新编固体废物处理与资源化第四章固体废物的物化处理课件.ppt

第四章 固体废物的物化处理
物化处理是利用物理化学反应过程对固体废物进行处理的方法。常见方法有：浮选、溶剂浸出、稳定、固化处理等。
第一节 浮选
一、浮选原理
浮选是固体废弃物与水调制的料浆中加入浮选药剂，并通入空气形成无数细小等。
调泡：浮选气泡的调节。气泡越小，数量越多，气泡在料浆中分布越均匀，料浆的充气程度越好，为欲浮颗粒提供的气液界面越充分，浮选效果越好。对机械搅拌式浮选机，当料浆中有适量起泡剂存在时，～，，，。
四 浮选设备
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
浮选机的基本要求：
①良好的充气作用：气泡是疏水性物料的运载工具，浮选机必须保证能吸入或压入足量的空气并能使这些空气充分弥散。
②良好的搅拌作用：搅拌能造成物料的悬浮，物料在浮选槽内均匀分散，造成物料与药剂、气泡充分接触和碰撞，促进药剂的溶解。
浮选机的基本要求：
③能形成比较平稳的泡沫区：在浮选的料浆表面，应有比较平稳的泡沫区，以使吸附了目的物料的泡沫保持住目的物料，并使夹杂的非目的物料能够脱落。
④能连续工作及便于调节：包括连续给料和连续排料，给、排料量的调节等。
浮选设备
浮选机的主要类型：
机械搅拌式浮选机
充气搅拌式浮选机
充气式浮选机
气体析出式浮选机
机械搅拌式浮选机
机械搅拌式浮选机
特点：
料浆的充气和搅拌都是由机械搅拌器实现的；
结构简单，耗能大，搅拌器磨损快。
充气搅拌式浮选机
特点：
空气由压缩机压入，搅拌器只起搅拌作用；
空气可调节，耗能小，但需配套压缩机和回流装置。
充气搅拌式浮选机1-叶轮；2-盖板；3-主轴；4-循环筒；5-中心筒；6-刮泡装置；7-轴承座；8-皮带轮；9-总气筒；10-调节阀；11-充气管；12-槽体
充气式浮选机
特点：
无搅拌装置，压缩空气在提供空气的同时，也对料浆起搅拌作用；
低耗，搅拌能力弱，发气装置易堵塞。
充气式浮选机1-浮选柱；2-旋流充气器；3-压缩空气；4-循环料浆；5-压力表；6-砂泵；7-闸门；8-非泡沫产品；9-泡沫产品；10-给料
气体析出式浮选机
特点：
利用从溶液中析出气泡产生泡沫，如真空浮选机，料浆加压式浮选机等；
浮选条件好，结构复杂。
第二节 溶剂浸出
什么是溶剂浸出?
溶剂浸出是用适当的溶剂与废物作用使物料中有关的组分有选择性地溶解的物理化学过程。
应用：溶剂浸出主要用于处理成分复杂、嵌布粒度微细且有价成分含量低的矿业固体废物、化工和冶金过程的废弃物。
选择溶剂注意事项：
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
④对设备腐蚀性小
一、动力学过程
浸出过程的几个阶段：
①外扩散：溶剂分子向颗粒表面扩散。
②内扩散：溶剂分子向颗粒孔隙扩散。
③化学反应：溶剂达到反应带后与颗粒中的某些组分发生反应，生成可溶性的化合物。
④解吸：可溶性的化合物在颗粒表面解吸。
⑤反扩散：可溶性的化合物在固体表面解吸之后，向液相扩散。
溶剂向颗粒扩散的速率
溶剂在颗粒表面上的化学反应速率
当n=1时，
KK>>KD时，v=KDρ
KD>>KK时，v=KKρ
二、浸出过程的化学反应机理
物理溶解过程：是指溶质在溶剂作用下仅发生晶格的破坏，而离子或原子之间化学键的破坏，是一种可逆过程，溶质可从溶液中结晶出来。
化学溶解过程：是指溶剂与物料的有关组分之间发生化学反应生成可溶性的化合物进入溶液相的过程。
①交换反应溶解过程：是由于物料中的金属氧化物、硫化物与酸、碱、可溶性盐作用，生成可溶性盐类的过程。
②氧化还原反应溶解过程：是指溶液同物料组成之间发生氧化还原反应，生成可溶性化合物的过程。
③络合反应溶解过程：是指溶剂与物料中组分发生络合反应，生成可溶性络合物的化学反应过程。
三、几种典型浸出反应
浸出剂
浸出液
浸出渣
（一） 中性溶剂浸出
中性浸出剂是水和盐，如氯化钠、高价铁盐、氯化铜和次氯酸钠
2CuS ——焙烧——CuSO4(固)+ H2O ——Cu2++SO42-+H2O
Fe(NbO3)2 (铌铁矿） +10NaOH ——2Na5NbO5(铌酸纳）+FeO+5H2O
12Na5NbO5+ 55H2O ——7Na2O•6Nb2O5•32H2O+46NaOH
NiS+Fe2(SO4)3 ——NiSO4+2FeSO4+S
2Au+4NaCN+H2O+1/2O2 ——2NaAu(CN)2+2NaOH
（二） 酸性溶剂浸出
常用酸浸剂有稀硫酸、浓硫酸、盐酸、硝酸、王水、氢氟酸和亚硫酸等。
种类：
简单酸浸
氧化酸浸