固体废物处理与处置物讲义化处理
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固体废物处理与处置物化处理
第一节 溶剂浸出
成分复杂、嵌布粒度微细且有价成分含量低的 矿业固体废物、化工和冶金过程排出的废渣等，若 要提取其中的有价成分或是去除其中的有害成分， 采用传统的分选技术往往成效甚微，而常常采用化 学浸出（溶剂浸出）技术。
浸出是溶剂选择性地溶解固体废物中某种 目的组分，使该组分进入溶液中而达到与 废物中其他组分相分离的工艺过程。
例如：黑铜矿
C u 24 O O N (H H N 4 ) 2 C 3 H O Cu 4 ) 4 C ( 3 3 O N 2 O H H
(2)碳酸钠溶液浸出：适用于能与碳酸钠反应生成可 溶性钠盐的废物。主要用于浸出某些含钨废料、硫 化钼氧化焙烧渣、含磷废物、含钒废物。例如：白 钨矿
Ca 4 W N 2 C a 3 O O N 2 W a 4 C Oa 3 C
2. 固化处理的基本要求
固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干 湿性、抗冻融性及足够的机械强度等，最好能作 为资源加以利用。
固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低。 工艺过程简单、便于操作。 固化剂来源丰富，价廉易得。 处理费用低。
3. 固化处理的主要指标
固化体的浸出速率：指固化体浸于水中或其它溶液中时， 其中有害物质的浸出速度。
渗滤浸出：浸出剂在浸出剂在重力作用下自上而下或在压力 作用下自下而上通过固定废料层的浸出过程。
搅拌浸出：将磨细的废物与浸出剂在搅拌槽中进行强烈搅拌 的浸出过程，可浸出各种废物。浸出前废物磨细至0.3mm 以下，采用连续操作制度。
2、据浸出剂与被浸废料的相对运动方式的不同浸出 工艺可分为顺流浸出、错流浸出和逆流浸出三种。
浸出剂 被浸物料
送后续处理
新浸出剂 物料
浸渣
wenku.baidu.com
顺流浸出工艺流程 浸出剂
浸渣
浸液 错流浸出工艺流程
被浸物料
逆流浸出工艺流程 浸液
四、影响浸出过程的主要因素 物料粒度及其特性
一般来说，粒度细、比表面积大、结构疏 松、组成简单、裂隙和孔隙发达、亲水性 强的物料浸出率高。
渗滤池浸出粒度以0.5-1.0cm为宜。
出反应有重要意义。
第二节 固化与稳定化处理
一、固化 （一）概述 1. 基本概念 固化处理：是用物理-化学方法将有害废物固定或包
封在惰性基材中，使之呈现化学稳定性或密封性的一 种无害化处理方法。 固化剂：固化所用的惰性材料。 固化体：有害废物经过固化处理所形成的固化产物。 目前已应用于处理电镀污泥、砷渣、汞渣、氰渣、铬 渣和镉渣。
碱浸药剂：碳酸铵、氨水、碳酸钠、苛性钠、 硫化钠。
浸出方法：氨浸、碳酸钠溶液浸出、苛性钠 溶液浸出、硫化钠溶液浸出等。
(1) 氨浸： 常用于铜、钴、镍及其氧化物的废物的浸出，属 于金属的电化腐蚀过程。由于铜、钴、镍能与氨 形成稳定的可溶络合物，扩大了铜、钴、镍离子 在溶液中的稳定区，降低了铜、钴、镍的还原电 位，使其较易转入浸液中。
Vn=(mt/m0)/((Ae/V)t) Vn——标准比表面的样品每天浸出的有害物质的浸出率，
cm/d； mt——浸出时间内浸出的有害物质的量，mg； m0——样品中含有的有害物质的量，mg； Ae——样品暴露的表面积，cm2； V——样品的体积， cm3 ； t——浸出时间，d。
浸出温度：大部分浸出化学反应和扩散速率随
温度升高而加快。
浸出压力：浸出速率随着压力增加而加快。 搅拌速度：搅拌可减小扩散层厚度，有利于提
高浸出过程中物料的扩散速率。
其他因素：固液比、氧分压、溶剂浓度等。 合适的固液比可通过实验确定； 溶剂浓度过高，不仅不经济，而且杂质进入溶液
的量增多，设备腐蚀程度增大； 鼓入气体可提高料浆中氧分压，对一些特定的浸
用于：大部分金属的简单氧化物、金属铁 酸盐、砷酸盐和硅酸盐，小部分金属硫化 物(FeS、Ni2S、CoS、MnS、NiS)。
MeOHM 2eH2O CuOH2SO 4CuSO4H2O
