含砷危固废的玻璃化处理方法与流程

1.本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体而言，涉及含砷危固废的玻璃化处理方法。


背景技术：

2.固体废物玻璃化是处理固体废物使之无害化的一种方法。在高温下熔融固体废物(或其中加入一些玻璃化物质,如碎玻璃、碳酸碱-二氧化硅混合物)而形成玻璃固化体。含砷危废料常用的处理方式就是玻璃化处理。
3.现有的研究例如“单桃云，刘鹊鸣，廖光荣，邓卫华.含砷混合盐无害化处理与资源化技术研究[j].矿产与地质，2013，27(s1):68-71.”中公开的内容中公开的方法主要为：(1)采用废玻璃瓶或者炉渣与一定量的含砷混合盐混合，高温熔化成玻璃固化体，其毒浸试验可以达到一般固体废物的标准。(2)形成固化体的熔融温度为1100℃～1300℃，时间为60～120min，固化体中的砷含量为:废玻璃瓶为载体时砷≤6.0％，炉渣为载体时砷≤4.5％，所的固化体的毒浸试验结果为砷≯5.0mg/l，达到了国家一般固体废物要求。(3)炉渣为载体所得的固化体作为井下填充水泥生产原料，安全、环保，其用量极大。该法可从根本上使含砷混合盐得到无害化；废玻璃瓶为载体所得的固化体可以安全堆放或者作为部分玻璃生产用的澄清剂。
[0004]
但是，上述方法存在如下问题：1.该方法满足gb 5085.3-2007危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别要求，gb/t 41015-2021-相对于gb 5085.3-2007更严格，对比文件1并不一定满足gb/t 41015-2021《固体废物玻璃化处理产物技术要求》；2.其仅仅是简单的物料混合进行熔炼，仅仅只是控制砷的配入含量，并未考察其他因素对于玻璃化处理效果的影响。
[0005]
鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的在于提供含砷危固废的玻璃化处理方法。
[0007]
本发明是这样实现的：
[0008]
第一方面，本发明提供一种含砷危固废的玻璃化处理方法，包括：
[0009]
(1)将辅助玻璃化氧化物与含砷危固废渣混合，制得预配渣，预配渣满足以下条件：
[0010]
预配渣是以cao-feo
x-al2o
3-me
xoy-sio2多元体系为主的渣料，其中(feo
x
+al2o3)的含量≥20wt％，fe(ⅲ)/∑fe≥50％，硅酸度≥1.5，氧硅比≤3.5；
[0011]
硅酸度以k表示，当1.5≤k＜1.8时，ω
as
≤2.5wt％；当1.8≤k＜2.0时，ω
as
≤3.5wt％。当2.0≤k≤2.5时，ω
as
≤5wt％；
[0012]
其他除ni外属于需要检测浸出毒性的重金属每一种的上限值均为ω
me
＝(3.26k-4.08)wt％，其中k＝1.5～2.5，渣中ni的含量上限值为(0.2～0.25)
·
ω
me
；
[0013]
硅酸度是指酸性氧化物中氧的摩尔数总和/碱性氧化物中氧的摩尔数总和，渣中
的氧化铝和三氧化二铬不计入硅酸度的计算中，三氧化二铁按照氧化亚铁计算；
[0014]
氧硅比是指渣中氧的摩尔数/渣中硅和砷的摩尔数之和，渣中三氧化铝中的氧不计入所述氧硅比的计算中；
[0015]
(2)将预配渣进行熔炼，充分熔融后急冷处理得到急冷渣。
[0016]
在可选的实施方式中，熔炼温度为高于预配渣的半球温度50～200℃，在熔炼温度下停留至少30min。
[0017]
在可选的实施方式中，控制熔体粘度为≤2.0pa
·
s。
[0018]
在可选的实施方式中，控制熔体粘度为≤1.0pa
·
s。
[0019]
在可选的实施方式中，急冷处理后实现预配渣玻璃化度≥85％。
[0020]
在可选的实施方式中，急冷的方式包括水淬急冷、快速风冷急冷或喷雾急冷。
