[发明专利]一种利用高温液态炉渣固定含砷废物的方法

说明书

本发明涉及一种利用高温液态炉渣固定含砷废物的方法，包括：将高温液态炉渣与含砷废物混合反应，冷却得到炉渣固砷体。本发明充分利用了高温液态炉渣的热量和有效组分，对含砷废物进行高效固定，得到的炉渣固砷体具有较高的化学稳定性，可以长期堆存或者按照一般废物进行填埋，实现了含砷废物的无害化处置，以绿色可持续发展的方式解决了砷污染问题，同时拓宽了高温液态炉渣的资源化利用。

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，更具体地，涉及一种利用高温液态炉渣固定含砷废物的方法。

背景技术

在钢铁冶炼、有色金属冶炼等高温冶炼过程中产生大量的高温液态炉渣，它们通过排渣口脱离熔炼炉。据报道，2010年我国冶炼渣产生量约为3.15亿吨，其中大部分冶炼渣都产自于高温冶炼过程中。目前，对于钢铁冶炼和有色金属冶炼产生的高温液态炉渣一般采取水冷或者自然冷却的方式进行冷却，然后采取填埋或堆置的方式处置，资源化利用程度不高，也使得高温液态炉渣的热量白白损失，没有得到有效利用。

钢铁冶炼、有色金属冶炼等过程中产生的高温液态炉渣以硅钙渣或者铁硅渣为主。这些高温液态炉渣在冷却的过程中容易形成玻璃体，因而对含砷废物具有一定的包裹能力。目前关于含砷废物的固化/稳定化技术中采用高温固化的较少。CN107311455A公开了一种利用含砷废渣制备含砷固化玻璃的方法，其中需要对固化物料进行高温热处理。CN103265171A公开了一种固化含砷废料的方法及生成的固砷类水晶产品和应用，其中需要在高压下进行固化。上述技术都存在能耗高且对固化设备要求严苛的缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种利用高温液态炉渣固定含砷废物的方法，既实现了含砷废物的稳定固化，又充分利用了高温液态炉渣的热量和有效组分，具有重要的环保意义。

为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种利用高温液态炉渣固定含砷废物的方法，包括：将高温液态炉渣与含砷废物混合反应，冷却得到炉渣固砷体。

上述技术方案中，高温液态炉渣以硅钙渣或者铁硅渣为主，在冷却的过程中容易形成玻璃体，因而对含砷废物具有一定的包裹能力，将高温液态炉渣与含砷废物混合最终形成炉渣固砷体，实现了含砷废物的固化。

上述技术方案中，优选地，所述高温液态炉渣的出炉温度高于1000℃。温度越高，传热越快，越有利于含砷废物熔融，促使高温液态炉渣基本结构单元和含砷废物的结合，从而使砷以更加稳定的形态被固定在高温液态炉渣结构中。

上述技术方案中，还包括在将所述高温液态炉渣与所述含砷废物混合后进行保温，所述保温的温度为高于1000℃，保温时间为1-6h。

上述技术方案中，所述含砷废物为砷酸盐，先将所述砷酸盐与助熔剂混合后，再与所述高温液态炉渣混合反应。砷酸盐的形式比较稳定，因此只需要加入助熔剂，降低含砷废物的熔化温度，使含砷废物较快呈液态，有利于与高温液态炉渣的结合。

上述技术方案中，所述助熔剂为SiO₂、Na₂CO₃、H₃BO₃、玻璃中的一种或多种，所述砷酸盐与所述助熔剂的质量比为(10-30):(70-90)。

上述技术方案中，所述含砷废物为含砷污泥，先将所述含砷污泥与砷物相调控剂和助熔剂混合后，再与所述高温液态炉渣混合反应。含砷污泥中砷主要以砷钙化合物的形式存在，加入砷物相调控剂能使其转变为砷酸盐。因为砷酸盐高温下更稳定，所以反应过程中能降低砷的挥发。所述砷物相调控剂为H₂O₂和/或MnO₂。所述助熔剂为SiO₂、Na₂CO₃、H₃BO₃、玻璃中的一种或多种。