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冶金百科 | 有色冶金固廢處理與資源化方法概述
2023-06-26 10:50:04 來源:中冶有色技術網
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簡介:固體廢物的處理是通過物理化學和生物手段將廢物中對人體或環境有害的物質分解為無害成分或轉化為毒性較小的物質進行運輸、資源化利用和最終處置的過程,如廢物解毒、有害成分的分離和濃縮、廢物的穩定化等。固廢的處置是通過焚燒、填埋或其他改變廢物的物理、化學、生物特性的方法減少已產生的固體廢物數量、縮小固體廢物體積、減少或者消除其危險成分,并將其置于與環境相對隔絕的場所,避免其中的有害物質危害人體健康或污染環境。
有色冶金固廢處理與資源化方法概述

固體廢物的處理是通過物理化學和生物手段將廢物中對人體或環境有害的物質分解為無害成分或轉化為毒性較小的物質進行運輸、資源化利用和最終處置的過程,如廢物解毒、有害成分的分離和濃縮、廢物的穩定化等。固廢的處置是通過焚燒、填埋或其他改變廢物的物理、化學、生物特性的方法減少已產生的固體廢物數量、縮小固體廢物體積、減少或者消除其危險成分,并將其置于與環境相對隔絕的場所,避免其中的有害物質危害人體健康或污染環境。

有色冶金固廢處理與處置技術主要包括化學處理法、物理處理法、生物處理法、穩定化/固化方法、焚燒法、填埋法及綜合處理法。

(1)化學處理法

化學處理法主要用于處理無機廢物,如酸、堿、重金屬、氰化物等,冶金過程固體廢物處理方法有焚燒、溶劑浸出、化學中和、氧化還原等。

(2)物理處理法

物理處理法通常有重選、磁選、浮選、揀選、分選等各種相分離及固化技術。固化工藝用以處理殘渣物,如飛灰及不適于焚燒處理或無機處理的廢物,特別適用于處理金屬廢渣、工業粉塵等。

(3)生物處理法

生物處理法適用于有機廢物的堆肥和厭氧發酵,冶金工程提煉銅等金屬的細菌冶金,有機廢液的活性污泥法。

(4)穩定化/固化技術

固體廢物的穩定化/固化占有舉足輕重的地位,經其他無害化、減量化處理的廢物都要全部或部分地經過穩定化/固化處理才能進行最終處置或利用。目前已經應用和正在開發的穩定化/固化技術有水泥固化、石灰固化、熔融固化、熱塑性固化、自膠結固化、化學藥劑穩定化等。其中,水泥固化工藝簡單、成本低,為最常用的危險廢物固化方法。工業發達國家從20世紀50年代初期開始研究水泥固化處理放射性廢物,后來研究出瀝青固化、玻璃固化等。目前固化主要是采用無機膠結劑處理重金屬廢物,屬于以水泥和石灰為基材的工藝方法。日本固體廢物處理處置領域強調減量化,除傳統的水泥固化仍在應用外,其他技術均考慮了減量化的因素,在焚燒基礎上開始研究熔融固化技術,并針對傳統固化工藝增容比大的特點研究開發了化學藥劑穩定化技術。國內的穩定化/固化技術研究起步于放射性廢物處理,在水泥和瀝青固化方面積累了許多經驗,廣泛應用于危險廢物處理。但傳統的固化技術由于固化基材添加量大,使廢物增容比較大,給后續處理帶來諸多技術和經費的問題。因此,今后的研究重點為開發新型化學藥劑穩定化技術和設備,篩選和研制高效穩定化藥劑,在對廢物進行無害化處理的同時實現最小量化。

(5)焚燒法

一般有毒、高能量的有機廢物采用焚燒處理。固體廢渣經過焚燒處理可蒸發表面水分,燃燒后進行熱分解并聚集成高熱量和釋放揮發組分,最終燒盡形成灰渣。焚燒法具有顯著的減容、穩定和無害化效果,但也有明顯的缺點,不僅一次性投資大,還存在操作運行費用高、熱值低、產生會造成二次污染的多種有害物質與有害氣體。

(6)填埋處理技術

將固體廢渣填入大坑或洼地中利于地貌的恢復和維持生態平衡,根據不同有害廢物的特點宜采用不同的填埋方法。一般工業固體廢物填埋場的修復可參照城市生活垃圾衛生填埋場的建設標準。填埋物對含濕量、固體含量、滲透性、長期穩定性等有一定要求,毒性較大的廢物要經過妥善的預處理后才可送填埋場,具有特殊毒性及放射性的廢物嚴禁填埋,兩種或兩種以上廢物混合時應不會發生反應、燃燒、爆炸或放出有害氣體。填埋廢渣經過微生物作用之后會產生廢氣,主要有CH、CO、HS等,這些廢氣必須進行安全排放或收集、凈化處理和利用。排氣設施可采用耐腐蝕性強的多孔玻璃鋼管,根據地形垂直埋設于廢渣層內,管周填碎石,碎石用鐵絲網或塑料網圍住,圍網外徑為1~1.5mm,垂直向上的排氣管設施隨廢渣層的填高而接長,導排氣管收集廢氣的有效半徑約為45m。填埋場的封場應填滿之后覆一層200~300 mm厚的黏土,再覆蓋400~500 mm厚的自然土并均勻壓實,最終覆土之上加營養土250mm,總覆土厚度在1m以上,封場頂面坡度不大于33%,填埋場兩側的山坡需修建截洪溝排除山坡雨水匯流,使場外徑流不得進入填埋場內,截洪溝的設防能力按25年一遇的洪水量考慮。填埋法建設和運行費用比較低、操作簡單,但由于技術上的不完善所造成的環境問題仍很多,如廢渣中的有機組分在填埋場厭氧環境中產生甲烷造成大氣污染并易引起甲烷爆炸事故,廢渣受雨水淋濾或地下水的侵蝕造成大量污染物進入地下水或地表水,滲濾液的成分復雜,有害物質濃度高。

(7)綜合利用方法

綜合利用方法是實現固體廢物資源化、減量化的最重要手段之一。在廢物進入環境之前對其進行回收利用,可減輕后續處理處置的負荷。如工業廢物采用人工和氣流、磁力等分選法進行回收利用;粉煤灰、煤渣等制作成水泥、燒結磚、蒸養磚、混凝土、墻體材料等建材。
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