[0021]
在可选的实施方式中，辅助玻璃化氧化物包括二氧化硅、氧化钙、氧化铁和氧化铝中至少一种。
[0022]
在可选的实施方式中，熔炼气氛为偏氧化性气氛。
[0023]
在可选的实施方式中，得到急冷渣后还包括：
[0024]
(3)对急冷渣进行组成分析，并按照gb/t 41015-2021《固体废物玻璃化处理产物技术要求》进行检测，若指标不合格则将急冷渣作为含砷危固废渣进行配料修正并重复进行步骤(1)～(3)操作。
[0025]
本发明具有以下有益效果：
[0026]
本技术实施例提供的含砷危固废的玻璃化处理方法，通过对硅酸度、氧硅比以及三价铁占总铁含量比值进行调控，使这些条件位于合适范围内，在此前提下研究出砷以及其他重金属的上限含量，在进行含砷危固废的玻璃化处理过程中，控制预配渣的化学组分满足上述要求，对含砷危固废具有很好的处理效果，可保证处理后的玻璃化渣满足gb/t 41015-2021《固体废物玻璃化处理产物技术要求》。本技术提供的方法，相对于现有的仅对砷含量做要求的处理方法，处理效果更好。
具体实施方式
[0027]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0028]
下面对本发明实施例提供的含砷危固废的玻璃化处理方法进行具体说明。
[0029]
本发明实施例提供的含砷危固废的玻璃化处理方法，包括：
[0030]
(1)将辅助玻璃化氧化物与含砷危固废渣混合，制得预配渣，预配渣满足以下条件：
[0031]
预配渣是以cao-feo
x-al2o
3-me
xoy-sio2多元体系为主的渣料，其中(feo
x
+al2o3)的含量≥20wt％，fe(ⅲ)/∑fe≥50％，硅酸度≥1.5，氧硅比≤3.5；
[0032]
硅酸度以k表示，当1.5≤k＜1.8时，ω
as
≤2.5wt％；当1.8≤k＜2.0时，ω
as
≤3.5wt％。当2.0≤k≤2.5时，ω
as
≤5wt％；
[0033]
其他除ni外属于需要检测浸出毒性的重金属(例如cu、pb、zn、mn等)每一种的上限
值为ω
me
＝(3.26k-4.08)wt％，其中k＝1.5～2.5，渣中ni的含量上限值为(0.2～0.25)
·
ω
me
；由于cu、ni、pb、zn、mn等具有较高的回收，当k≥1.5时，cu、pb、zn、mn的上限值均达到0.8wt％以上，如铜一般可以通过选矿回收了。而一般亟待处理的含砷危固废均是回收了有价金属之后的沉淀砷产生的砷酸铁、砷酸钙等含砷渣为主，虽然一般情况下不会造成重金属的超标，但是不排除有一些特殊的含砷物料，因此再配料过程中仍需要稍加关注。
[0034]
硅酸度原是指酸性氧化物中氧的摩尔数总和/碱性氧化物中氧的摩尔数总和，本方案中做如下修正：渣中的氧化铝和三氧化二铬不计入硅酸度的计算中，三氧化二铁按照氧化亚铁计算；
[0035]
氧硅比原是指渣中氧的摩尔数/渣中硅的摩尔数，本方案中做以下修正：渣中三氧化铝中的氧不计计算，且as以等摩尔硅计参与进行计算，即氧硅比是指渣中氧的摩尔数/渣中硅和砷的摩尔数之和；
[0036]
(2)将预配渣进行熔炼，充分熔融后急冷处理得到急冷渣。
[0037]
发明人发现，砷在玻璃化产物中的最高上限含量会因配伍渣型组成成分比例、硅酸度、氧硅比、fe(ⅲ)/∑fe的变化而变化，硅酸度、fe(ⅲ)/∑fe与ω
max
％呈正相关性，氧硅比与ω
max
％呈负相关性。本技术实施例提供的含砷危固废的玻璃化处理方法，通过对硅酸度、氧硅比以及三价铁占总铁含量比值进行调控，使这些条件位于合适范围内，在此前提下研究出砷以及其他重金属的上限含量，在进行含砷危固废的玻璃化处理过程中，控制预配渣的化学组分满足上述要求，对含砷危固废具有很好的处理效果，可保证处理后的玻璃化渣满足gb/t 41015-2021《固体废物玻璃化处理产物技术要求》。本技术提供的方法，相对于现有的仅对砷含量做要求的处理方法，处理效果更好。
