固廢第四章教材

第四章固體廢物的物化處理1固體廢物浮選2固體廢物化學(xué)浸出3固體廢物解毒處理4固體廢物固化處理…固體廢物的物化處理方法浮選影響浮選效果的因素浮選工藝浮選原理浮選藥劑浮選設(shè)備料漿/浮選藥劑/擴(kuò)大不同組分的可浮性差異/無數(shù)細(xì)小氣泡/目的顆粒粘附在氣泡上上浮捕收劑起泡劑調(diào)整劑調(diào)漿調(diào)藥調(diào)泡機(jī)械攪拌式充氣攪拌式充氣式氣體析出式物料性質(zhì)藥劑條件操作條件1固體廢物的浮選1.1浮選原理

浮選是通過在固體廢物與水調(diào)制的料漿中，加入浮選藥劑，并通入空氣形成無數(shù)細(xì)小氣泡，使欲選物質(zhì)顆粒粘附在氣泡上，隨氣泡上浮于料漿表面成為泡沫層，然后刮出泡沫回收；不能上浮的顆粒仍留在料漿內(nèi)，適當(dāng)處理后廢棄。1.2物質(zhì)潤濕性在浮選過程中，物質(zhì)表面的濕潤性影響固廢各組分對氣泡粘附的選擇性。潤濕性：物質(zhì)被水潤濕的程度。親水性：如果顆粒易被水潤濕，則稱該顆粒為親水性的。疏水性：如顆粒不易被水潤濕，則是疏水性的。接觸角：在靜止?fàn)顟B(tài)下，當(dāng)氣、液、固三相接觸時，氣－液界面張力線和固液界面張力線之間的夾角(包含液相的)稱為平衡接觸角，用θ表示。固體的接觸角越大，疏水性越強(qiáng)，越易于與氣泡的粘附。固體固體疏水固體親水固體水滴水滴接觸角接觸角

GS

LG

LS1.3浮選藥劑浮選劑根據(jù)其作用的不同可分為捕收劑、起泡劑和調(diào)整劑。捕收劑捕收劑能夠選擇性地吸附在欲選的物質(zhì)顆粒表面，使其疏水性增強(qiáng)，提高可浮性，并牢固地粘附在氣泡上而上浮。良好的捕收劑應(yīng)具備：

①捕收作用強(qiáng)，具有足夠的活性②有較高的選擇性③易溶于水、無毒、無臭、成分穩(wěn)定、不易變質(zhì)④價廉易得捕收劑異極性捕收劑非極性油類捕收劑黃藥(ROCSSMe)油酸非極性基團(tuán)極性基團(tuán)、非極性基團(tuán)脂環(huán)烷烴(CnH2n+1)環(huán)烷烴(CnH2n)芳香烴起泡劑

起泡劑是一種表面活性物質(zhì)，主要作用在水氣界面上，使其界面張力降低，促使空氣在料漿中彌散，形成小氣泡，防止氣泡兼并，增大分選界面，提高氣泡與顆粒的粘附和上浮過程中的穩(wěn)定性，以保證氣泡上浮形成泡沫層。常用的起泡劑有松油、松醇油、脂肪醇等。起泡劑在氣泡表面的吸附起泡劑與捕收劑相互作用調(diào)整劑

調(diào)整劑的作用主要是調(diào)整捕收劑與物質(zhì)顆粒表面之間的作用，還可調(diào)整料漿的性質(zhì)，提高浮選過程的選擇性。

按其作用可分為活化劑、抑制劑、介質(zhì)調(diào)整劑、分散與混凝劑?；罨瘎耗艽龠M(jìn)捕收劑與浮選物質(zhì)的作用，從而提高浮選物質(zhì)顆粒可浮性。常用的活化劑多為無機(jī)鹽，如硫化鈉、硫酸銅等。抑制劑：削弱非選物質(zhì)顆粒與捕收劑之間的作用，增大其與欲選物質(zhì)顆粒之間的可浮性差異，提高分選過程的選擇性。常用的有各種無機(jī)鹽（如水玻璃）和有機(jī)物（如單寧、淀粉等）。介質(zhì)調(diào)整劑：調(diào)整漿料的性質(zhì)，改變浮選的介質(zhì)環(huán)境。例如用它調(diào)整料漿的離子組成，改變料漿的pH，調(diào)整可溶性鹽的濃度等。常用的介質(zhì)調(diào)整劑是酸類和堿類。分散與混凝劑：調(diào)整物料中細(xì)泥的分散、團(tuán)聚與絮凝。常用的分散劑有無機(jī)鹽（如蘇打、水玻璃等）和高分子化合物（聚磷酸鹽）。

