4.3.4 工艺水问题
尽管本项目希望固废的加工工艺尽可能使用干法来取代湿法。但由于以下原因,湿法仍被大量采用。
(1)作为一种历史悠久的选矿工艺,有大量的经验得以传承;而干法的许多技术,如涡电流技术、风力跳汰(摇床)技术、高强永磁铁技术等,相对来说比较新,普及度不高。
(2)固废的特性、固废加工的目标和现有技术的限制。比如生活垃圾焚烧炉渣,由于一般都是湿排炉渣,炉渣中的水分集中在比表面积大的细料周围,水分产生的内聚力导致涡电流技术无法实现很小颗粒中有色金属的分离。此时利用湿法技术(图4-11),加大细料间水膜厚度,能够进行干法较难实现的很小的重有色金属的回收。又如粉煤灰中玻璃空心微珠的提取。玻璃空心微珠由于其低密度、高力学强度等性质,适用于许多工业分支,今天已成为渴求的一种贵重产品(图4-12)。在飞灰中它有重量比1%~3%的存在,限于成本和技术因素,目前多采用湿法选取。而建筑垃圾中混凝土与砖的分离,按照选矿标准
,而CC>2.5,适合于75μm 以上粒径颗粒分离;1.75<CC<2.5,适合150μm 以上粒径;1.50<CC<1.75,适合1.7 mm 以上粒径;1.25<CC<1.50,适合6.35 mm 以上粒径;CC<1.25,不适合任何粒径。以混凝土2.4 t/m3,砖1.8 t/m3,水1 t/m3,空气忽略不计的相对密度代入,得到CC水=1.75,CC空气=1.33,可以看到湿法的密度分离适合1.7 mm 以上粒径,而干法仅适合6.35 mm 以上粒径。建筑垃圾中含有相当多细料时,采用密度分离,湿法可能相对更合适。

图4-11 HVC与Baskalis Dolman联合投资的生活垃圾焚烧炉渣湿法加工厂

图4-12 粉煤灰中湿法选出的玻璃空心微珠
(3)湿法由于洗去了产品表面的灰尘,而使产品相对清洁,质量较高。比如当生活垃圾焚烧炉渣被用于沟槽回填材料时,不希望炉渣拥有自黏结特性,则洗去炉渣中粗砂组分中的细料可确保中粗砂具有长期良好的变形特性。湿法所带来的环境问题不容忽视。以生活垃圾焚烧炉渣为例,主要有以下三点:选矿设备漏水或水未合理排放,加上生活垃圾焚烧炉渣本身的泄漏,造成车间地面泥泞。(https://www.daowen.com)
目前对工艺水的处理,一般采用地下挖槽沉淀后再循环利用的方法,尽管铺筑了混凝土底板,但在长期工作的累积效应下,从侧面与混凝土中渗出的重金属不断累积,将使处理场地的土壤和周边的地下水质遭到严重污染。这方面目前尚未有数据,主要是因为国外即便使用的是湿法,也采用图4-13所示的皮带压滤机等设施,避免污水与土壤可能的接触。国内的湿法炉渣厂缺乏环境监控,无法获得此类数据。

图4-13 皮带压滤机
水沉淀或压滤后获得的污泥,由于颗粒很小,比表面积相当大,有可能重金属相对富集。其浸出指标是否满足环境要求,应视炉渣本身的性质与当地的环境监管要求而定。遗憾的是,国内炉渣湿法生产得到的污泥,均在没有环境监管的情况下,或者被掺入炉渣中,或者被单独使用而任意处置。而按照荷兰代尔夫特理工大学Lenka Muchovà的研究,她针对荷兰AEB公司湿法炉渣厂获得的污泥,得到了表4-1所示的结果,按照荷兰与欧洲的相关规范,必须填埋(2006年数值明显高于2002年,可能是2006年污泥与生活垃圾联合焚烧之故)。当然,将污泥少量掺加,使重金属稀释,或用于混凝土或沥青混合料中,以水泥或沥青来固定重金属的污泥资源化做法也在研究中。作者曾委托同济大学对某工厂湿法污泥进行过作为沥青混合料填料使用的研究,发现无论是从粒径、亲水系数还是碱性指标看,都非常理想,唯一有问题的指标是塑性指数,可能是有机物或土壤颗粒混入的缘故。
表4-1 2002年和2006年收集的污泥样品的浸出值(柱试验)

注:黑体数值超过了荷兰填埋指令,表明污泥必须填埋。黑体中下划线数值超过了欧洲非危险废弃物填埋指令的限值。