[0038]
具体地，含砷危固废的玻璃化处理方法，步骤为：
[0039]
s1、将含砷危固废料进行预处理
[0040]
含砷危固废料主要来源与冶金、化工和废水处理行业，砷的存在形态主要为砷酸盐、氧化物类或硫化砷渣，包括但不限于砷酸铁、砷酸钙、砷酸钠和氧化砷等，含砷废物中砷的质量百分含量≤50％；
[0041]
需要说明的是若渣中砷是硫化砷形态则最好进行一下处理，使其转化为相对稳定的砷酸盐。
[0042]
将含砷危固废料进行预处理，预处理方式为烘干、破碎、造粒、造团等工艺，以得到干基含水≤50wt％及粒度≤2cm的含砷危固废渣。具体预处理工艺为目前常规操作，在此不做过多赘述，只要能满足得到上述要求的含砷危固废渣既可。
[0043]
s2、预配渣的调配
[0044]
将辅助玻璃化氧化物与含砷危固废渣进行混合调配预配渣，辅助玻璃化氧化物主要是一些氧化物，用来调配含砷危固废渣的化学成分。辅助玻璃化氧化物包括但是不限于石英石、石灰石、氧化铁等或可以当做二氧化硅、氧化钙、氧化铁添加的其他物料(也可以是主要成分为上述化合物的危固废，但使用危固废时需要控制其中重金属的含量)。
[0045]
辅助玻璃化氧化物加入后，使预配渣满足以下条件：
[0046]
预配渣是以cao-feo
x-al2o
3-me
xoy-sio2多元体系为主的渣料，其中(feo
x
+al2o3)的含量≥20wt％，fe(ⅲ)/∑fe≥50％，硅酸度≥1.5，氧硅比≤3.5；
[0047]
硅酸度以k表示，当1.5≤k＜1.8时，ω
as
≤2.5wt％；当1.8≤k＜2.0时，ω
as
≤
3.5wt％。当2.0≤k≤2.5时，ω
as
≤5wt％；
[0048]
其他除ni外属于需要检测浸出毒性的重金属每一种的上限值为ω
me
＝(3.26k-4.08)wt％，其中k＝1.5～2.5，渣中ni的含量上限值为(0.2～0.25)
·
ω
me
；
[0049]
硅酸度原来是指酸性氧化物中氧的摩尔数总和/碱性氧化物中氧的摩尔数总和，本方案中做以下修正：渣中的氧化铝和三氧化二铬不计入硅酸度的计算中，三氧化二铁按照氧化亚铁计算；
[0050]
氧硅比原是指渣中氧的摩尔数/渣中硅的摩尔数，本方案中做以下修正：渣中三氧化铝中的氧不计计算，且as以等摩尔硅计参与进行计算，即氧硅比是指渣中氧的摩尔数/渣中硅和砷的摩尔数之和。
[0051]
上述三氧化二铁按照氧化亚铁计算是指将在计算fe2o3中氧的摩尔量的时候将原来n(o)＝1.5n(fe)，直接计算为n(o)＝n(fe)，例如若一定质量炉渣中总计有1mol的fe2o3时，实际氧本应该为1.5mol，但这里将其以1mol计。
[0052]
其余修正过程也是按照说明中的要求进行计算扣减或进行相应的折算。
[0053]
s3、熔炼
[0054]
将预配渣和燃料投入至冶金炉窑中进行熔炼，或者投入到冶金熔熔池中进行熔炼。
[0055]
燃料主要作用是为熔炼提供热量，其加入量满足熔炼要求即可。
[0056]
熔炼过程通过外力搅动熔体，形成搅动的熔池，以确保渣充分均匀熔融。
[0057]
为进一步保证充分熔炼，熔炼温度为高于预配渣的半球温度50～200℃(例如熔炼温度为高于预配渣50℃、100℃、150℃或200℃)，在此熔炼温度下停留至少30min，以确保充分熔融。
[0058]
熔体粘度越低，则表明熔融越充分，为保证充分熔融控制熔体粘度为≤2.0pa
·
s，优选控制为≤1.0pa
·
s。
[0059]
进一步地，熔炼气氛为偏氧化性气氛，例如氧气、氧气和其他惰性气体的混合气，上述惰性气体是指不与熔体反应的气体(如二氧化碳)。
[0060]
s4、急冷处理
[0061]
将熔体进行急冷处理，急冷的方式包括水淬急冷、快速风冷急冷或喷雾急冷。急冷处理方式优选为水淬急冷。
[0062]
急冷处理后实现预配渣玻璃化度≥85％。