(2)氧化酸浸
M e H S 氧化 氧 化 剂 M 酸 2浸 eS0 或 S4 O 2 2C 2 Su 8H O 2 氧 化 4 酸 C2 浸 u 4H 2O
M aS b exN cS d ayN eM afeS
3、盐浸
利用无机盐的水溶液为浸出剂，常用的有氯化 钠、高价铁盐、氯化铜、次氯酸钠。常用于浸 出铁、铅、铋、锌、铜。
PbC2lNaC lNa(P 4)bCl
二、浸出效果衡量
常用：浸出率、浸出过程的选择性、浸出药剂的用 量衡量浸出过程。
浸出率: 转入浸出液中的溶质量与物料原含溶质总 量的比值。
用于：大部分金属硫化物。氧化剂：Fe3+、Cl2、 O2、HNO3、NaClO、MnO2、H2O2。
(3)还原酸浸
变价金属的高 化价 物 氢氧 金化 属 H 物 氧 还原剂 还 原 酸M 浸2eH2O MO n24H2Fe2 还 原 酸2浸 Fe32H2O
2、碱浸
浸出能力一般比酸浸药剂弱，但选择性高， 浸出液较纯净，且设备防腐蚀问题较易解决。
浸出过程所使用的药剂成为浸出剂，浸出 后含目的组分的溶液成为浸出液，残渣成 为浸出渣。
一、浸出方法 根据浸出药剂种类的不同，浸出分为：酸
浸、碱浸、盐浸、水浸。
酸浸
常用的有稀硫酸、浓硫酸、盐酸、硝酸、 王水、氢氟酸、亚硫酸等。凡废物中的某 种组分可通过酸溶进入溶液的都可采用酸 浸的方法。
(1) 简单酸浸
选择性系数(β): 当其他条件相同时, 能产生相同电 位的待测离子活度αi和干扰离子活度αj的比值, β愈 接近1，则该两组分的浸出选择性愈差。
三、浸出工艺
为使废物中的目的组分充分暴露，增大浸出效果，浸出前 一般须进行破碎处理，也可焙烧后浸出。
1、根据浸出过程废物的运动方式，浸出分为渗滤浸出和搅 拌浸出。
(3)苛性钠溶液浸出：是生产氧化铝的主要浸出剂， 也常用于含硅高的固体废物有价组分的浸出。例如： 方铅矿
P N b S a N 2 P O 2 a b N H 2 S O H a 2 O
(4) 硫化钠溶液浸出: 硫化钠可分解砷、锑、锡、 汞等硫化物，使其生成可溶性硫代酸盐的形 态转入浸出液中。
固体废物处理与处置物化处理
第一节 溶剂浸出
成分复杂、嵌布粒度微细且有价成分含量低的 矿业固体废物、化工和冶金过程排出的废渣等，若 要提取其中的有价成分或是去除其中的有害成分， 采用传统的分选技术往往成效甚微，而常常采用化 学浸出（溶剂浸出）技术。
浸出是溶剂选择性地溶解固体废物中某种 目的组分，使该组分进入溶液中而达到与 废物中其他组分相分离的工艺过程。
例如：黑铜矿
C u 24 O O N (H H N 4 ) 2 C 3 H O Cu 4 ) 4 C ( 3 3 O N 2 O H H
(2)碳酸钠溶液浸出：适用于能与碳酸钠反应生成可 溶性钠盐的废物。主要用于浸出某些含钨废料、硫 化钼氧化焙烧渣、含磷废物、含钒废物。例如：白 钨矿
Ca 4 W N 2 C a 3 O O N 2 W a 4 C Oa 3 C
2. 固化处理的基本要求
固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干 湿性、抗冻融性及足够的机械强度等，最好能作 为资源加以利用。
固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低。 工艺过程简单、便于操作。 固化剂来源丰富，价廉易得。 处理费用低。
3. 固化处理的主要指标
固化体的浸出速率：指固化体浸于水中或其它溶液中时， 其中有害物质的浸出速度。
渗滤浸出：浸出剂在浸出剂在重力作用下自上而下或在压力 作用下自下而上通过固定废料层的浸出过程。
搅拌浸出：将磨细的废物与浸出剂在搅拌槽中进行强烈搅拌 的浸出过程，可浸出各种废物。浸出前废物磨细至0.3mm 以下，采用连续操作制度。
2、据浸出剂与被浸废料的相对运动方式的不同浸出 工艺可分为顺流浸出、错流浸出和逆流浸出三种。
浸出剂 被浸物料
送后续处理
新浸出剂 物料
浸渣
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顺流浸出工艺流程 浸出剂
浸渣
