【正文】 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第四章 固體廢物的物化處理 Chapter 4 Physicalchemical Treatment of Solid Waste 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 【 概念 】 浮選 浮選劑 正浮選 反浮選 浸出 浸出劑 酸浸 堿浸 鹽浸 捕收劑 起泡劑 調(diào)整劑等 【 方法原理 】 影響浮選效果的因素 浮選原理 浮選機(jī)的基本要求 浸出效果的衡量和影響浸出效果的因素 浸出方法的分類及每種方法的原理 目的組分分離提取方法及原理 重點(diǎn) 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste ?固體廢物浮選 ?固體廢物溶劑浸出 ?固體廢物解毒處理 ?固體廢物固化處理 ?… 固體廢物的物化處理方法 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 一、 浮選 .. 影響浮選效果的因素 浮選工藝 浮選原理 浮選藥劑 浮選設(shè)備 料漿 /浮選藥劑 /擴(kuò)大不同組分的可浮性差異 /無(wú)數(shù)細(xì)小氣泡 /目的顆粒粘附在氣泡上上浮 捕收劑 起泡劑 調(diào)整劑 調(diào)漿 調(diào)藥 調(diào)泡 機(jī)械攪拌式 充氣攪拌式 充氣式 氣體析出式 物料性質(zhì) 藥劑條件 操作條件 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 浮選 是根據(jù)不同物質(zhì)被水潤(rùn)濕程度的差異而對(duì)其進(jìn)行分離的過(guò)程。浮選是在水介質(zhì)中進(jìn)行的。 潤(rùn)濕性 指物質(zhì)被水潤(rùn)濕的程度。許多無(wú)機(jī)廢物極易被水潤(rùn)濕，而有機(jī)廢物則不易被水潤(rùn)濕。 親水性物質(zhì)： 易被水潤(rùn)濕的物質(zhì)； 疏水性物質(zhì)： 不易被水潤(rùn)濕的物質(zhì)。 正浮選： 將有用物質(zhì)浮入泡沫產(chǎn)品，無(wú)用或回收經(jīng)濟(jì)價(jià)值不大的物質(zhì)仍留在礦漿內(nèi)的浮選法。 反浮選： 將無(wú)用物質(zhì)浮入泡沫產(chǎn)物中，將有用物質(zhì)留在料漿中的浮選法。 優(yōu)先浮選： 將固體廢物中有用物質(zhì)依次一種一種地浮出，成為單一物質(zhì)產(chǎn)品的浮選方法。 混合浮選： 將固體廢物中有用物質(zhì)共同浮出為混合物，然后再把混合物中有用物質(zhì)一種一種地分離的方法。 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 捕收劑 :能夠選擇性地吸附在欲選的顆粒上 ， 使目的顆粒表面疏水 ， 增加可浮性 ，使其易于向氣泡附著的藥劑。可分為 異極性（ 黃藥、油酸 ） 和 非極性油類（ 煤油、柴油、燃料油、變壓器油 ） 兩類。 起泡劑 :能促進(jìn)泡沫形成， 增加分選界面的藥劑。 異極性的有機(jī)物、多為表面活性物質(zhì)、強(qiáng)烈的降低表面張力、溶解度應(yīng)當(dāng)適度。 調(diào)整劑 :活化劑（金屬陽(yáng)離子、 HS、 HSiO3）、抑制劑（氧、 SO淀粉、單寧等）、分散劑（水玻璃、磷酸鹽）、絮凝劑（腐殖酸、聚丙烯酰胺）、 pH調(diào)整劑（酸、堿）等。 圖 41起泡劑在氣泡表面的吸附 圖 42起泡劑與表面活性劑相互作 用 浮選機(jī)基本要求： ①良好的充氣作用； ②攪拌作用； ③能形成比較平穩(wěn)的泡沫區(qū)； ④能連續(xù)工作及便于調(diào)節(jié)。 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 二、固體廢物的溶劑浸出 Sol4rvent Leaching of Solid Waste 溶劑浸出： 采用適當(dāng)?shù)娜軇┡c廢物作用使物料中有關(guān)的組分有選擇性的溶解的物理化學(xué)過(guò)程。 浸出目的： 使物料中有用或有害成分能選擇性地最大限度地從固相轉(zhuǎn)入液相。 溶劑的選擇： 1）對(duì)目的組分選擇性好； 2）浸出率高，速率快；3）成本低，容易制取，便于回收和循環(huán)使用； 4）對(duì)設(shè)備腐蝕性小。 