[0063]
急冷处理后对急冷渣进行组成分析，并按照gb/t 41015-2021《固体废物玻璃化处理产物技术要求》进行，若指标不合格则将急冷渣作为含砷危固废渣进行配料修正并重复进行s2～s4步骤。
[0064]
经s2步骤化学成分调配后，急冷处理得到的玻璃化渣基本上均能满足gb/t 41015-2021《固体废物玻璃化处理产物技术要求》。但不排除因处理过程存在失误导致玻璃化渣不满足相应指标，因此，若出现这种情况，则重复进行s2～s4步骤。
[0065]
本步骤中，玻璃化度、酸溶失率、酸浸方法和水浸方法均按照gb/t41015-2021国标要求执行，相关指标也均按照gb/t 41015-2021国标执行。
[0066]
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
[0067]
实施例1
[0068]
本实施例提供了一种含砷危固废的玻璃化处理方法。
[0069]
本实施例提供的含砷危固废料为含砷酸铁的固砷渣，其化学成分为：含砷12.5wt％，含铁37.3wt％，重金属微量。
[0070]
(1)将含砷危固废料进行烘干、破碎，得到干基含水≤50wt％及粒度≤2cm的含砷危固废渣。
[0071]
(2)将辅助玻璃化氧化物三氧化铁、二氧化硅、氧化铝和氧化钙，与含砷危固废渣混合，调配化学成分获得预配渣，预配渣型修正后硅酸度为1.5，修正后氧硅比满足要求，其中预配渣al2o3、fe2o3、cao、砷的含量分别10wt％、17.1wt％、20.8wt％、2.1wt％；
[0072]
(feo
x
+al2o3)的含量约为30wt％；
[0073]
fe(ⅲ)/∑fe约100％；
[0074]
cu、pb、zn、mn分别均为微量，满足要求。
[0075]
(3)将预配渣进行熔炼，预配渣的半球温度＜1250℃，在熔炼过程控制熔炼温度为1300℃，此温度下熔炼120min，熔体的粘度满足要求，流动性好。
[0076]
(4)将上一步骤得到的熔体进行水淬，得到玻璃化渣，按照gb/t41015-2021国标要求检测玻璃化渣的各项指标：熔融渣玻璃化度为95.6％，酸溶失率小于1％，酸浸指标和水浸指标均合格。
[0077]
实施例2
[0078]
本实施例提供了一种含砷危固废的玻璃化处理方法。
[0079]
本实施例提供的含砷危固废料为含砷酸铁的固砷渣，其化学成分为：含砷12.5wt％，含铁37.3wt％，重金属微量。
[0080]
(1)将含砷危固废料进行烘干、破碎，得到干基含水≤50wt％及粒度≤2cm的含砷危固废渣。
[0081]
(2)将辅助玻璃化氧化物三氧化铁、二氧化硅、氧化铝和氧化钙，与含砷危固废渣混合，调配化学成分获得预配渣，预配渣型修正后硅酸度为1.8，修正后氧硅比约为3.23满足要求，其中预配渣al2o3、fe2o3、cao、砷的含量分别5wt％、24.1wt％、25.3wt％、3.0wt％，；
[0082]
(feo
x
+al2o3)的含量约为29.1wt％；
[0083]
fe(ⅲ)/∑fe约100％；
[0084]
cu、pb、zn、mn分别均为微量，满足要求。
[0085]
(3)将预配渣进行熔炼，预配渣的半球温度为1260℃，在熔炼过程控制熔炼温度为1320℃，此温度下熔炼120min，熔体的粘度满足要求，流动性好。
[0086]
(4)将上一步骤得到的熔体进行水淬，得到玻璃化渣，按照gb/t41015-2021国标要求检测玻璃化渣的各项指标：熔融渣玻璃化度为96.3％，酸溶失率小于1％，酸浸指标和水浸指标均合格。
[0087]
实施例3
[0088]
本实施例提供了一种含砷危固废的玻璃化处理方法。
[0089]
本实施例提供的含砷危固废料为含砷酸铁的固砷渣，其化学成分为：含砷12.5wt％，含铁37.3wt％，重金属微量。
[0090]
