塑性材料固化法
塑性材料固化法屬于有機性固化/穩(wěn)定化處理技術(shù),由使用材料的性能不同可以把該技術(shù)劃分為熱固性塑料包容和熱塑性包容兩種方法。
(一)熱固性塑料包容
熱固性塑料是指在加熱時會從液體變成固體并硬化的材料。它與一般物質(zhì)的不同之處在于,這種材料即使以后再次加熱也不會重新液化或軟化。它實際上是一種由小分子變成大分子的交鏈聚合過程。危險廢物也常常使用熱固性有機聚合物達到穩(wěn)定化。它是用熱固性有機單體例如脈醛和已經(jīng)過粉碎處理的廢物充分地混合,在助絮劑和催化劑的作用下產(chǎn)生聚合以形成海綿狀的聚合物質(zhì)。從而在每個廢物顆粒的周圍形成一層不透水的保護膜。但在用此方法處理時,經(jīng)常有一部分液體廢物遺留下來,因此在進行最終處置以前還需要進行一次干化。目前使用較多的材料是脈甲醛、聚醋和聚了二烯等,有時也可使用酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂。由于在絕大多數(shù)這種過程中廢物與包封材料之間不進行化學反應(yīng),所以包封的效果僅分別取決于廢物自身的形態(tài)(顆粒度、含水量等)以及進行聚合的條件。
該法的主要優(yōu)點是與其他方法相比,大部分引人較低密度的物質(zhì)。所需要的添加劑數(shù)量也較小。熱固性塑料包封法在過去曾是固化低水平有機放射性廢物(如放射性離子交換樹脂)的重要方法之一。同時也可用于穩(wěn)定非蒸發(fā)性的、液體狀態(tài)的有機危險廢物。由于需要對所有廢物顆粒進行包封,在適當選擇包容物質(zhì)的條件下,可以達到十分理想的包容效果。
此方法的缺點是操作過程復雜,熱固性材料自身價格高昂;:由于操作中有機物的揮發(fā),容易引起燃燒起火,所以通常不能在現(xiàn)場大規(guī)模應(yīng)用?梢哉J為該法只能處理小量、高危害性廢物,例如劇毒廢物、醫(yī)院或研究單位產(chǎn)生的小量放射性廢物等。
不過,仍然有人認為,在未來也可能在對有機物污染土地的穩(wěn)定化處理方面有大規(guī)模應(yīng)用的前途。
(二)熱塑性材料包容
用熱塑性材料包容時可以用熔融的熱塑性物質(zhì)在高溫下與危險廢物混合,以達到對其穩(wěn)定化的目的。可以使用的熱塑性物質(zhì)如瀝青、石蠟、聚乙烯、聚丙烯等。在冷卻以后,廢物就為固化的熱塑性物質(zhì)所包容,包容后的廢物可以在經(jīng)過一定的包裝后進行處置。在60年代末期所出現(xiàn)的瀝青固化,因為處理價格較為低廉,即被大規(guī)模應(yīng)用于處理放射性的廢物。由于瀝青具有化學惰性,不溶于水,具有一定的可塑性和彈性,故對于廢物具有典型的包容效果。在有些國家中,該法被用來處理危險廢物和放射性廢物的混合廢物,但處理后的廢物是按照放射性廢物的標準處置的.
該法的主要缺點是在高溫下進行操作會帶來很多不方便之處,而且較為耗費能量;操作時會產(chǎn)生大量的揮發(fā)性物質(zhì),其中有些是有害的物質(zhì)。另外,有時在廢物中含有影響穩(wěn)定劑的熱塑性物質(zhì)或者某些溶劑,影響最終的穩(wěn)定效果。
在操作時,通常是先將廢物干燥脫水,然后將聚合物與廢物在適當?shù)母邷叵禄旌,并在升溫的條件下將水分蒸發(fā)掉。該法可以使用間歇式工藝,也可以使用連續(xù)操作的設(shè)備。與水泥等無機材料的固化工藝相比,,除去污染物的浸出率低得多外,由于需要的包容材料少,又在高溫下蒸發(fā)了大量的水分,它的增容率也就較低。
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