[发明专利]一种危险废弃物碳化固化处理工艺

说明书

技术领域

本发明属危险废弃物水泥固化技术领域，特别涉及一种危险废弃物碳化固化处理工艺。

背景技术

对危险废弃物水泥固化体固化性能的提高一直受到广泛的关注，较为常见的水泥固化体品种为普通硅酸盐水泥固化体和掺有不同骨料的水泥固化体，例如现有技术CN102201272A和CN1736948A。

其中，普通硅酸盐水泥固化体工艺成熟，成本低廉，稳定性较好，但对核素和部分重金属的滞留能力较差，增容比大，辐照稳定性一般。

掺入污酸渣的固化体胶凝效果良好，内部重金属的浸出浓度较低，工艺简单，成本较低，有一定的经济效益与环境效益，但污酸渣的排放量有限，成分不稳定，形成的水泥固化体的稳定性一般，适用范围有限，浸出浓度较高。

另有以焚烧飞灰为主要组分并加入铝工业废渣粉末，石灰粉等物质浇筑而成的新型水泥固化基质，能够很好的通过以废治废的手段使危险废弃物能够无害化处理，但采用此方法废渣的可控性较差，新型水泥基质的稳定性一般，浸出浓度降低不明显。

综上现有技术一般存在以下问题和缺陷：

(1)、对内部粒子的滞留能力的提高程度有限：由于水泥体的多孔性，造成粒子易在水泥体内部发生迁移。

(2)、资源化利用的水泥固化体质量难于保证：掺入的工业废渣质量与成分难于保证，造成新的水泥固化体的固化性能难于控制。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，为了提高危险废弃物水泥固化体的抗浸出性和可靠性，提供了一种危险废弃物碳化固化处理工艺。具体地：

一种危险废弃物碳化固化处理工艺：包括：

(1)、将水泥和危险废弃物注入容器中进行搅拌，搅拌完成后进行标准养护；

所述水泥和危险废弃物的重量比例范围优选为1：9-9：1。

所述水泥用现在常用的普通硅酸盐水泥，需要加入一定量的水，优选水灰比0.35-0.4。也根据和易性和固化要求选取，以现在常用的比例和技术标准为基础做改进。

危险废弃物包括：核废料和飞灰，其中核废料指核反应过后不再需要但又具有放射性的废料，核电站、核工业和其他的一些研究机构都会产生危险废弃物，而核电站核的危险废弃物的主要来源，核反应过程中的乏燃料、冷却剂、树脂交换剂、浓缩液等都是危险废弃物，其中主要是核素；垃圾焚烧厂焚烧垃圾后会产生飞灰和炉渣，其中飞灰含有一定量的重金属，危害性更强，更难处理。

搅拌时间和搅拌速度以常规水泥搅拌技术为准，也可以现在常用的技术标准为基础做改进

标准养护是在养护室或者养护箱中进行，标准养护的温湿度条件优选为25℃的温度和不小于90％的湿度。

所述容器包括各种适合水泥搅拌的容器，一般是钢桶，便于搬运与贮存，少数也有加筋混凝土桶的。

(2)、标准养护28d(天)后，将容器放入超临界二氧化碳循环设备中，通入二氧化碳，闭合设备，设定设备内压强和温度，设定保压时间；

所述二氧化碳的浓度为超临界二氧化碳循环设备的常规使用浓度。

所述设定设备内压强范围优选为7.29mPa以上；温度优选为31.26℃以上。

所述需要保压时间的优选为保压4小时以上。

所述碳化室优选为超临界二氧化碳循环设备。

(3)保压完成后，缓慢泄压，取出桶，封盖。

缓慢泄压的泄压速度取决于反应室内的温度变化(泄压时碳化室内的温度会下降)目的是让温度下降速度不太快以免试块开裂，具体极限下降临界速度以不开裂为准。

将封盖桶进行标记，准备进行下一步处置，处理好后放入处置室内贮存，或进行填埋，或作为建筑材料进行使用。

通过上述碳化工艺后，水泥的物理化学性质发生改变，水泥和危险废弃物形成的固化体中的某些重金属离子溶解度降低或与水泥石中的某些粒子发生化学反应，进而使水泥体对内部包含得一些重金属粒子的滞留能力得到提高，同时提高强度，增加可靠性。

以上设计工艺流程中对加入料成分与比例进行把控保证了水泥固化体品质的均衡，待水泥体正常硬化后进行碳化处理有利于质量的把控。以上设计的流程适用于对水泥固化体进行填埋等地质处置的情况。

本发明的另一目的在于提供一种水泥和危险废弃物形成的水泥固化体，其通过前述危险废弃物碳化固化处理工艺制备得到。此水泥固化体可作为建筑材料使用。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

1.固化性能的提高。