(1)将含砷危固废料进行烘干、破碎，得到干基含水≤50wt％及粒度≤2cm的含砷危固废渣。
[0091]
(2)将辅助玻璃化氧化物三氧化铁、二氧化硅、氧化铝和氧化钙，与含砷危固废渣混合，调配化学成分获得预配渣，预配渣型修正后硅酸度为2.0，修正后氧硅比约为3.07满足要求，其中预配渣al2o3、fe2o3、cao、砷的含量分别5wt％、22.45wt％、23.57wt％、4.2wt％，；
[0092]
(feo
x
+al2o3)的含量约为27.45wt％；
[0093]
fe(ⅲ)/∑fe约100％；
[0094]
cu、pb、zn、mn分别均为微量，满足要求。
[0095]
(3)将预配渣进行熔炼，预配渣的半球温度为1220℃，在熔炼过程控制熔炼温度为1280℃，此温度下熔炼120min，熔体的粘度满足要求，流动性好。
[0096]
(4)将上一步骤得到的熔体进行水淬，得到玻璃化渣，按照gb/t41015-2021国标要求检测玻璃化渣的各项指标：熔融渣玻璃化度为97.5％，酸溶失率小于1％，酸浸指标和水浸指标均合格。
[0097]
实施例4
[0098]
本实施例提供了一种含砷危固废的玻璃化处理方法。
[0099]
本实施例提供的含砷危固废料为含砷酸铁的固砷渣，其化学成分为：含砷12.5wt％，含铁37.3wt％，重金属微量。
[0100]
(1)将含砷危固废料进行烘干、破碎，得到干基含水≤50wt％及粒度≤2cm的含砷危固废渣。
[0101]
(2)将辅助玻璃化氧化物三氧化铁、二氧化硅、氧化铝和氧化钙，与含砷危固废渣混合，调配化学成分获得预配渣，预配渣型修正后硅酸度为2.5，修正后氧硅比约为2.85满足要求，其中预配渣al2o3、fe2o3、cao、砷的含量分别约5wt％、19.83wt％、20.82wt％、4.8wt％，；
[0102]
(feo
x
+al2o3)的含量约为24.83wt％；
[0103]
fe(ⅲ)/∑fe约100％；
[0104]
cu、pb、zn、mn分别均为微量，满足要求。
[0105]
(3)将预配渣进行熔炼，预配渣的半球温度为1252℃，在熔炼过程控制熔炼温度为1330℃，此温度下熔炼120min，熔体的粘度满足要求，流动性好。
[0106]
(4)将上一步骤得到的熔体进行水淬，得到玻璃化渣，按照gb/t41015-2021国标要求检测玻璃化渣的各项指标：熔融渣玻璃化度为97.7％，酸溶失率小于1％，酸浸指标和水浸指标均合格。
[0107]
实施例5
[0108]
本实施例提供了一种含砷危固废的玻璃化处理方法。
[0109]
本实施例提供的含砷危固废料为含砷酸铁的固砷渣，其化学成分为：含砷12.5wt％，含铁37.3wt％，重金属微量。
[0110]
(1)将含砷危固废料进行烘干、破碎，得到干基含水≤50wt％及粒度≤2cm的含砷危固废渣。
[0111]
(2)将辅助玻璃化氧化物三氧化铁、二氧化硅、氧化铝和氧化钙，与含砷危固废渣混合，调配化学成分获得预配渣，预配渣型修正后硅酸度为1.65，修正后氧硅比约为3.36满足要求，其中预配渣al2o3、fe2o3、cao、砷的含量分别约为5wt％、25.3wt％、26.55wt％、
2.48wt％；
[0112]
(feo
x
+al2o3)的含量约为30.3wt％；
[0113]
fe(ⅲ)/∑fe约100％；
[0114]
cu、pb、zn、mn分别均为微量，满足要求。
[0115]
(3)将预配渣进行熔炼，预配渣的半球温度约为1250℃，在熔炼过程控制熔炼温度为1310℃，此温度下熔炼120min，熔体的粘度满足要求，流动性好。
[0116]
(4)将上一步骤得到的熔体进行水淬，得到玻璃化渣，按照gb/t41015-2021国标要求检测玻璃化渣的各项指标：熔融渣玻璃化度为97.7％，酸溶失率小于1％，酸浸指标和水浸指标均合格。
[0117]
实施例6
[0118]