常用的混凝劑有石灰、明礬、聚丙烯酰胺。1.3影響浮選的主要因素

物料性質(zhì)

顆粒大小、疏水性和親水性藥劑條件藥劑種類、用量、藥劑組合方式操作條件

充氣量大小1.3浮選工藝過程調(diào)漿:調(diào)節(jié)浮選前料漿濃度。浮選密度較大顆粒，用較濃料漿；浮選密度較小顆粒，用較稀料漿。

調(diào)藥:調(diào)整浮選過程藥劑。包括提高藥效，合理添加，混合用藥,料漿中藥劑濃度調(diào)節(jié)與控制。

調(diào)泡:調(diào)節(jié)浮選氣泡的過程。浮選前料漿的調(diào)制(廢物的破碎，磨碎等)加藥調(diào)整(攪拌)充氣浮選濃縮、脫水產(chǎn)品浮選工藝過程1.3浮選工藝過程1.4浮選工藝過程1.5浮選設(shè)備基本要求良好的充氣作用攪拌作用能形成比較平穩(wěn)的泡沫區(qū)能連續(xù)工作及便于調(diào)節(jié)

設(shè)備類型機(jī)械攪拌式充氣攪拌式充氣式氣體析出式缺點固體廢物浮選前需要破碎到一定的細(xì)度浮選時要消耗一定數(shù)量的浮選藥劑且易造成環(huán)境污染或增加相配套的凈化設(shè)施需要一些輔助工序如濃縮、過濾、脫水、干燥等1.5浮選應(yīng)用應(yīng)用粉煤灰中回收炭冶煉金屬爐渣中回收金屬廢棄塑料混合物分離牙科廢料中回收貴金屬本節(jié)內(nèi)容浸出理論基礎(chǔ)浸出工藝與設(shè)備目的組分提取與分離2固體廢物的溶劑浸出提取或除去礦業(yè)、化工和冶金等過程排出的成分復(fù)雜廢渣中所嵌布的微細(xì)低含量有價值成分酸浸浸出方法堿浸鹽浸水浸浸出：溶劑選擇性地溶解分離固體廢物中某種目的組分的工藝過程浸出劑：浸出過程所用的藥劑浸出液：浸出后含目的組分的溶液浸出渣：浸出后的殘渣浸出效果衡量2.1固體廢物浸出的理論基礎(chǔ)浸出目的

使物料中有用成分或有害成分能選擇性地最大限度地從固相轉(zhuǎn)入液相。

選擇溶劑應(yīng)考慮以下原則對目的組分選擇性好浸出率高，速率快成本低，容易制取，便于回收和循環(huán)使用對設(shè)備腐蝕性小

酸性溶液浸出簡單酸浸

適用于簡單金屬氧化物、金屬含氧鹽及少數(shù)的金屬硫化物（FeS、NiS(

)、CoS、MnS、Ni3S2）；以及大部分金屬鐵酸鹽，砷酸鹽和硅酸鹽

Me2Oy+H+

Mey++H2O;MeO·SiO2+H+

Me2++H2SiO3從含銅廢物中浸出銅：孔雀石（CuCO3·Cu(OH)2）、藍(lán)銅礦（CuCO3·Cu(OH)2）、黑銅礦（CuO）、赤銅礦（Cu2O）、硅孔雀石（CuSiO3·2H2O）、銅藍(lán)（CuS）、輝銅礦（Cu2S+O2）、黃銅礦（CuFeS2+O2）、自然銅包括簡單酸浸、氧化酸浸和還原酸浸。常用的酸浸劑有稀硫酸、濃硫酸、鹽酸、硝酸、王水、氫氟酸、亞硫酸等。氧化酸浸

