[发明专利]超临界萃取与二氧化碳脱毒处理含有机物重金属废渣的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境污染处理技术领域，具体涉及一种超临界萃取与二氧化碳脱毒处理含有机物重金属废渣的方法。

背景技术

近年来，随着环境保护理念的日益推广，对于保护环境的需求也日益得到了社会与政府层面的重视，在此背景下社会上却多次出现了严重的环境污染事件，给环境保护工作的开展带来巨大的挑战。2011云南曲靖由于铬渣的非法倾倒造成了当地土壤和水体的大规模污染，严重地危害了当地群众的健康安全，同年在河南义马也出现了铬渣污染事件。与此类似的毒性重金属污染事件往往会造成严重的经济损失和社会影响，含重金属固体废物的处理处置成了急需解决的社会问题。工业固废是含重金属固体废物的主要来源，其所产生的废渣中常常含有各种浓度的镍(Ni)、锡(Sn)、铬(Cr)、锌(Zn)、铅(Pb)、铜(Cu)等重金属；在过去我国存在着许许多多的固体废弃物拆解厂地，由于拆解技术的落后与环境保护意识的淡薄，带来了严重的重金属污染的同时也产生了持久性有机污染物，形成了复合型污染。在废弃物拆解场地的土壤中，既存在着铅、锌、铜、锡、铬等重金属污染物，还存在着多环芳烃、多氯联苯、二噁英、多溴联苯醚等持久性有机污染物。此种污染会在土壤与水体中迁移，最终进入生物体内对人类产生严重的威胁。环保部已将解决危害群众健康的重金属污染问题列为2010年全国污染防治工作的重点位置，解决此类复合型污染是今后相当长时期内我国所迫切需要的污水处理技术，也是在推进生态文明建设道路上达到经济与环境共同发展目标的必然要求。

当前，对于含重金属固废的处理技术大概可划分为物理处理法、生物处理法和化学处理法，其中以化学处理法应用最为广泛。传统的处理方法是将含重金属的固废进行填埋，此种方法无法彻底消除重金属的毒性，随着污染物的迁移污染范围会进一步扩大。利用植物或微生物对含重金属固废处理的相关研究也有所开展，但存在效果不显著、处理周期长的缺点。化学处理法是当前研究最多、应用最广的处理手段，包括钝化处理、固化处理、浸出处理。对于含高浓度重金属的固体废物来说，钝化处理由于消耗过高实际应用意义不大，固化处理由于无法回收固废中的重金属并非理想的处理方法。所以，针对含高浓度重金属固体废物的回收处理方法的研究具有十分重要的意义。CN1115259A介绍了在粉煤灰中掺入含硫酸根离子的溶液对铬渣进行浸出的方法。CN105347399A和CN105570900A分别叙述了硫酸铵和磷酸铵通过加热焙烧浸出铬的方法，该法操作简单，但相应能耗较大，处理成本高。CN105271632A在电镀污泥中加入碳酸钠进行焙烧回收利用铬。通过以上实例可以看到，当前回收重金属方法仍存在成本高、操作复杂、其他重金属同时混杂无法分离、产生二次污染等问题，仍存在较大的改进空间。

超临界萃取技术是一种新型的有机物提取技术，在制药行业和食品工业中均有广泛而深入的研究和应用。超临界二氧化碳对有机物的提取效率高并且操作温度低，对设备和操作条件要求不高，在实际中有广泛的应用。在含有机物固废的处理应用中，相比传统的化学处理和热处理，超临界萃取虽有低消耗、无污染的特点，但由于其成本明显高于传统方法，所以在此方面的研究并不多见。在工业固废的重金属分离回收方面，二氧化碳辅助分离技术的原理有别于传统回收技术，具有效率高、消耗低、无污染等独特优势。当前，含重金属固废的脱毒技术大多存在成本高、消耗大的缺点，有机物和重金属复合型污染的处理更是当前所面临的一大技术瓶颈。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种超临界萃取与二氧化碳脱毒处理含有机物重金属废渣的方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种超临界萃取与二氧化碳脱毒处理含有机物重金属废渣的方法，具体处理步骤及顺序为：先利用超临界二氧化碳对固废中的有机物进行超临界萃取，实现有机物与固体废物的分离，然后将固体废物与水混合浆化，通入二氧化碳至体系压力保持在0.1～1MPa，搅拌反应使重金属脱附进入液相中，通过固液分离实现重金属与固体废物的分离。

进一步地，所述超临界萃取过程中加入甲醇、乙醇或表面活性剂作为改性剂。

进一步地，所述超临界萃取过程中体系压力保持在10～30MPa，体系温度保持在25～80℃，萃取时间为1～5h。

进一步地，所述加水浆化的渣水比为1:(1～10)。

进一步地，所述搅拌反应使重金属脱附进入液相中的温度为25～100℃，反应时间为0.5～10h。

本发明的处理方法具有如下优点及有益效果：