[发明专利]抑制工业废矿渣有毒物质浸出的方法及应用

说明书

本发明公开了一种抑制工业废矿渣有毒物质浸出的方法及应用。该发明是通过对工业废矿渣颗粒表面进行疏水处理后可有效抑制有毒物质的浸出，疏水处理后的工业废矿渣可用于固化压制免烧砖、铺筑路基或制作防渗层。包括以下步骤：原料分拣、粉碎碾磨、表面疏水处理、混料、压制成型、养护。本发明将浸出性工业危险废物进行了无害化和资源化利用，实现了变废为宝，同时该处理工艺简便，工业上可操作性强。本发明所制成的免烧砖、铺筑的路基、制做的防渗层综合性能良好，其浸出性等指标符合相关规定。

技术领域

本发明涉及一种抑制工业废矿渣有毒物质浸出的方法及应用，属于电解铝废弃物加工技术领域。

背景技术

工业废矿渣是一种具有潜在活性的工业废弃物，工业废矿渣中含有各种有毒物质，尤其是氟化物以及氰化物，其大量堆放已对环境造成严重危害。常见的有毒工业废矿渣有铝电解槽大修渣、铝灰、黄金尾渣以及煤造气废渣等。一般来说常用的工业废渣的处理方法有焚化法，填埋法，化学处理法，生物处理法，海洋投弃等，然而这些方法对周围环境造成严重破坏。

电解铝工业中，铝电解槽一般在使用5～6年后需进行大修，大修时电解槽内清除的废内衬，即为铝电解槽大修渣。铝电解槽大修渣主要包含阴极炭块、耐火砖、扎糊、保温砖、防渗浇注料、耐火灰浆及绝热板等。由于长期高温条件下受到电解质液的侵蚀，停槽后的大修渣中含有可溶性氟化物及氰化物，其中可溶性氟化物具有强烈的腐蚀性，属于有害物质。其中氰化物为剧毒物质，被国家环保部门定性为危废物。

铝业公司每年大修铝电解槽约100台(正常情况下估计最大数量)，每年产生大修渣约10000t，除对铝电解槽大修渣部分耐火材料回收利用外，其余排放途径均基本为填沟倾倒，或露天堆放，没有妥善的处置措施。这些大修废渣受雨水冲刷和浸泡，其中的可溶性氟浸出后进入水中，渗入地下，有可能污染土壤和地下水；另外废渣长期露天堆放，渣表面风化，形成粉尘，可产生二次扬尘，污染大气。目前国家相关部门已经明确禁止批建新的大修渣储存渣场，因此现有填埋方式不能满足国家环保相关要求。

铝电解槽大修废渣的处理除了填埋法外，还有火法技术。据文献资料报道，大修渣加热到300℃时，废槽内衬中约99.5％的氰化物消失，加热到400℃时约99.8％的氰化物消失，加热到700℃以上时氰化物完全消失。但是火法处理铝电解槽大修废渣，回收氟化物需要采用气密性非常严格的设备，该处理技术成本高昂。

电解铝工业产生的铝灰同样是危废物。铝灰是电解铝厂熔铸车间的下脚料，也是再生铝生产厂家以及铝型材厂、铝板厂、铝制品厂、合金铝厂、铝件厂等以金属铝为原料，并且需要熔化后进行再加工等行业在熔化铝过程中产生的下脚料。在铝冶炼、成型过程中会产生多种副产品。作为铝工业主要的副产品，铝灰产生于所有铝发生熔融的工序，其中的铝含量约占铝生产使用过程中总损失量的1～12％。铝灰的来源广泛，铝灰中存在着大量的有毒元素：硒、砷、钡、镉、络、铅等，如果将铝灰填埋，对当地土壤及水资源会造成严重污染，造成周边牲畜、居民和植物重金属中毒，还会导致周边土壤盐碱化，农作物大量死亡。

各种铝厂、氨厂、煤气厂每年会产生大量的煤造气废渣，能够释放大量有毒物质，对环境造成严重污染。同样，黄金冶炼行业每年度都生成很多的尾渣。尾渣含有有价元素、其他珍贵金属。依照惯用的途径来堆存它们，很难综合运用。这类堆存不仅带来很多浪费，还会损毁周边环境。

对于各种工业废渣的处理方法，目前有以下方面的相关技术：

中国铝业郑州研究院在研究废槽内衬危害性的基础上，提出并开发了加热法处理废槽内衬使之无害化的CHALCO-SPL技术，该方案采用湿法工艺技术，对废槽衬中的废阴极和废耐火保温材料分类、分段一次性进行无害化处理，且不产生新的危险废物。