研究修訂或出臺相關標準及規(guī)章，優(yōu)化表面處理廢物資源化產(chǎn)品出路的路徑，打通跨省市轉移處置的壁壘，用“全國一盤棋”的思路來完善表面處理廢物的處置去向。

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