本实施例提供了一种含砷危固废的玻璃化处理方法。
[0119]
本实施例提供的含砷危固废料为含砷酸钙的固砷渣，其化学成分为：含砷21.42wt％，含钙34.29wt％，重金属微量。
[0120]
(1)将含砷危固废料进行烘干、破碎，得到干基含水≤50wt％及粒度≤2cm的含砷危固废渣。
[0121]
(2)将辅助玻璃化氧化物三氧化铁、二氧化硅、氧化铝和氧化钙，与含砷危固废渣混合，调配化学成分获得预配渣，预配渣型修正后硅酸度为1.9，修正后氧硅比约为3.15满足要求，其中预配渣al2o3、fe2o3、cao、砷的含量分别5wt％、23.31wt％、24.48wt％、3.47wt％；
[0122]
(feo
x
+al2o3)的含量约为28.31wt％；
[0123]
fe(ⅲ)/∑fe约100％；
[0124]
cu、pb、zn、mn分别均为微量，满足要求。
[0125]
(3)将预配渣进行熔炼，预配渣的半球温度约为1240℃，在熔炼过程控制熔炼温度为1310℃，此温度下熔炼120min，熔体的粘度满足要求，流动性好。
[0126]
(4)将上一步骤得到的熔体进行水淬，得到玻璃化渣，按照gb/t41015-2021国标要求检测玻璃化渣的各项指标：熔融渣玻璃化度为97.2％，酸溶失率小于1％，酸浸指标和水浸指标均合格。
[0127]
对比例1
[0128]
本对比例提供了一种含砷危固废的玻璃化处理方法。
[0129]
本实施例提供的含砷危固废料为含砷酸钙的固砷渣，其化学成分为：含砷21.42wt％，含钙34.29wt％，重金属微量。
[0130]
(1)将含砷危固废料进行烘干、破碎，得到干基含水≤50wt％及粒度≤2cm的含砷危固废渣。
[0131]
(2)将辅助玻璃化氧化物炼铜渣(含铜2.5wt％，以硅酸亚铁为主，将其拆分为氧化物的组成：fe2o3约9.75wt％、feo约50.62wt％，sio2约25.64wt％，al2o3约4.25wt％，cao约3.5wt％，其余少量)、三氧化铁、二氧化硅、氧化铝和氧化钙，与含砷危固废渣混合，调配化学成分获得预配渣，预配渣型修正后硅酸度为1.9，修正后氧硅比约为3.19满足要求，其中预配渣al2o3、feo、fe2o3、cao、砷的含量分别5％、12.88wt％、7.02wt％、25.61wt％、3.47wt％；
[0132]
(feo
x
+al2o3)的含量约为26.33wt％；
[0133]
fe(ⅲ)/∑fe约32.9％；
[0134]
cu、pb、zn、mn分别均为微量，满足要求。
[0135]
(3)将预配渣进行熔炼，预配渣的半球温度约为1240℃，在熔炼过程控制熔炼温度为1310℃，此温度下熔炼120min，熔体的粘度满足要求，流动性好。
[0136]
(4)将上一步骤得到的熔体进行水淬，得到玻璃化渣，按照gb/t 41015-2021国标要求检测玻璃化渣的各项指标：熔融渣玻璃化度为97.2％，酸溶失率小于1％，酸浸结果as超标。
[0137]
本对比例用以验证fe(ⅲ)/∑fe配比要求的重要性，当fe(ⅲ)/∑fe不满足≥50％，结果表明酸浸砷超标。由于配料试验是及其复杂的过程，无法做到真正的单因素变量，而不影响到其他的参数值，本对比例在尽量保持其他参数波动值较小的情况下，来验证fe(ⅲ)/∑fe配比要求的重要性。
[0138]
对比例2
[0139]
本对比例提供了一种含砷危固废的玻璃化处理方法。
[0140]
本实施例提供的含砷危固废料为含砷酸钙的固砷渣，其化学成分为：含砷21.42wt％，含钙34.29wt％，重金属微量。
[0141]
(1)将含砷危固废料进行烘干、破碎，得到干基含水≤50wt％及粒度≤2cm的含砷危固废渣。
[0142]
(2)将辅助玻璃化氧化物三氧化铁、二氧化硅、氧化铝和氧化钙，与含砷危固废渣混合，调配化学成分获得预配渣，预配渣型修正后硅酸度为1.9，修正后氧硅比约为3.15满足要求，其中预配渣al2o3、fe2o3、cao、砷的含量分别5wt％、23.19wt％、24.35wt％、3.75wt％；
