[发明专利]含锌磷化废渣的稳定固化方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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535 mg/L～780 mg/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CN 104445125 A（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。

发明内容

本发明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。

实现本发明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20～30 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。