控制酸用量及氧化劑（常用Fe3+、Cl2、O2、HNO3、NaClO、MnO2、H2O2等）用量，幾乎所有金屬硫化物中金屬元素被氧化溶解，硫被還原為單質(zhì)硫或硫酸根。

MeS+H++氧化劑

Me2++S0

或SO42-還可浸出某些低價金屬化合物（赤銅礦（Cu2O）、輝銅礦（Cu2S）等）。濃硫酸強(qiáng)氧化性可將大部分金屬氧化物和氫氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的硫酸鹽

MeS+H2SO4

MeSO4+SO2+S+H2O

還原酸浸

變價金屬的高價金屬氧化物和氫氧化物

MeXOY(或Me(OH)Y)+H++還原劑

Men++H2O工業(yè)上常用金屬鐵、Fe2+、SO2等浸出有色金屬生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鎳渣、錳渣、鈷渣等。

MnO2+Fe2++H+

Mn2++Fe3++H2OMnO2+Fe+H+

Mn2++Fe3++H2OCo(OH)3+SO2+H+

Co2++SO42-+H2ONi(OH)3+SO2+H+

Ni2++SO42++H2O堿性溶劑浸出氨浸

適用于含金屬銅、鈷、鎳及其氧化物的廢物浸出。黑銅礦CuO+NH4OH+(NH4)2CO3

Cu(NH3)4CO3+H2O

孔雀石CuCO3

Cu(OH)2+NH4OH+(NH4)2CO3

Cu(NH3)4CO3+H2O

而金屬銅通過氧化還原反應(yīng)浸出Cu+Cu(NH3)4CO3

Cu2(NH3)4CO3Cu2(NH3)4CO3+NH4OH+(NH4)2CO3+O2

Cu(NH3)4CO3+H2OCu、Co、Ni的硫化物常壓氨浸常因溶解不完全而留在浸渣中。采用高壓氧化氨浸反應(yīng)式如下：斑銅礦Cu2FeS4+NH3+CO2+O2+H2O

[Cu(NH3)4]SO4+[Cu(NH4)2]CO3+Fe2O3·nH2O黃銅礦CuFeS2+NH3+O2+H2O

[Cu(NH3)4]SO4+(NH4)2SO4+Fe2O3·nH2O常用的堿浸劑有氨水、碳酸鈉、苛性鈉、硫化鈉等。碳酸鈉溶液浸出

較酸浸能力弱、但選擇性好設(shè)備防腐問題較易解決。適用于含碳酸鹽含量高、含鎢廢料、硫化鉬氧化焙燒渣、含磷廢物（P2O5）、含釩廢物（V2O5）、黑鎢礦（(Fe,Mn)WO4）等的浸出。白鎢礦CaWO4+Na2CO3

