[发明专利]钒冶炼废渣固化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种钒冶炼废渣固化剂及其制备方法和采用该固化剂处理钒冶炼废渣的方法，按质量百分比计算，钒冶炼废渣固化剂包括：黏土矿物40％～80％、助凝剂1％～10％、吸附剂15％～40％以及稳定剂1％～10％。通过加入适量的黏土矿物、助凝剂、吸附剂、稳定剂，可降低黏土矿物的用量，能有效减少固化体中钒离子的水浸浓度，使钒冶炼废渣中钒的水浸浓度小于0.5mg/L，其他重金属离子水浸浓度降低明显；增大固化能力，提高固化体的抗压强度，抗压强度达到3MPa以上，达到安全填埋的要求。

技术领域

本发明涉及环境保护和工程建设领域，具体的说，涉及到一种钒冶炼废渣固化剂及其制备方法，以及采用该固化剂处理钒冶炼废渣的方法。

背景技术

过去几十年，全国各地涌现出许多钒冶炼厂，主要的生产工艺是采用钠化焙烧冶炼五氧化二钒。在生产的过程中不仅会产生大量CO和Cl₂等有毒有害气体以及富含大量盐分的废水，并且因钒转化率不高，产生大量废渣。产生的废水、废气及残渣直接超标排放至周边环境，对当地的生态环境和人体健康造成了极大的污染和危害。此外，炼钒企业倒闭后遗留了大量冶炼废渣，长期露天堆放在冶炼厂周边，未得到妥善处置。

钒冶炼过程所产生的废渣中常含钒、铬、砷等众多有毒重金属元素。而重金属含量、形态以及嵌布状态差异比较大，在废渣的堆存过程中，由于溶解、渗流作用，部分重金属会向周围的土壤、水体转移，形成重金属污染。钒冶炼废渣中的五氧化二钒对呼吸系统和皮肤有损害作用。急性中毒：可引起鼻、咽、肺部刺激症状，接触者出现眼烧灼感、流泪、咽痒、干咳、胸闷、全身不适、倦怠等表现，重者出现支气管炎或支气管肺炎。皮肤高浓度接触可致皮炎，剧烈瘙痒。慢性中毒：长期接触可引起慢性支气管炎、肾损害、视力障碍等。

国内外对冶炼废渣处理的主要方法包括综合回收、资源化利用和固化/稳定化安全填埋。由于废渣中的金属量比较低，形态差异大，目前缺少合理经济的提取回收办法。目前，固化/稳定化安全填埋技术的工艺成熟、处理能力大、适用范围广泛、成本较低、管理简单方便。国内外重金属类废物大多数采用固化/稳定化预处理技术进行处理后安全填埋，然而大多数固化/稳定化预处理达到安全掩埋要求，且重金属离子的水浸浓度高。

发明内容

基于此，有必要针对上述固化/稳定化预处理达到安全掩埋要求，且重金属离子的水浸浓度高的技术问题，提供一种钒冶炼废渣固化剂及其制备方法和应用。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种钒冶炼废渣固化剂，按质量百分比计算，包括：

黏土矿物40％～80％；

助凝剂1％～10％；

吸附剂15％～40％，以及

稳定剂1％～10％。

在其中一个实施例中，按质量百分比计算，包括：

黏土矿物60％～70％；

助凝剂2％～8％；

吸附剂25％～35％，以及

稳定剂3％～8％。

在其中一个实施例中，所述黏土矿物包括氧化铝和氧化硅，所述氧化铝和所述氧化硅的摩尔比为5：(6-21)。

在其中一个实施例中，所述助凝剂为改性钠基膨润土；

和/或所述吸附剂为粉煤灰、活性炭和生物炭的一种或几种组合；

和/或所述稳定剂为七水硫酸亚铁、聚合硫酸铝铁和氯化铁的一种或几种组合。

本发明还提供一种所述钒冶炼废渣固化剂的制备方法，包括：