一種從重金屬污染建筑廢物中分離富集鋅、鉛的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于有色金屬回收和建筑廢物資源化領(lǐng)域，涉及一種從重金屬污染建筑廢物中分離富集鋅、鉛的方法，包含以下步驟：(1)將重金屬污染廢物送入球磨機中碾磨；(2)將步驟(1)所得球磨產(chǎn)物過篩，取篩下物；(3)用文丘里風選系統(tǒng)分選步驟(2)所得篩下物；(4)制備強堿浸取液；(5)將步驟(3)所得廢物顆粒加入到步驟(4)制得的強堿浸取液中，以溶解廢物顆粒中的鋅、鉛，得到富集鋅、鉛的強堿溶液。該方法環(huán)保易于規(guī)?；僮?，利用風力分選初步收集含鋅鉛大于20％的顆粒，再用強堿浸取廢物顆粒中的鋅、鉛，使其浸出毒性低于限值，實現(xiàn)了含重金屬建筑廢物的無害化處理和資源化利用。
【專利說明】-種從重金屬污染建筑廢物中分離富集鋅、鉛的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有色金屬回收和建筑廢物資源化領(lǐng)域，涉及一種從重金屬污染建筑廢 物中分離富集鋅、鉛的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于各省市對產(chǎn)業(yè)布局的調(diào)整，以及各項法規(guī)及標準的逐年升級,許多中小型冶 金廠、電鍍廠近些年都開始了拆遷改建或擴能。一方面生產(chǎn)車間的墻體和地面長期暴漏于 重金屬環(huán)境，另一方面廢渣、煙塵、廢液常出現(xiàn)混堆、亂流現(xiàn)象，隨之產(chǎn)生了重金屬富集量較 高的工業(yè)建筑廢物。以冶金行業(yè)和電鍍行業(yè)為例，這些建筑廢物特點是鋅鉛含量高，按普 通建筑廢物處置存在環(huán)境風險；而直接浸取回收其中金屬，則面臨耗堿高、鋅浸出率低的問 題，需經(jīng)過一系列預處理后，分離出富集重金屬的顆粒物，因此開發(fā)出一種簡單環(huán)保的工藝 流程從這些工業(yè)建筑廢物中分離回收重金屬具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。
[0003] 這些固體廢物分布點散，物料組成波動性大、難于以單一的物料組成表征所有樣 品?；诟患桀w粒與富集鋅鉛顆粒在比重上的差異，可以采用物理風選等方法來初步提 質(zhì)分選含鋅鉛顆粒物，再利用強堿浸取回收鋅鉛。
[0004] 目前，鋅鉛污染土壤的治理已經(jīng)有多種公開技術(shù)。主要集中在異位洗滌修復、生物 (微生物、植物）修復、原位化學固定、電化學還原等等（中國專利CN 102107208A，中國專 利CN 101879522A,中國專利CN 103272834A，中國專利CN 103286123A)，但還沒有針對鋅 鉛污染建筑廢物治理的相關(guān)報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種從重金屬污染建筑廢物中 分離富集鋅、鉛的方法，該方法簡單環(huán)保易于規(guī)模化操作，且成本低廉，可有效處理鋅鉛污 染建筑廢物，實現(xiàn)了金屬和建筑廢物的充分利用。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] 一種從重金屬污染廢物中分離富集鋅、鉛的方法，步驟包括：
[0008] (1)對重金屬污染廢物進行碾磨；
[0009] (2)將步驟（1)中的球磨產(chǎn)物過篩，取篩下物；
[0010] ⑶分選步驟⑵所得篩下物，得到廢物顆粒；
[0011] (4)制備強堿浸取液；
[0012] (5)步驟⑶所得廢物顆粒加入到步驟⑷制得的強堿浸取液中，以溶解步驟⑶ 所得顆粒中的鋅、鉛，得到富集鋅、鉛的強堿溶液。。
[0013] 本發(fā)明中重金屬污染廢物主要來自電鍍行業(yè)、冶金行業(yè)的生產(chǎn)車間和廢料廢液收 集車間等建筑廢物，其中富含鋅、鉛等重金屬。