Na2WO4+CaCO3苛性鈉溶液浸出

苛性鈉是拜爾法生產(chǎn)氧化鋁的主要浸出劑，也用于高含硅廢物中有價成分的浸出。

還可用于浸出方鉛礦（PbS

）、閃鋅礦（ZnS）、白鎢礦、黑鎢礦、鋁土礦（Al2O3·nH2O）硫化鈉溶液浸出

硫化鈉可分解砷、銻、錫、汞等硫化物，使其生成可溶性硫代酸鹽的形態(tài)轉(zhuǎn)入浸液中。As2O3(Sb2O3、SnS2

、HgS)+Na2S

Na3AsS3(Na3SbS3、Na2SnS3、Na2HgS2)為防止硫化鈉水解，提高浸出率，實踐中常用硫化鈉和苛性鈉的混合液作為浸出劑。鹽性溶劑浸出

氯化鈉浸出

如含鉛廢物。PbSO4+NaCl

PbCl2+Na2SO4PbCl2+NaCl

Na2PbCl4常用的鹽浸劑有氯化鈉、高價鐵鹽、氯化銅和次氯酸鈉等溶液。高價鐵鹽浸出

含鉍廢物，可浸出金屬硫化礦廢物。Bi+FeCl3

BiCl3+FeCl2Bi2S3+FeCl3

BiCl3+FeCl2+S0氯化銅浸出

是浸出金屬硫化礦廢物的良好溶劑?？山鯢eS2、CuFeS2、PbS、ZnS、Cu2S等。Cu2S+CuCl2

CuCl+S0次氯酸鈉浸出

可浸出難被高價鐵鹽及高價銅離子浸出的金屬硫化物。MoS2+NaClO+NaOH

Na2MoO4+NaCl+Na3SO4+H2O浸出效果衡量設(shè)廢物干質(zhì)為Q(t),廢物中某組分的含量為a（%），浸出液體積為V(m3),該組分在浸出液中的含量為C(t/m3),浸出渣干質(zhì)量為m(t),浸渣中該組分含量為（%）浸出率(

浸)選擇性系數(shù)（

）滲濾浸出攪拌浸出順流浸出逆流浸出錯流浸出滲濾浸出槽機(jī)械攪拌浸出槽空氣攪拌浸出槽流態(tài)化逆流浸出槽高壓釜工藝設(shè)備2.2固體廢物浸出工藝與設(shè)備含錳、鋅渣溶劑浸出工藝流程圖主要由水泥地溝、槽底木制方格，產(chǎn)物為海綿銅。該法鐵耗較高、勞動強(qiáng)度大，適合于從稀酸中回收金屬為梨形轉(zhuǎn)鼓，由于置換材料不斷更新表面，置換速度快，勞動強(qiáng)度較溜槽輕倒錐形，回旋上升的溶液沖刷下沉積物剝落并得到濃集從錐體中部的網(wǎng)格流出，而貧液從上部流出。處理量大，置換材料耗量低。溜槽轉(zhuǎn)鼓錐形置換器機(jī)械攪拌浸出槽結(jié)構(gòu)示意圖空氣攪拌浸出槽結(jié)構(gòu)示意圖流態(tài)化逆流浸出塔結(jié)構(gòu)示意圖臥式高壓釜結(jié)構(gòu)示意圖滲濾浸出槽結(jié)構(gòu)示意圖離子沉淀離子交換置換沉淀電沉積提取和分離方法溶劑萃取2.3目的組分提取與分離水解沉淀

除了部分堿金屬和個別堿土金屬外。

Men++OH—

Me(OH)n

包括水解沉淀、硫化物沉淀和其他難溶鹽沉淀。離子沉淀取對數(shù)

硫化物沉淀

大部分的金屬離子，常用Na2S,H2S作沉淀劑。其他鹽類的沉淀

某些金屬的磷酸鹽、砷酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽、氟化物、氯化物等。Li++Na2CO3

Li2CO3

+Na+WO42-+CaCl2

CaWO4

+Cl-

Th4++C2O42-

Th(C2O4)2

Fe+Cu2+

Fe2++Cu根據(jù)熱力學(xué)原理，任何較負(fù)電性的金屬均可從溶液中置換出較正電性的金屬，直到兩種金屬的可逆電位相等為止。置換沉淀當(dāng)銅析出后，由銅、鐵和浸液組成的微電池的電動勢E為：

Men++H2

Me+H+利用還原劑H2、CO、SO2等在一定條件下直接從溶液中還原金屬的過程。氣體還原沉淀反應(yīng)進(jìn)行的必要條件為:3穩(wěn)定化/固化處理3.3固體廢物的固化處理3.2固體廢物藥劑穩(wěn)定化3.1固體廢物穩(wěn)定化/固化基礎(chǔ)1概述1.1穩(wěn)定化/固化處理的概況1.2穩(wěn)定化/固化處理所涉及概念和方法2藥劑穩(wěn)定化處理2.1重金屬離子的穩(wěn)定化2.2有機(jī)污染物的氧化解毒處理3固體廢物固化處理3.1水泥固化3.2石灰固化3.3瀝青固化3.4塑性材料固化3.5玻璃固化3.6自膠結(jié)固化內(nèi)容提要3.1概述50年代—水泥固化和瀝青固化處理放射性廢物70年代—“臘芙運(yùn)河”事件—重金屬類等危險廢物穩(wěn)定化固化處理80年代—穩(wěn)定化/固化有關(guān)的法規(guī)—藥劑穩(wěn)定化技術(shù)發(fā)展發(fā)展經(jīng)歷對于具有毒性或強(qiáng)反應(yīng)性等危險性質(zhì)的廢物進(jìn)行處理對其他處理過程所產(chǎn)生的殘渣進(jìn)行無害化處理對被有害污染物所污染的土壤進(jìn)行去污

