工业固体废物处理及资源化.ppt

第四章固体废物的物化处理固体废物浮选浮选和浸出【概念】浮选浮选剂正浮选反浮选浸出浸出剂酸浸碱浸盐浸捕收剂起泡剂调整剂等【方法原理】影响浮选效果的因素浮选原理浮选机的基本要求浸出效果的衡量和影响浸出效果的因素浸出方法的分类及每种方法的原理目的组分分离提取方法及原理一、浮选浮选原理：在固体废物与水形成的悬浮液中加入浮选剂，依据不同物料表面性质的差异，一部分可浮性好的颗粒被通入水中的微气泡吸附，形成密度小于水的气浮体上浮至液面，另一部分物料仍留在料浆内，把液面上的泡沫刮出，形成泡沫产物，从而达到物料分离的目的。浮选是根据不同物质被水润湿程度的差异而对其进行分离的过程。浮选是在水介质中进行的。润湿性指物质被水润湿的程度。许多无机废物极易被水润湿，而有机废物则不易被水润湿。（润湿角）亲水性物质：易被水润湿的物质；疏水性物质：不易被水润湿的物质。起泡剂在气泡表面的吸附浮选机是实现浮选工艺过程的主要装置。主要有：机械搅拌式、充气搅拌式、充气式、气体析出式等几种设备。目前应用最广泛的浮选机是机械搅拌式，主要有叶轮式机械搅拌机和棒型浮选机。浮选机的基本要求：①良好的充气作用；②搅拌作用；③能形成比较平稳的泡沫区；④能连续工作及便于调节。浮选工艺过程：1）调浆：浮选前料浆的调制；2）调药：加药调整；3）调泡：充气和搅拌正浮选：将有用物质浮入泡沫产品，无用或回收经济价值不大的物质仍留在矿浆内的浮选法。反浮选：将无用物质浮入泡沫产物中，将有用物质留在料浆中的浮选法。优先浮选：将固体废物中有用物质依次一种一种地浮出，成为单一物质产品的浮选方法。混合浮选：将固体废物中有用物质共同浮出为混合物，然后再把混合物中有用物质一种一种地分离的方法。影响浮选效果的因素：物料性质、药剂条件、操作条件溶剂浸出：采用适当的溶剂与废物作用使物料中有关的组分有选择性的溶解的物理化学过程。浸出目的：使物料中有用或有害成分能选择性地最大限度地从固相转入液相。溶剂的选择：1）对目的组分选择性好；2）浸出率高，速率快；3）成本低，容易制取，便于回收和循环使用；4）对设备腐蚀性小。（一）浸出动力学过程浸出过程：1、外扩散；2、化学反应；3、解吸；4、反扩散。Fick第一定律：VD=KD（ρ-ρs）质量作用定律：Vk=KkρsnV=Vk=VD=KD（ρ-ρs）=Kkρsnn=1时V=ρKD·Kk/(KD+Kk）当Kk》KDV=KDρ过程速率受物质扩散限制当Kk《KDV=Kkρ过程速率受物质扩散限制物理溶解过程溶质在溶剂作用下仅发生晶格破坏，离子或原子之间化学键的破坏是一可逆过程，溶质可从溶液中结晶出来。应用：提取矿业、化工和冶金等过程排出的成分复杂废渣中所嵌布的微细、低含量有价成分或除去有害成分酸浸氧化酸浸控制酸用量及氧化剂（常用Fe3+、Cl2、O2、HNO3、NaClO、MnO2、H2O2等）用量，几乎所有金属硫化物中金属元素被氧化溶解，硫被还原为单质硫或硫酸根。碱浸碳酸钠溶液浸出较酸浸能力弱、但选择性好设备防腐问题较易解决。适用于含碳酸盐含量高、含钨废料、硫化钼氧化焙烧渣、含磷废物（P2O5）、含钒废物（V2O5）、黑钨矿（(Fe,Mn)WO4）等的浸出。盐浸浸出效果衡量（四）影响浸出过程主要因素（五）浸出工艺与设备离子沉淀水解沉淀除了部分碱金属和个别碱土金属外。硫化物沉淀大部分的金属离子.常用Na2S,H2S作沉淀剂。水解沉淀除了部分碱金属和个别碱土金属外。溜槽转鼓锥形置换器Men++H2Me+H+【概念】稳定化固化浸出率增容比浸出速率【方法原理】重金属稳定化方法及适用对象；有机污染物的氧化解毒处理方法及适用对象；固化处理的方法原理及优缺点；稳定化／固化效果的评价指标。应用：对危险废物、其它处理过程残渣及被污染的土壤进行处理。目的：使危险废物中所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来，减少后续处理与处置的潜在危险，并便于运输、利用和处置。途径：包括将污染物通过化学转变，引入到某种稳定固体物质的晶格中去，以及通过物理过程把污染物直接掺入到惰性基材中去。稳定化(Stabilization)：将有毒有害污染物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的过程。化学稳定化&物理稳定化，同时发生。化学稳定化：通过化学反应使有毒物质变成不溶性化合物，使之在稳定的晶格内固定不动。物理稳定化：将污泥或半固体物质与一种疏松物料混合生成一种粗颗粒、有土壤坚实度的固体，这种固体可以用运输机送至处置场。固化(Solidifacation)：在危险废物中添加固化剂，使其转变为不可流动固体或形成紧密固体的过程。固化过程:利用添加剂改变废物的工程特性的过程。固化剂：固化所用的惰性材料。固定化：具有固化和稳定化作用的过程。限定化：将有毒化合物固定在固体粒子表面的过程。包容化：用稳定剂/固化剂凝聚，将有毒物质或危险废物颗粒包容