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固化处理

2015-7-21 10:35 中国泵阀第一网 点击:2114

固化技术是指在废物中添加固化剂,使其转变为不可流动固体或形成紧密固体的过程。固化的产物是结构完整的整块密实固体,这种固体可以方便的尺寸大小进行运输,而无需任何辅助容器。

固化技术的适用对象和优缺点

固体废物的固化包含了许多物理和化学机制,针对不同废物有不同处理方法。以下总结介绍常用固化技术的适用对象和优缺点。

技术
适用对象
优点
缺点
水泥固化法
重金属、废酸、氧化物
水泥搅拌,处理技术已相当成熟;无需特殊的设备,处理成本低;废物可直接处理,无需前处理
废物中含有特殊的盐类,会造成固化体破裂;大量水泥的使用增加固化体的体积和质量
石灰固化法
重金属、废酸、氧化物
所用物料价格便宜;操作不需要特殊的设备和技术
固化体的强度较低,且需较长的养护时间;有较大的体积膨胀,增加清运和处置的困难
塑形材料固化法
部分[1]  非极性有机物、废酸、重金属
固化体的渗透性较其他固化法低;对水溶液有良好的阻隔性
需要特殊的设备和专业的操作人员;废污水中若含氧化剂或挥发性物质,加热时可能会着火或逸散;废物须先干燥,破碎后才能进行操作
熔融固化法
不挥发的高危害性废物、核能废料
可利用废玻璃屑作为固化材料;对核能废料的处理已有相当成功的技术;在危险废物的处理中应用也越来越广泛
对可燃或具有挥发性的废物并不适用;高温熔融需消耗大量能源;设施投入和处理成本高昂
自胶结固化法
含有大量硫酸钙和亚硫酸钙的废物
烧结体不具生物反应性及着火性
应用面较为狭窄;需要特殊的设备及专业人员

  固化产物性能的评价方法

  废物在经过固化处理后是否达到了标准,需要对其进行有效的测试,以检验经过固化的废物是否会再次污染环境,或者固化以后的材料是否能够用作建筑材料等等。通常采用浸出率、体积变化因数、抗压强度等物理或化学指标鉴定固化产品的好坏程度。

烧结固化

烧结固化是一种利用高温烧结技术对固体废弃物进行固化处理的方法。加入添加剂,通过高温烧结使危险废物转变为结构完整的致密固体,以减小废物的毒性和有害组分的可迁移性,便于运输和管理。

烧结法为粉末颗粒提供扩散能量,将大部分气孔从晶体中排除,在固化体中的晶相边界发生部分熔融,在低于熔点的温度下使晶体成为致密坚硬的烧结体。其所需能量比熔融法低。烧结过程必须具备两个条件:①存在物质迁移的机理;②有一种能量(热能)促进和维持物质迁移。

将烧结技术应用于废物处置,是将废物经过分拣、粉碎等处理,再加入添加剂,与废物一起搅拌均匀,经高温烧结、化学反应,然后用特殊的模具定形还原成新型高强度合成材料。根据主原料中含硅、铝、铁、钙等氧化物的多少,配以磷酸或水玻璃等为主的添加剂,经过混合、浇注、固化、干燥、烧结等工序而成。

该技术可以处理工业固体废渣,包括粉煤灰、尾矿、磷渣、废砂、炉渣、赤泥、硫酸渣、污泥等。

该技术不堆、不埋、不烧,可杜绝废物净化处理过程中或处理后的二次污染问题。它能使处理后的废物达到无污染程度,并且可以变废为宝,生产多种废物砖。

根据加热过程是否有液相产生及颗粒间结合机制,可分为固态烧结和液态烧结。

根据烧结温度高低,可分为:1100℃以下为低温烧结,1100~1250℃为中温烧结,1250~1450℃为高温烧结,1450℃以上为超高温烧结。

烧结窑炉类型

烧结窑炉有间歇式窑炉和连续式窑炉。间歇式窑炉适合小批量或特殊烧成方法,连续式窑炉用于大规模生产与相对低的烧成条件。目前使用最广泛的是电加热炉。

影响因素

1.化学组成:决定了烧结的起始温度。硅铝类物质需要的烧结温度较高,碱金属化合物一般熔融温度较低,可作助溶剂来降低烧结温度。

2.粒径分布:颗粒越细,比表面积越大,烧结驱动力越大。粒径分布越广,得到的晶相分布越均匀。

3.成形压力:成形压力越大,烧结体致密化程度越高,但如果压力超过塑性形变限度会发生脆性断裂。

4.烧结温度:烧结温度越高,颗粒内部原子移动性越强,但温度过高会发生过烧,造成抗压强度下降。

5.烧结时间:烧结时间长可使内部原子移动距离延长,改善烧结效果。

6.烧结气氛:会显著影响试体中化学组成。可通过控制烧结气氛得到较稳定的烧结体。

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