主要應(yīng)用發(fā)展方向開發(fā)和研制新型的凝結(jié)劑（有機(jī)廢物的凝結(jié)劑）

華盛頓加州大學(xué)用聚酯固化有毒化學(xué)廢物在天然粘土中添加季銨鹽化合物，提高其吸附性能

用纖維和聚合物增加水泥的耐久性開發(fā)新型的穩(wěn)定化/固化重金屬危險廢物技術(shù)

在凝結(jié)劑中添加爐渣有利于金屬的氧化還原反應(yīng)在普通水泥中加入粉煤灰和活性硫降低固化體孔隙率對兩性金屬污染廢物的穩(wěn)定化技術(shù)優(yōu)化，對其與凝結(jié)劑的健合形式進(jìn)行研究

危險廢物從產(chǎn)生到處置的全過程穩(wěn)定化/固體化處理的目的

使危險廢物中所有污染組分呈現(xiàn)化學(xué)惰性或被包容起來，減少后續(xù)處理與處置的潛在危險。穩(wěn)定化/固體化處理的途徑將污染物通過化學(xué)轉(zhuǎn)變，引入到某種穩(wěn)定固體物質(zhì)的晶格中去；通過物理過程把污染物直接摻入到惰性基材中去。穩(wěn)定化/固化理論基礎(chǔ)穩(wěn)定化/固化概念穩(wěn)定化(Stabilization)

：將有毒有害污染物轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑浴⒌瓦w移性及低毒性的過程?；瘜W(xué)穩(wěn)定化&物理穩(wěn)定化固化(Solidification)：在危險廢物中添加固化劑，使其轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢闪鲃庸腆w或形成緊密固體的過程。固化過程：利用添加劑改變廢物的工程特征的過程。固化劑：固化過程所用的添加劑。限定化：指將有毒化合物固定在固體顆粒表面的過程。包容化：指用穩(wěn)定劑/固化劑凝聚，將有毒物質(zhì)或危險廢物顆粒包容或覆蓋的過程。

具備一定的性能，即①抗浸出性；②抗干濕性、抗凍融性；③耐腐蝕性、不燃性；④抗?jié)B透性（固化產(chǎn)物）；⑤足夠的機(jī)械強(qiáng)度（固化產(chǎn)物）。評價指標(biāo)體積變化因數(shù)浸出速率抗壓強(qiáng)度裝桶貯存:0.1~0.5MPa作建筑材料：>10MPa

放射性固化體：前蘇

>5MPa,英>20MPa利用化學(xué)藥劑通過化學(xué)反應(yīng)具有相對持久性有毒有害物質(zhì)Cr、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn等重金屬的化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)含氯的揮發(fā)性有機(jī)物、硫醇、酚類、氰化物等有機(jī)污染物的氧化解毒技術(shù)3.2固體廢物的藥劑穩(wěn)定化處理重金屬溶出法離子交換中和法氧化還原法吸附法化學(xué)沉淀法將固體廢物中可以發(fā)生價態(tài)變化的某些有毒有害組分通過氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒/低毒化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的組分

吸附劑

可逆吸附具有選擇性：活性炭-有機(jī)物；活性氧化鋁-鎳離子酸堿泥渣中和劑罐式機(jī)械攪拌/池式人工攪拌氫氧化物沉淀硫化物沉淀硅酸鹽沉淀碳酸鹽沉淀共沉淀無機(jī)/有機(jī)螯合物沉淀離子交換樹脂、天然或人工合成沸石、硅膠

