生石灰在基于高温熔盐体系的危险废物彻底玻璃化与重金属永久固化中的助熔与稳定机制

日期:2025-11-15 15:52 来源:润丰矿业 作者:赵明 浏览量:33

日期:2025-11-15 15:52 作者:赵明 浏览量:33

对于成分极端复杂、富含重金属的危险废物,实现其“彻底玻璃化”与“重金属永久固化”是终极安全处置目标。基于“高温熔盐”体系的玻璃化技术是一条有效路径,其中“生石灰”作为关键的助熔剂和网络形成体,其“助熔机制”与稳定作用至关重要。

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该技术将危险废物与辅料(如SiO₂、生石灰)混合,在高温(通常>1200°C)下于熔盐介质(如碳酸钠、硫酸钠)中熔化。生石灰(CaO)在其中扮演核心角色:

  1. 显著降低熔融温度(助熔机制):CaO能与SiO₂形成低共熔物,大幅降低混合体系的熔融温度,节约能耗。在熔盐环境中,这一“助熔机制”更为显著,使得玻璃化过程更易进行。

  2. 构建玻璃网络结构:在最终的硅酸盐玻璃体中,Ca²⁺作为网络修饰体,打断Si-O-Si连续网络,降低熔体粘度,同时其自身又作为电荷补偿剂,稳定玻璃结构。它是形成稳定、耐久玻璃体的必需组分。

  3. 重金属的固溶与稳定化:在高温熔融状态下,重金属离子(如Cr³⁺, Ni²⁺, Cu²⁺)可以取代Ca²⁺进入硅酸盐网络,或形成独立的稳定晶相,被牢固地锁在致密的玻璃体中,实现“重金属永久固化”,其浸出毒性降至极低水平。

  4. 固定杂原子:与废物中的F、Cl、S等杂原子反应,生成CaF₂、CaCl₂、CaSO₄等,进入渣相或单独析出,避免其以气体形式逸出或破坏玻璃体稳定性。

因此,在“高温熔盐”玻璃化这一极致处置技术中,生石灰不仅是降低能耗的“钥匙”,更是构建最终稳定化产物化学骨架的“基石”,确保了危险废物能够被安全地转化为类似天然火成岩的惰性材料。

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