浸液 错流浸出工艺流程
被浸物料
逆流浸出工艺流程 浸液
四、影响浸出过程的主要因素 物料粒度及其特性
一般来说，粒度细、比表面积大、结构疏 松、组成简单、裂隙和孔隙发达、亲水性 强的物料浸出率高。
渗滤池浸出粒度以0.5-1.0cm为宜。
出反应有重要意义。
第二节 固化与稳定化处理
一、固化 （一）概述 1. 基本概念 固化处理：是用物理-化学方法将有害废物固定或包
封在惰性基材中，使之呈现化学稳定性或密封性的一 种无害化处理方法。 固化剂：固化所用的惰性材料。 固化体：有害废物经过固化处理所形成的固化产物。 目前已应用于处理电镀污泥、砷渣、汞渣、氰渣、铬 渣和镉渣。
碱浸药剂：碳酸铵、氨水、碳酸钠、苛性钠、 硫化钠。
浸出方法：氨浸、碳酸钠溶液浸出、苛性钠 溶液浸出、硫化钠溶液浸出等。
(1) 氨浸： 常用于铜、钴、镍及其氧化物的废物的浸出，属 于金属的电化腐蚀过程。由于铜、钴、镍能与氨 形成稳定的可溶络合物，扩大了铜、钴、镍离子 在溶液中的稳定区，降低了铜、钴、镍的还原电 位，使其较易转入浸液中。
Vn=(mt/m0)/((Ae/V)t) Vn——标准比表面的样品每天浸出的有害物质的浸出率，
cm/d； mt——浸出时间内浸出的有害物质的量，mg； m0——样品中含有的有害物质的量，mg； Ae——样品暴露的表面积，cm2； V——样品的体积， cm3 ； t——浸出时间，d。
浸出温度：大部分浸出化学反应和扩散速率随
温度升高而加快。
浸出压力：浸出速率随着压力增加而加快。 搅拌速度：搅拌可减小扩散层厚度，有利于提
高浸出过程中物料的扩散速率。
其他因素：固液比、氧分压、溶剂浓度等。 合适的固液比可通过实验确定； 溶剂浓度过高，不仅不经济，而且杂质进入溶液
的量增多，设备腐蚀程度增大； 鼓入气体可提高料浆中氧分压，对一些特定的浸
用于：大部分金属的简单氧化物、金属铁 酸盐、砷酸盐和硅酸盐，小部分金属硫化 物(FeS、Ni2S、CoS、MnS、NiS)。
MeOHM 2eH2O CuOH2SO 4CuSO4H2O
(2)氧化酸浸
M e H S 氧化 氧 化 剂 M 酸 2浸 eS0 或 S4 O 2 2C 2 Su 8H O 2 氧 化 4 酸 C2 浸 u 4H 2O
M aS b exN cS d ayN eM afeS
3、盐浸
利用无机盐的水溶液为浸出剂，常用的有氯化 钠、高价铁盐、氯化铜、次氯酸钠。常用于浸 出铁、铅、铋、锌、铜。
PbC2lNaC lNa(P 4)bCl
二、浸出效果衡量
常用：浸出率、浸出过程的选择性、浸出药剂的用 量衡量浸出过程。
浸出率: 转入浸出液中的溶质量与物料原含溶质总 量的比值。
用于：大部分金属硫化物。氧化剂：Fe3+、Cl2、 O2、HNO3、NaClO、MnO2、H2O2。
(3)还原酸浸
变价金属的高 化价 物 氢氧 金化 属 H 物 氧 还原剂 还 原 酸M 浸2eH2O MO n24H2Fe2 还 原 酸2浸 Fe32H2O
2、碱浸
浸出能力一般比酸浸药剂弱，但选择性高， 浸出液较纯净，且设备防腐蚀问题较易解决。
浸出过程所使用的药剂成为浸出剂，浸出 后含目的组分的溶液成为浸出液，残渣成 为浸出渣。
一、浸出方法 根据浸出药剂种类的不同，浸出分为：酸
浸、碱浸、盐浸、水浸。
酸浸
常用的有稀硫酸、浓硫酸、盐酸、硝酸、 王水、氢氟酸、亚硫酸等。凡废物中的某 种组分可通过酸溶进入溶液的都可采用酸 浸的方法。
(1) 简单酸浸
选择性系数(β): 当其他条件相同时, 能产生相同电 位的待测离子活度αi和干扰离子活度αj的比值, β愈 接近1，则该两组分的浸出选择性愈差。
三、浸出工艺
为使废物中的目的组分充分暴露，增大浸出效果，浸出前 一般须进行破碎处理，也可焙烧后浸出。
1、根据浸出过程废物的运动方式，浸出分为渗滤浸出和搅 拌浸出。
(3)苛性钠溶液浸出：是生产氧化铝的主要浸出剂， 也常用于含硅高的固体废物有价组分的浸出。例如： 方铅矿
P N b S a N 2 P O 2 a b N H 2 S O H a 2 O
(4) 硫化钠溶液浸出: 硫化钠可分解砷、锑、锡、 汞等硫化物，使其生成可溶性硫代酸盐的形 态转入浸出液中。