昂貴可逆重金屬化學(xué)穩(wěn)定化重金屬離子的穩(wěn)定化

中和劑中和法酸性泥渣(鉻泥)：石灰石、石灰、氫氧化鈉、碳酸鈉堿性泥渣(赤泥)：硫酸或鹽酸毒Cr6+Hg2+As3+

氧化還原劑Cr3+HgAs5+氧化還原反應(yīng)毒重金屬離子的穩(wěn)定化硫酸亞鐵/硫代硫酸鈉/亞硫酸氫鈉/二氧化硫/煤炭/紙漿廢液/鋸木屑/谷殼氧化還原法重金屬離子的穩(wěn)定化

吸附劑活性炭活性炭有機(jī)物粘土金屬氧化物：氧化鐵、氧化鎂、氧化鋁天然材料：鋸末、沙、泥炭、沸石、軟錳礦、磁鐵礦、硫鐵礦、磁黃鐵礦等人工材料：飛灰、粉煤灰、高爐渣、活性氧化鋁、有機(jī)聚合物吸附法鎳離子重金屬離子的穩(wěn)定化氫氧化物沉淀法堿性物質(zhì)：氫氧化鈉、石灰、碳酸鈉等固化基材：硅酸鹽水泥、石灰窯灰渣、碳酸鈉等硅酸鹽沉淀（pH2~11）水和金屬離子與二氧化硅或硅膠不同比例結(jié)合碳酸鹽沉淀鋇、鎘、鉛碳酸鹽溶解度《其氫氧化物應(yīng)用不廣泛——pH低，CO2溢出；pH高，氫氧化物化學(xué)沉淀法pH~溶解度重金屬離子的穩(wěn)定化硫化物沉淀法無機(jī)硫化物沉淀：應(yīng)用僅次于氫氧化物沉淀法——大多數(shù)金屬硫化物溶解度低。一般保持pH大于8。有機(jī)硫化物沉淀：較高的分子質(zhì)量——沉淀物易沉降、脫水和過濾；沉淀徹底，適用pH范圍廣。含汞廢物及含重金屬的粉塵（焚燒灰及飛灰等）共沉淀永久磁鐵吸住。碳酸鈣也可產(chǎn)生共沉淀化學(xué)沉淀法溶解度Mn2+Zn2+Ni2+Mg2+Cu2+Cd2+鐵氧體Ⅱ:Ⅲ=1:1~1:2重金屬離子的穩(wěn)定化

無機(jī)及有機(jī)螯合物沉淀廢物中含有的配合劑：磷酸酯、檸檬酸鹽、葡萄糖酸、氨基乙酸、EDTA等形成穩(wěn)定可溶螯合物。螯環(huán)Pb2+、Cd2+、Ag+、Ni2+、Cu2+，98%Co2+、Cr3+，85%；優(yōu)于Na2S化學(xué)沉淀法強(qiáng)氧化劑、高溫破壞高pH破壞，Na2S高分子有機(jī)硫穩(wěn)定劑，更穩(wěn)定螯合物螯合效應(yīng)有機(jī)污染物氧化解毒臭氧氧化解毒過氧化氫解毒氯氧化解毒理論上1058g臭氧/度電實際150g/度電，費(fèi)用高自由能高，強(qiáng)氧化劑有紫外線照射時：鐵做催化劑產(chǎn)生OH·35%~50%，紫外線功率500W/L五氯酚污染的土壤，99.9%，有機(jī)碳氯和漂白粉。用氯的氧化物破壞劇毒的氰化物是一種經(jīng)典方法：在pH〉10有機(jī)污染物氧化解毒處理水泥固化

固化材料

廢物被摻入水泥的基質(zhì)中,水泥與廢物中的水分或另外添加的水分,發(fā)生水化反應(yīng)后生成堅硬的水泥固化體水泥主要成分：鋁、硅、鐵、鈣的氧化物固化基材:普通硅酸鹽\礦渣硅酸鹽/火山灰硅酸鹽\礬土\沸石水泥無機(jī)添加劑：蛭石、沸石、多種粘土礦物、水玻璃、無機(jī)緩凝劑、無機(jī)速凝劑和骨料等有機(jī)添加劑：硬脂肪酸丁酯、δ-糖酸丙酯、檸檬酸水泥固化過程硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣等的水合反應(yīng)產(chǎn)生Ca(OH)2基本理論危險廢物、水泥、水、添加劑3.3固體廢物的固化處理水泥固化