[0014] 所述步驟（1)采用球磨機進行碾磨，碾磨時間為5-10h。
[0015] 所述步驟（2)中過篩時所用篩網(wǎng)為100-200目。
[0016] 所述步驟（2)過篩后所得的篩上物循環(huán)步驟（1)和步驟（2)，直至步驟（1)所得產(chǎn) 物全部通過篩網(wǎng)。
[0017] 所述步驟（3)中，分選過程是采用文丘里風選系統(tǒng)；其中，文丘里風選系統(tǒng)由空氣 壓縮機、文丘里管和重力沉降倉組成。分選過程中，固氣比為1/1500-1/1000,氣體流量為 400-450m 3/h，取樣點位于重力沉降倉下部距離重力沉降倉入口 l_3m處。啟動空氣壓縮機， 待氣體流量穩(wěn)定后，文丘里管中加入步驟（2)所得篩下物，篩下物經(jīng)文丘里管后由噴嘴噴 出，進入重力沉降倉，沉降lh，在取樣點取得分選產(chǎn)物顆粒。該步驟可從原篩下物顆粒中分 選出鋅、鉛含量較高的顆粒。經(jīng)此步驟分選后所得的富含硅鈣的廢物顆?？苫厥沼米髀坊?材料、再生骨料等。
[0018] 所述步驟⑷中的強堿為NaOH或Κ0Η，其中，NaOH溶液的濃度為150-250g/L ;Κ0Η 溶液的濃度為250-420g/L。
[0019] 所述步驟（5)中強堿浸取液與步驟（3)所得廢物顆粒的液固比為8:1-12:1，反應(yīng) 溫度為30-80°C，反應(yīng)時間為30-90min ;其中液固比的單位可為ml/g，代表浸取lg固體顆 粒需要的浸取劑毫升數(shù)。
[0020] 經(jīng)上述步驟處理，被污染的廢物浸出毒性濃度低于限值，可回收用作路基材料、再 生骨料等。步驟（ 5)所得的富集鋅、鉛的強堿溶液中的鋅和鉛可用電解法或置換法回收。
[0021] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
[0022] (1)本發(fā)明采用的設(shè)備，工藝控制簡單，運行成本低廉，無二次污染，可廣泛用于重 金屬污染建筑廢物中有價組分的回收。
[0023] ⑵引入強堿浸出液，高效回收了風選顆粒中鋅、鉛，堿液同時對顆粒中的鋅、鉛、 銅、鎳等重金屬具有固化作用，其原理主要是通過改變固體顆粒的滲透性、抗壓性及顆粒中 殘留重金屬的活性，以降低未溶出重金屬金屬廢物顆粒的浸出毒性。
[0024] (3)分離重金屬后的建筑廢物可用作路基材料、再生骨料，實現(xiàn)了廢物的綜合利 用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實施例1風選顆粒粒度分布圖。
[0026] 圖2為本發(fā)明實施例2風選顆粒粒度分布圖。
[0027] 圖3為本發(fā)明實施例3風選顆粒粒度分布圖。 t〇〇28] 圖4為本發(fā)明所述方法的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖所示及實施例進一步說明本發(fā)明。
[0030] 實施例1
[0031]以云南某濕法煉鋅廠生產(chǎn)車間為例，車間混凝土地面和墻體磚瓦被嚴重污染。本 實例選取生產(chǎn)車間5個不同位置的地面混凝土和墻體磚瓦為樣品，該樣品中，鋅平均濃度 5g/kg，鉛平均濃度lg/kg。
[0032] (1)樣品在球磨機中球磨10小時，頻率4〇Hz ;
[0033] (2)將步驟（1)中的球磨產(chǎn)物過100目篩，取篩下物，篩上物循環(huán)步驟（1)和步驟 (2)直至步驟（1)產(chǎn)物全部通過100目篩；
[0034] ⑶用文丘里風選系統(tǒng)分選步驟⑵所得篩下物，固氣比為1/1〇〇〇,氣體流量為 420m3/h，在重力沉降倉下部距離入口 lm的取樣點處取樣，分選后所得廢物顆粒中鋅、鉛含 量為34. 35%，比表面平均粒徑為5· 84 μ m，超過50%的顆粒小于20. 5 μ m(圖1);
