[发明专利]一种利用氧化铝稳定化镉的方法

说明书

本发明公开了一种利用氧化铝稳定化镉的方法，包括以下步骤：1)将CdO和γ‑Al₂O₃前体混合，其中Cd/Al摩尔比为0.25；2)将步骤1)中混合物在水浆液环境中球磨18～24h后，送至烘箱在100～105℃下18～24h进行干燥；3)将干燥的混合物用研钵研磨进一步均匀化，然后在150～250MPa下造粒成Φ10～20mm的粒料；4)在800～1000℃保持0.25～18h的时间用于后续的热处理；本发明将CdO向CdAl₄O₇单斜结构转变，通过单斜晶系CdAl₄O₇结构形成可以显着降低镉浸出率，从而有效稳定废物流中的有害镉；本发明工艺简单，只需要使用一种在自然环境中丰富的常见的低成本工业材料γ‑Al₂O₃，通过简单的烧结方法，即可有效地将镉纳入CdAl₄O₇结构，显著降低将金属镉释放到环境中的危险。

技术领域

本发明涉及固体废物无害化处理及资源化利用技术领域，具体来说，涉及一种利用氧化铝稳定化镉的方法。

背景技术

金属污染日益成为世界许多地区所关注的问题，镉由于其严重的急性和慢性毒理学作用，镉被认为是毒性最大的金属之一，镉污染在重金属污染中排名第二。2014年，全球镉的生产和消费量为22200吨，工业活动(如电镀，冶炼，合金制造，颜料，塑料，电池，采矿和精炼工艺)对公共健康和生态系统构成重大风险。据报道，1979年，日本在金津河沿岸修复受镉污染的农田的项目耗费总成本为4.96亿美元。2009年，湖南浏阳市镇头镇发生镉污染，事源长沙湘和化工厂生产次氧化锌、硫酸锌和金属铟。由于环保排污设施不齐全，镉被直接排入水体和土地，导致土地大面积污染。2012年有20吨镉被排入龙江(中国广西)，造成数百万鱼类死亡，影响了多达400万人的供水。镉离子大多数以氢氧化镉形式通过沉淀过程从污染的废水中得以去除。丹麦环境保护署指出，城市废水中的镉的11-59％可能以废物污泥形式存在。一般来说，固化和稳定的含镉污泥最终会被处理到土地填埋场中。但是由于其不可降解性和高流动性，镉在酸性条件下很容易被浸出，并通过食物链(土壤-植物-动物-人类)在人体器官中生物积累。

对含重金属废渣的处理主要有稳定化/固化处理和资源化利用两条途径。中国专利公开号CN105801046A发明了一种由水泥固化剂、稳定化助剂、吸附剂、稳定剂组成处理剂，将含镉废渣稳定固化成含镉废渣固化体，再将含镉废渣固化体填埋，但是其固化使用药剂产品多，处理工艺复杂；中国专利公开号CN102560124介绍了一种回转窑进行重金属固废无害化资源化，该法实现废水、废渣的零排放，资源的循环与综合利用，但是其工艺过程易产生二次污染；中国专利公开号CN104475431A介绍了一种高毒废渣的稳定化固化方法，该法用药剂稳定化和包覆、固化作用等对汞、砷、铬、镉、氰化物高毒危险废物进行了稳定化固化。但其需要进行多次包覆固化，工艺繁杂难以大量应用于工程实际当中。另外，此法可能在酸性条件下被渗滤液侵蚀，存在二次污染的风险。中国专利公开号CN101824543介绍重金属废物的硫化处理以及其中有价金属回收的方法，该法采用硫化法结合高压、高温、浮选等工艺对有价金属进行硫化回收，也用于重金属废渣的硫化稳定化处理，实现重金属废渣的无害化、资源化处置，但是存在重金属回收不完全、成本太高等问题。由于废渣物相结构复杂、有价金属含量偏低，综合回收和资源化利用的技术难度较大，所以常用稳定化/固化处理。固化体受到外界不稳定因素影响后会造成包容体破裂，导致废物中有毒物质重新渗滤出来。