水泥固化影響因素固化效果添加劑pH凝固時間配料比pH較高，氫氧化物沉淀，碳酸鹽沉淀。過高，帶負(fù)電荷的羥基絡(luò)合物，溶解度↑。Cu，9；Zn，9.3；Cd，11.1改善固化體質(zhì)量。吸附劑——沸石或蛭石加入含硫酸鹽的廢物中防止其與水泥成分反應(yīng)生成硫酸鋁鈣導(dǎo)致體積膨脹和破裂。蛭石還是骨料水、水泥和廢物的量比水分過少，不能保證水泥的充分水合作用；水分過大，出現(xiàn)泌水現(xiàn)象投加促凝劑、緩凝劑來控制凝結(jié)時間，一般初凝時間>2h,終凝48h，保證混料后有足夠時間輸送、裝桶或澆注水泥固化應(yīng)用

無機(jī)類的廢物，硫化物等，尤其是含有重金屬污染物廢物，也被應(yīng)用于低、中放射性及垃圾焚燒廠產(chǎn)生的焚燒飛灰等危險廢物的固化處理。對象

采用400～500號硅酸鹽水泥為固化劑。電鍍干污泥、水泥和水的配比為（1～2）：20：（6～10）。固化體的抗壓強(qiáng)度可達(dá)10～20Mpa。浸出試驗表明，重金屬的浸出濃度：汞小于0.0002mg/L（原0.13～1.25mg/L）；鎘小于0.002mg/L（原1.0～80.6mg/L）；鉛小于0.002mg/L（原165～243mg/L）；六價鉻小于0.02mg/L（原0.3～0.4mg/L）；砷小于0.01mg/L（原8.14～11.0mg/L）電鍍污泥工藝流程含重金屬污泥的水泥固化工藝流程圖水泥固化特點

①設(shè)備和工藝過程簡單，無需特殊的設(shè)備，設(shè)備投資、動力消耗和運(yùn)行費(fèi)用都比較低；②水泥和添加劑價廉易得；③對含水率較低的廢物可直接固化，無需前處理；④在常溫下就可操作；⑤處理技術(shù)已相當(dāng)成熟，對放射性固體廢物的固化容易實現(xiàn)安全運(yùn)輸和自動控制等。

優(yōu)點缺點

①固化體的浸出率較高，通常為10-4～10-5g/(cm2·d)，主要是由于它的空隙率較高所致，因此需作涂覆處理；②固化體的增容比較高，達(dá)1.5～2；③有的廢物需進(jìn)行預(yù)處理和投加添加劑，使處理費(fèi)用增高；④水泥的堿性易使銨離子轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔庖莩?；⑤處理化學(xué)泥渣時，由于生成膠狀物，使混合器的排料較困難，需加入適量的鋸末予以克服。石灰固化概念應(yīng)用及特點

以石灰和具有火山灰活性的物質(zhì)（如粉煤灰、垃圾焚燒灰渣、水泥窯灰等）為固化基材對危險廢物進(jìn)行穩(wěn)定化與固化處理的方法。重金屬被吸附于膠體結(jié)晶中，包裹起來的粘結(jié)性物質(zhì)。概念應(yīng)用

適用于穩(wěn)定石油冶煉污泥、重金屬污泥、氧化物、廢酸等無機(jī)污染物。

簡單，物料來源方便，操作不需特殊設(shè)備及技術(shù)，比水泥固化法便宜，并在適當(dāng)?shù)奶幹铆h(huán)境，可維持波索來反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行。石灰固化處理得到固化體的強(qiáng)度較低，所需養(yǎng)護(hù)時間較長，并且體積膨脹較大，增加清運(yùn)和處置的困難，因而較少單獨使用。特點瀝青固化原理與工藝

以瀝青類材料作為固化劑，與危險廢物在一定的溫度、配料比、堿度和攪拌作用下發(fā)生皂化反應(yīng)，使有害物質(zhì)包容在瀝青中并形成穩(wěn)定固化體的過程。瀝青－憎水性物質(zhì)、良好的黏結(jié)性、化學(xué)穩(wěn)定性、較高的耐腐蝕性。石油蒸餾的殘渣，其化學(xué)成分包括瀝青質(zhì)、油分、游離碳、膠質(zhì)、瀝青酸和石蠟等。原理