[0143]
(feo
x
+al2o3)的含量约为28.19wt％；
[0144]
fe(ⅲ)/∑fe约100％；
[0145]
cu、pb、zn、mn分别均为微量，满足要求。
[0146]
(3)将预配渣进行熔炼，预配渣的半球温度约为1240℃，在熔炼过程控制熔炼温度为1310℃，此温度下熔炼120min，熔体的粘度满足要求，流动性好。
[0147]
(4)将上一步骤得到的熔体进行水淬，得到玻璃化渣，按照gb/t41015-2021国标要求检测玻璃化渣的各项指标：熔融渣玻璃化度为97.2％，酸溶失率小于1％，酸浸结果as超标，不满足玻璃化处理要求。
[0148]
本对比例用以验证k值大小的重要性，结果表明对应k值不应当超过配伍上限，超过k值上限，酸浸砷超标。
[0149]
对比例3
[0150]
本实施例提供了一种含砷危固废的玻璃化处理方法。
[0151]
本实施例提供的含砷危固废料为含砷氧化锌烟尘灰，其化学成分为：含砷21.42wt％，含锌45.29wt％，其他重金属含量小于1wt％。
[0152]
(1)将含砷危固废料进行烘干、破碎，得到干基含水≤50wt％及粒度≤2cm的含砷危固废渣。
[0153]
(2)将辅助玻璃化氧化物三氧化铁、二氧化硅、氧化铝和氧化钙，与含砷危固废渣
混合，调配化学成分获得预配渣，预配渣型修正后硅酸度为1.9，修正后氧硅比约为3.29满足要求，其中预配渣al2o3、fe2o3、cao、砷的含量分别5wt％、22.63wt％、23.75wt％、2.1wt％；
[0154]
(feo
x
+al2o3)的含量约为27.63wt％；
[0155]
fe(ⅲ)/∑fe约100％；
[0156]
cu、pb、mn分别均为微量，满足要求，zn含量为4.44wt％，超过上限值。
[0157]
(3)将预配渣进行熔炼，预配渣的半球温度约为1240℃，在熔炼过程控制熔炼温度为1310℃，此温度下熔炼120min，熔体的粘度满足要求，流动性好。
[0158]
(4)将上一步骤得到的熔体进行水淬，得到玻璃化渣，按照gb/t41015-2021国标要求检测玻璃化渣的各项指标：熔融渣玻璃化度为97.2％，酸溶失率小于1％，酸浸结果zn超标，不满足玻璃化处理要求。
[0159]
本对比例用以验证重金属配比范围的重要性，结果表明重金属(zn)含量超标，处理后不满足玻璃化处理要求。但一般来说，本对比例使用的含砷氧化锌烟尘灰由于含有较高的锌，有较高回收价值，并不会直接作为危废处理。
[0160]
对比例4
[0161]
本实施例提供了一种含砷危固废的玻璃化处理方法。
[0162]
本实施例提供的含砷危固废料为含砷酸钙的固砷渣，其化学成分为：含砷21.42wt％，含钙34.29wt％，重金属微量。
[0163]
(1)将含砷危固废料进行烘干、破碎，得到干基含水≤50wt％及粒度≤2cm的含砷危固废渣。
[0164]
(2)将辅助玻璃化氧化物三氧化铁、二氧化硅、氧化铝和氧化钙，与含砷危固废渣混合，调配化学成分获得预配渣，预配渣型修正后硅酸度为3.0，修正后氧硅比约为2.73满足要求，其中预配渣al2o3、fe2o3、cao、砷的含量分别5wt％、18.37wt％、19.28wt％、3.75wt％；
[0165]
(feo
x
+al2o3)的含量约为23.37wt％；
[0166]
fe(ⅲ)/∑fe约100％；
[0167]
cu、pb、zn、mn分别均为微量，满足要求。
[0168]
(3)将预配渣进行熔炼，预配渣的半球温度约为1320℃，在熔炼过程控制熔炼温度为1380℃，此温度下熔炼120min，熔体的粘度过大，流动极差，难以操作。
[0169]