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste （一）浸出動(dòng)力學(xué)過(guò)程 浸出過(guò)程： 外擴(kuò)散； 化學(xué)反應(yīng)； 解吸； 反擴(kuò)散。 Fick第一定律： 溶劑向顆粒表面擴(kuò)散速率 VD=KD（ ρρs） 質(zhì)量作用定律： 溶劑在顆粒表面的化學(xué)反應(yīng)速率 Vk=Kkρsn 宏觀速率 V=KDKk ρ/（ KD+Kk） 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 溶質(zhì)在溶劑作用下僅發(fā)生晶格破壞，離子或原子之間化學(xué)鍵的破壞是一可逆過(guò)程，溶質(zhì)可從溶液中結(jié)晶出來(lái)。 交換反應(yīng) 浸出 過(guò)程 氧化還原反應(yīng) 絡(luò)合反應(yīng) 化學(xué)溶解 （二）浸出過(guò)程機(jī)理 物理溶解 溶劑與物料有關(guān)組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性化合物進(jìn)入液相過(guò)程，不可逆過(guò)程。 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 提取或除去礦業(yè)、化工和冶金等過(guò)程排出的成分復(fù)雜廢渣中所嵌布的微細(xì)低含量有價(jià)成分 酸浸 浸出 方法 堿浸 鹽浸 水浸 浸出：溶劑選擇性地溶解分離固體廢物中某種目的組分的工藝過(guò)程 浸出劑：浸出過(guò)程所用的藥劑 浸出液：浸出后含目的組分的溶液 浸出渣：浸出后的殘?jiān)? 浸出效果衡量 （三）典型浸出反應(yīng) 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 酸浸 簡(jiǎn)單酸浸 ： 適用于簡(jiǎn)單金屬氧化物、金屬含氧鹽及 FeS、NiS(?)、 CoS、 MnS、 Ni3S2。 以及大部分金屬鐵酸鹽 ,砷酸鹽和硅酸鹽 Me2Oy + H+ ? Mey+ + H2O 。 MeOSiO2 + H+ ? Me2+ + H2SiO3 從含銅廢物中浸出銅：孔雀石（ CuCO3Cu(OH)2）、藍(lán)銅礦（ CuCO3Cu(OH)2）、黑銅礦（ CuO）、 赤銅礦（ Cu2O） 、 硅孔雀石（ CuSiO32H2O ）、銅藍(lán)（ CuS）、 輝銅礦（ Cu2S +O2） 、 黃銅礦（ CuFeS2+O2） 、金屬銅 包括簡(jiǎn)單酸浸、氧化酸浸和還原酸浸。常用的酸浸劑有稀硫酸、濃硫酸、鹽酸、硝酸、王水、氫氟酸、亞硫酸等。 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 氧化酸浸 控制酸用量及氧化劑（常用 Fe3+、 Cl OHNO NaClO、 MnO H2O2等 ）用量，幾乎所有金屬硫化物中金屬元素被氧化溶解，硫被還原為單質(zhì)硫或硫酸根。 MeS + H+ + 氧化劑 ? Me2+ + S0 或 SO42 還可浸出某些低價(jià)金屬化合物（ （ Cu2O）、輝銅礦（ Cu2S） 等）。 濃硫酸強(qiáng)氧化性可將大部分金屬氧化物和氫氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的硫酸鹽 MeS + H2SO4 ? MeSO4 + SO2 + S + H2O 還原酸浸 變價(jià)金屬的高價(jià)金屬氧化物和氫氧化物 MeXOY(或 Me(OH)Y)+ H+ + 還原劑 ? Men+ + H2O 工業(yè)上常用金屬鐵、 Fe2+、 SO2等浸出有色金屬生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的鎳渣、錳渣、鈷渣等。 MnO2 + Fe2+ + H+ ? Mn2+ + Fe3+ + H2O MnO2 + Fe + H+ ? Mn2+ + Fe3+ + H2O Co(OH)3 + SO2 + H+ ? Co2+ + SO42 + H2O Ni(OH)3 + SO2 + H+ ? Ni2+ + SO42+ + H2O 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 堿浸 氨浸 適用于含金屬銅、鈷、鎳及其氧化物的廢物浸出。 黑銅礦 CuO + NH4OH + (NH4)2CO3?Cu(NH3)4CO3 + H2O 孔雀石 CuCO3?Cu(OH)2 + NH4OH + (NH4)2CO3 ?Cu(NH3)4CO3 + H2O 而 金屬銅 通過(guò)氧化還原反應(yīng)浸出 Cu + C