固廢預(yù)處理——廢物與瀝青熱混合——二次蒸汽凈化放射性廢物瀝青固化基本方法：高溫融化混合蒸發(fā)：如圖4-12，150~230℃暫時乳化：混合——脫水——干燥，雙螺桿擠壓機(jī)化學(xué)乳化：廢物與乳化瀝青混合——干燥脫水——冷卻硬化工藝瀝青固化應(yīng)用及特點

一般被用來處理中、低放射性蒸發(fā)殘液、廢水化學(xué)處理產(chǎn)生的污泥、焚燒爐產(chǎn)生的灰分，以及毒性較大的電鍍污泥和砷渣等危險廢物。對象與水泥固化基本相同應(yīng)用

（1）固化體的空隙率和固化體中污染物的浸出速率均大大降低。另外，由于固化過程中干廢物與固化劑之間的質(zhì)量比通常為1：1～2：1，因而固化體的增容較小；（2）固化劑具有一定的危險性，固化過程中容易造成二次污染，需采取措施加以避免。另外，對于含有大量水分的廢物，由于瀝青不具備水泥的水化作用和吸水性，所以需預(yù)先對廢物進(jìn)行濃縮脫水處理。因此，瀝青固化工藝流程和裝置往往較為復(fù)雜，一次性投資與運(yùn)行費(fèi)用均高于水泥固化法；（3）固化操作需在高溫下完成，不宜處理在高溫下易分解的廢物、有機(jī)溶劑以及強(qiáng)氧化性廢物。特點塑性材料固化概念及原理

以塑料為固化劑，與危險廢物按一定的比例配料，并加入適量催化劑和填料進(jìn)行攪拌混合，使其共聚合固化，將危險廢物包容形成具有一定強(qiáng)度和穩(wěn)定性固化體的過程。概念熱固性塑料固化（脲醛樹脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂）用熱固性有機(jī)單體和經(jīng)過粉碎處理的廢物充分混合，在助凝劑和催化劑的作用下產(chǎn)生聚合以形成海綿狀的聚合物質(zhì)，從而在每個廢物顆粒的周圍形成一層不透水的保護(hù)膜。部分液體廢物遺留，需干化。顆粒度、含水量等以及進(jìn)行聚合的條件熱塑性固化（瀝青、石蠟、聚乙烯、聚丙烯等）：是用熔融的熱塑性物質(zhì)在高溫下與干燥脫水危險廢物混合，以達(dá)到對廢物穩(wěn)定化的目的。應(yīng)用及特點特點：引入密度較低的物質(zhì)，添加劑數(shù)量較少，固化體密度??；但操作過程復(fù)雜，熱固性材料自身價格高昂。由于操作中有機(jī)物的揮發(fā)，容易引起燃燒起火，所以通常不能在現(xiàn)場大規(guī)模應(yīng)用。

熱固性材料固化特點：浸出速率低；需要的包容材料少，在高溫下蒸發(fā)了大量的水分，增容率較低。缺點是高溫操作，耗能較多；會產(chǎn)生大量的揮發(fā)性物質(zhì)，其中有些是有害的物質(zhì)；有時廢物中含有熱塑性物質(zhì)或某些溶劑，影響穩(wěn)定劑和最終的穩(wěn)定效果熱塑性材料固化應(yīng)用：低水平有機(jī)放射性廢物（如放射性離子交換樹脂）、非蒸發(fā)性的、液體狀態(tài)的有機(jī)危險廢物玻璃固化概念固化劑特點

玻璃原料為固化劑，將其與危險廢物以一定的配料比混合后，在1000～1500℃的高溫下熔融，經(jīng)退火后形成穩(wěn)定的玻璃固化體。概念

鈉鉀玻璃溶解度高，硅酸鹽玻璃熔點高，制造困難。磷酸鹽：含鹽量低、放射性極高的如普里克斯廢液（見圖4-13）硼酸鹽玻璃：高放廢液+固化劑——煅燒，升溫1100~115