固体废弃物第4章.ppt
第四章 固体废物的化学处理 第二节 固体废物的焚烧 第三节 固体废物的热解 第一节 固体废物的化学浸出技术 化学浸出是指用溶剂选择性地溶解固体废物中的某一组分，使该组分进入溶液并与废物中其他组分实现分离的过程。 固体废物浸出的化学溶剂： 浸出剂 过滤 浸出渣 浸出溶液 化学浸出适用于：成分复杂、包埋粒度细、有价组分含量低的采矿固体废物，化工、冶金过程排出的废渣等，采用传统分选技术效果不大，常采用化学浸出技术。 1.浸出方法按浸出剂种类分为酸浸出、碱浸出、盐浸出、水浸出和其他方法。 （1）酸浸：常用的浸出方法常用的酸浸剂有稀硫酸、浓硫酸、盐酸、硝酸、王水、氢氟酸、亚硫酸等。凡是能溶于酸而进入溶液的废弃物均可采用酸浸，包括简单酸浸、氧化酸浸和还原酸浸三种方法。固体废弃物浸出过滤浸出渣浸出液简单酸浸：适用于浸出一些易被酸分解的简单金属氧化物、金属氧盐及金属硫化物中的少数有价金属。硅孔雀石孔雀石黑铜矿孔雀石简单酸浸是从含铜废弃物中回收金属铜的重要方法氧化酸浸：适用于金属硫化物和一些低价金属化合物。
在酸性溶液中相当稳定，不易被酸简单溶解，但在氧化剂存在下，几乎能被氧化分解而进行浸出。常用的氧化剂：Fe 辉铜矿 赤铜矿 还原酸浸：主要用于浸出高价金属氧化物和变价金属的氢氧化物，如从有色金属冶炼过程中产生的镍渣、锰渣、钴渣中浸出有用组分[O 碱性浸出剂的浸出能力一般弱于酸性浸出剂，但浸出过程选择性强，能得到较纯净的浸出液，且设备防腐问题较容易解决。 常用的碱性浸出剂及浸出方法： 碳酸铵和氨水：氨水浸出 硫化钠：硫化钠溶液浸出 碳酸钠：碳酸钠溶液浸出 烧碱：烧碱溶液浸出 固废浸出 过滤 浸出渣浸出液 氨水浸出：常用于含金属铜、钴、镍及其氧化物的废料的浸出。 金属铜的还原氧化 孔雀石 铜矿 碳酸钠溶液浸出：能与碳酸钠反应生成可溶性钠盐的废物。目前碳酸钠溶液主要用于浸出某些含钨废料、含钼废渣、含磷、含钒等废物。 废渣中氧化钼的浸出黑钨矿（白钨矿）烧碱溶液：烧碱是拜耳法生产氧化铝的主要浸出剂。
高硅固体废物中的有价值组分也常常用烧碱溶液浸出。白钨矿、闪锌矿、方铅矿、硫化钠溶液浸出：硫化钠能分解砷、锑、锡、汞等硫化物，使它们生成可溶性硫代酸盐并转移到浸出液中。因此，凡是含有这类硫化物的废物都可以用硫化钠溶液浸出。 （3）盐浸出是利用某些无机盐的水溶液作为浸出剂，浸出废物原料中某些组分的过程。常用的盐浸出剂有：氯化钠、高价铁盐、氯化铜、次氯酸钠溶液等。 含铅废渣氯化钠浸出反应为：难以被高价铁盐和高价铜离子浸出的金属硫化物，可用次氯酸钠等强氧化剂作为浸出剂进行浸出，如硫化钼浸出：lOMoS对设备的腐蚀性较小。二、浸出效果在实践中衡量，常用目标组分的浸出率、浸出过程的选择性、浸出剂的用量等来衡量浸出过程。
废物干重 废物中某种组分的含量 浸出液体积 浸出液中某种组分的含量 浸出渣中干组分的含量 浸出过程的选择性：通常用选择系数（β）表示，选择系数是相同浸出条件下，两组分浸出速度之比，即：β值越接近1，浸出过程中两组分的浸出选择性越差。 影响浸出过程的主要因素 物料粒度及其性质：粒度减小时浸出速度增大，因此浸出前应进行磨矿 浸出温度：当温度每升高283K，反应速度约增大2～4倍，即反应速度温度系数等于2～4；扩散速度温度系数一般在1.5以下。 溶剂浓度：溶解速度与溶解度均随溶剂浓度的增大而增大。 三、浸出过程的选择因素浸出工艺及设备 （1）渗滤浸出：浸出剂在重力作用下由上而下或在压力作用下由下而上通过固定的废弃物层的浸出工艺。一般只用于某些特定的废弃物，常采用间歇作业制。包括槽浸、堆浸、就地浸出 （2）搅拌浸出：将磨碎的废弃物与浸出剂在搅拌槽中剧烈搅拌的浸出工艺。可浸出各种废弃物。浸出前将废弃物磨碎至0.3毫米以下，采用连续操作。根据浸出过程中废弃物的运动方式，分为顺流浸出和顺流浸出两种。 根据浸出剂与浸出废液相对运动方式分为错流浸出和逆流浸出三种 (1)顺流浸出:浸出时浸出剂与浸出废液的流向一致，此时浸出液中目标组分含量较高，浸出剂的消耗较小，但浸出速度较低，浸出时间较长。
（2）错流浸出：浸出时浸出液与待浸出废物的流向相反，每次浸出后的浸出渣与新浸出液接触。浸出速度快，浸出率高，但浸出液体积大，浸出液中目标组分含量低，浸出液消耗大。错流浸出工艺 （3）逆流浸出：浸出时浸出液与待浸出废物反向运动，即经过几次浸出已经耗尽的废物与新鲜浸出液接触，而原来的待浸出废物与浸出液接触。 浸出液中剩余浸出剂可得到充分利用，浸出液中目标组分含量高，浸出剂消耗少，但浸出速度较低，浸出时间较长，需浸出级数较多。 逆流浸出工艺中常用浸出设备： 渗滤浸出槽（罐） 机械搅拌浸出槽 流化逆流浸出槽 高压釜：高压釜，用于热压浸出 空气搅拌浸出槽 罐体 渗滤浸出槽结构示意图 机械搅拌浸出槽结构示意图 循环孔 主轴排气孔 进料口 空气搅拌浸出槽结构示意图 进料口 排气孔 溢流槽 循环孔 蒸汽管 蒸汽管 事故排放管 空气管 流化逆流浸出槽结构 视镜 硫酸管道 洗涤水分配管 硫酸管道 洗涤水分配管 溢流口 观察孔 排气孔 进料管 进料锥哨式压力釜 自蒸发器 事故排放管 喷嘴 空气管 涡流哨子 进料管 调节阀 进料管 筛板 搅拌方式有三种： 机械搅拌 气流（蒸汽或空气）搅拌气流-机械混合按形搅拌立式横式隔板冷却盘管挡板可调溢流板横式机械搅拌釜体结构图四、渗滤液中目标组分的提取与分离固体废物的目标组分通过渗滤进入渗滤液。
从渗滤液中萃取分离目标组分可采用离子沉淀、置换沉淀、电沉积、离子交换、溶剂萃取等化学方法。 （1）离子沉淀 不溶性沉淀物 沉淀剂 渗滤液中的某些离子 不溶性氢化物 硫化物 各种盐 水解沉淀 硫化物沉淀 其他不溶性盐沉淀 水解沉淀：有些金属在水溶液中会以不溶性氢化物沉淀的形式析出 OHMe nOH Me OHMe sp pHlg lglg