钨渣制备玻璃化产物危险特性与力学性能研究
2021-09-28杜布云严小飞康国栋生态环境部南京环境科学研究所江苏南京210042
马 兵,杜布云,严小飞,康国栋 (生态环境部南京环境科学研究所,江苏 南京 210042)
钨作为我国重要的稀缺战略资源,被誉为“工业的牙齿”。中国是世界上钨资源储量、生产量、贸易量和消费量最大的国家,2018年我国查明钨矿资源储量(以WO3计)1 071.57万t,比2017年增长4%[1]。仲钨酸铵(APT)是钨产业链前端的初级制品,我国2015年APT生产能力达20.80万t[2]。钨精矿(WO3质量含量为65%)作为生产APT的主要原料,采用碱煮法分解钨精矿制备APT时会产生碱煮渣(钨渣)。据统计,钨渣的产生系数约为0.8,即每生产1 t钨初级制品将产生0.8 t钨渣,而且随着黑白钨品位降低,钨渣产生系数逐渐增大。目前我国钨渣年产生量超过10万t,累积历史堆存钨渣量达100万t以上[3]。钨渣因含有砷、汞、铅、锌和铜等有毒有害物质和稀有金属,被列为危险废物(代码为323-001-48),危险特性为毒性,露天堆放或不规范填埋时易造成有毒有害物质浸出,导致土壤及地下水污染风险[4]。
目前,钨渣的处置利用方式主要有以下4种:(1)贮存或固化后安全填埋;(2)回收W、Nb、Ta、Sc、Fe和Mn等有价金属[5-7];(3)生产耐磨材料[8];(4)制备多孔陶粒等新型材料[9]。总体上,国内对钨渣的资源化利用率还很低,综合利用途径有限,有价元素的回收及新材料制备大多处于实验室研究阶段,缺乏能够大宗消纳钨渣的综合利用技术,需要开拓资源化利用新领域。采用高温熔融玻璃化技术对钨渣进行无害化处置,制备得到玻璃态物质,即玻璃体,可将其作为非危险废物进行管理及应用[10-12]。等离子熔融玻璃化处置技术是国际上公认的第3代彻底处置危废、可实现无害化处置的国际前沿技术[13]。……