[0035] ⑷制備200g/L的NaOH浸取液；
[0036] (5)步驟⑶所得廢物顆粒加入到步驟⑷制得的NaOH浸取液中，液固比為12:1, 反應(yīng)溫度為8〇°C，反應(yīng)時間為9〇min，使廢物顆粒中的鋅、鉛溶解于NaOH浸取液中，得到富 集鋅、鉛的NaOH溶液。
[0037] 步驟（4)中的NaOH浸取液可用濃度為250-420g/L的Κ0Η溶液代替。
[0038] 經(jīng)上述步驟處理后，NaOH浸取液浸取所得廢物顆粒的浸出毒性測試結(jié)果見表lt) 原樣品中鋅平均濃度5g/kg，鉛平均濃度lg/kg，浸出濃度分別見表1，其存在環(huán)境風險，無 害化成本高、回收率低，通過風選分離后，分選出鋅、鉛含量為35 %的顆粒，再進行堿浸， 經(jīng)測量，NaOH浸取液浸取后的廢物顆粒，重金屬溶出率下降，浸出毒性低于限值，以鉛為例， 處理前樣品的浸出濃度為53. 9mg/L，經(jīng)本發(fā)明所述方法處理后，浸出濃度下降為2. lmg/L， 低于5mg/L的限值。NaOH浸取液中的鉛、鋅采用電解法回收，回收率可達到65%。
[0039] 表 1
[0040]

【權(quán)利要求】
1. 一種從重金屬污染廢物中分離富集鋅、鉛的方法，其特征在于：包括如下步驟： (1) 對重金屬污染廢物進行碾磨； (2) 將步驟（1)所得碾磨產(chǎn)物過篩，取篩下物； (3) 分選步驟（2)所得篩下物，得到廢物顆粒； (4) 制備強堿浸取液； (5) 將步驟（3)所得廢物顆粒加入到步驟（4)制得的強堿浸取液中，以溶解廢物顆粒中 的鋅、鉛，得到富集鋅、鉛的強堿溶液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟（1)中的重金屬污染廢物主要 來自電鍍行業(yè)、冶金行業(yè)的生產(chǎn)車間和廢料廢液收集車間的建筑廢物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟（1)采用球磨機進行碾磨；碾磨 時間為5-10h。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟（2)中過篩時所用篩網(wǎng)為 100-200目；步驟（2)所得篩上物重復步驟（1)及步驟（2)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟（3)中的分選過程是采用文丘 里風選系統(tǒng)；所述文丘里風選系統(tǒng)由空氣壓縮機、文丘里管和重力沉降倉組成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于：所述步驟（3)的分選過程中，固氣比 為1/1500-1/1000 ;或者，氣體流量為400-450m3/h ;或者，取樣點位于重力沉降倉下部距離 重力沉降倉入口 l_3m處。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟（4)中的強堿浸取液為NaOH溶 液或K0H溶液；其中，NaOH溶液的濃度為150-250g/L ;或者，K0H溶液的濃度為250-420g/ L〇
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟（5)中強堿浸取液與廢物顆粒 的液固比為8:1-12:1。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于：所述步驟（5)的反應(yīng)溫度為30-80°C， 反應(yīng)時間為30-90min。
【文檔編號】C22B7/00GK104232899SQ201410415063
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】趙由才, 李強, 羅安然, 高小峰, 謝田 申請人:同濟大學