重金屬廢渣硫固定穩(wěn)定化研究.pdf

1、針對重金屬固體廢物中有價金屬元素的分離和回收，以及通過金屬分離后全面經(jīng)濟地對殘渣進行綜合利用新技術(shù)缺乏的現(xiàn)狀，課題組提出了合成人工硫化礦并開發(fā)硫磺建材的硫固定處理新技術(shù)，旨在利用我國豐富的硫資源，將廢渣中的重金屬硫化為金屬硫化物，加以浮選回收，而廢渣中殘余重金屬通過硫固定包裹等固定手段實現(xiàn)無害化處理，并最終可將廢渣開發(fā)成一種新型硫磺建材。 作為此項目的前期工作，本研究主要集中于確定廢渣中重金屬硫固定的優(yōu)化工藝，研究篩選添加劑提高

2、固定效果，并對重金屬的硫化促進與強化過程進行研究，為以后的金屬回收奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下： （1）確定了重金屬廢渣硫固定的優(yōu)化工藝條件。以某冶煉廠硫化中和渣為研究對象，發(fā)現(xiàn)單質(zhì)硫能有效固定硫化中和渣中的Cd、Zn，而對固定工藝的進一步研究發(fā)現(xiàn)：粗細廢渣顆粒的混合有利于Cd的固定；重金屬的固定效果隨著硫磺加入量的增加而增強，當加硫率為55％時，Cd濃度降為0.248mg/L，低于浸出毒性鑒別標準的0.3mg/L；硫固定過程能在

3、較短的加熱攪拌時間內(nèi)達到很好的效果；其最優(yōu)固化溫度為140℃；固化體冷卻方式對重金屬固定效果及固化體的表面形貌影響不大。此外，固化體的長期浸出試驗表明，重金屬在硫磺固化體中能被有效地包裹與固定。 （2）開發(fā)了能提高重金屬固定效果的有效添加劑。在所考察的NaOH、Na2SO3、 Ca（OH）2、NaNO2、 Na2S2O3·5H2O、Na2S-9H2O和Na2CO3七種添加劑中，NaOH、Ca（OH）2和Na2CO3能提高硫固定效

4、果。其中NaOH能提高固化體在中性及酸性浸出條件下的固定效果，而另兩種添加劑能提高其在中性條件下的固定效果。三種有效添加劑的最佳用量視固化效果的要求而定，NaOH與Ca（OH）2的對固定效果的提高作用優(yōu)于Na2CO3。此外，三種添加劑都能減少固化體達到固定效果所需的硫磺用量。單質(zhì)硫?qū)χ亟饘俚墓潭ㄗ饔弥饕獊碜杂诠袒w的宏觀包容與微觀包容，屬于物理固定。添加劑Ca（OH）2與Na2CO3通過提高浸出液pH值來提高固定效果，而NaOH能促進重

5、金屬的硫化作用，生成不溶于水也不溶于酸的金屬硫化物，使體系發(fā)生了化學固定，從而提高固定效果。 （3）探討了重金屬硫化促進與強化過程，為進一步的金屬硫化浮選回收打下基礎(chǔ)。熱力學計算及試驗驗證表明，不同重金屬發(fā)生硫化反應(yīng)的趨勢為：Pb>Cd>Zn。采用機械活化促進硫化時，隨著球磨時間的延長，樣品的衍射峰出現(xiàn)矮化與寬化。PbO與S混合球磨5h后即生成PbS與PbSO4晶體；CdO與S的混合物球磨60h后才開始出現(xiàn)CdS晶體；而ZnO與