(4)将上一步骤得到的熔体进行水淬，得到玻璃化渣，按照gb/t41015-2021国标要求检测玻璃化渣的各项指标：熔融渣玻璃化度为98.2％，酸溶失率小于1％，酸浸结果满足要求。
[0170]
本对比例用以验证k值在合适范围内的重要性，k值过大，熔体粘度过大，流动性极差，难以操作。
[0171]
综上，本技术实施例提供的含砷危固废的玻璃化处理方法，通过对硅酸度、氧硅比以及三价铁占总铁含量比值进行调控，使这些条件位于合适范围内，在此前提下研究出砷以及其他重金属的上限含量，在进行含砷危固废的玻璃化处理过程中，控制预配渣的化学组分满足上述要求，对含砷危固废具有很好的处理效果，可保证处理后的玻璃化渣满足gb/t41015-2021《固体废物玻璃化处理产物技术要求》。本技术提供的方法，相对于现有的仅对
砷含量做要求的处理方法，处理效果更好。
[0172]
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种含砷危固废的玻璃化处理方法，其特征在于，包括：(1)将辅助玻璃化物料与含砷危固废渣混合，制得预配渣，所述预配渣满足以下条件：所述预配渣是以cao-feo
x-al2o
3-me
x
o
y-sio2多元体系为主的渣料，其中(feo
x
+al2o3)的含量≥20wt％，fe(ⅲ)/∑fe≥50％，硅酸度≥1.5，氧硅比≤3.5；所述硅酸度以k表示，当1.5≤k＜1.8时，ω
as
≤2.5wt％；当1.8≤k＜2.0时，ω
as
≤3.5wt％。当2.0≤k≤2.5时，ω
as
≤5wt％；其他除ni外属于需要检测浸出毒性的重金属每一种的上限值均为ω
me
＝(3.26k-4.08)wt％，其中k＝1.5～2.5，渣中ni的含量上限值为(0.2～0.25)
·
ω
me
；所述硅酸度是指酸性氧化物中氧的摩尔数总和/碱性氧化物中氧的摩尔数总和，渣中的氧化铝和三氧化二铬不计入硅酸度的计算中，三氧化二铁按照氧化亚铁计算；所述氧硅比是指渣中氧的摩尔数/渣中硅和砷的摩尔数之和，渣中三氧化铝中的氧不计入所述氧硅比的计算中；(2)将所述预配渣进行熔炼，充分熔融后急冷处理得到急冷渣。2.根据权利要求1所述的含砷危固废的玻璃化处理方法，其特征在于，所述熔炼温度为高于预配渣的半球温度50～200℃，在所述熔炼温度下停留至少30min。3.根据权利要求2所述的含砷危固废的玻璃化处理方法，其特征在于，控制熔体粘度为≤2.0pa
·
s。4.根据权利要求3所述的含砷危固废的玻璃化处理方法，其特征在于，控制熔体粘度为≤1.0pa
·
s。5.根据权利要求1所述的含砷危固废的玻璃化处理方法，其特征在于，急冷处理后实现所述预配渣玻璃化度≥85％。6.根据权利要求5所述的含砷危固废的玻璃化处理方法，其特征在于，急冷的方式包括水淬急冷、快速风冷急冷或喷雾急冷。7.根据权利要求1所述的含砷危固废的玻璃化处理方法，其特征在于，所述辅助玻璃化物料包括二氧化硅、氧化钙、氧化铁和氧化铝中至少一种或以上述氧化物为主的危固废。8.根据权利要求1所述的含砷危固废的玻璃化处理方法，其特征在于，熔炼气氛为偏氧化性气氛。9.根据权利要求1所述的含砷危固废的玻璃化处理方法，其特征在于，得到所述急冷渣后还包括：(3)对所述急冷渣进行组成分析，并按照gb/t 41015-2021《固体废物玻璃化处理产物技术要求》进行检测，若指标不合格则将所述急冷渣作为含砷危固废渣进行配料修正并重复进行步骤(1)～(3)操作。

技术总结
本发明涉及固体废弃物处理领域，公开了含砷危固废的玻璃化处理方法。包括：将辅助玻璃化氧化物与含砷危固废渣混合，制得预配渣，预配渣满足以下条件：预配渣是中(FeO


技术研发人员：毛谙章 孙启航 刘小文 周兆安 李俊 黄颖怡
受保护的技术使用者：广东飞南资源利用股份有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/7/12