有色冶金固廢資源環(huán)境屬性的解析與判定方法

1593 編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng) 來(lái)源：中南大學(xué)

2022-06-21 17:12:02

權(quán)利要求

1.有色冶金固廢資源環(huán)境屬性的解析與判定方法，其特征在于，包括步驟： S1，獲取待測(cè)固體廢物的預(yù)設(shè)物理性質(zhì)信息、預(yù)設(shè)化學(xué)性質(zhì)信息以及預(yù)設(shè)長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)信息，并根據(jù)所述預(yù)設(shè)化學(xué)性質(zhì)信息分析獲得所述固體廢物的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)信息； S2，根據(jù)所述預(yù)設(shè)物理性質(zhì)信息和所述預(yù)設(shè)化學(xué)性質(zhì)信息分析所述固體廢物的資源屬性解析值A(chǔ)；根據(jù)所述預(yù)設(shè)物理性質(zhì)信息、所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)信息和所述預(yù)設(shè)長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)信息分析所述固體廢物的環(huán)境屬性解析值E； S3，根據(jù)所述資源屬性解析值A(chǔ)和所述環(huán)境屬性解析值E的比值H的大小對(duì)所述固體廢物的資源環(huán)境屬性進(jìn)行判定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解析與判定方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)物理性質(zhì)信息包括所述固體廢物的粒度信息和含水率信息；所述預(yù)設(shè)化學(xué)性質(zhì)信息包括所述固體廢物中重金屬元素的含量信息、化學(xué)形態(tài)信息和物相結(jié)構(gòu)信息。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的解析與判定方法，其特征在于，所述根據(jù)所述預(yù)設(shè)物理性質(zhì)信息和所述預(yù)設(shè)化學(xué)性質(zhì)信息分析所述固體廢物的資源屬性解析值A(chǔ)的步驟包括：根據(jù)所述粒度信息獲取第一粒度賦值B1，根據(jù)所述含水率信息獲取第一含水率賦值B2；根據(jù)所述重金屬元素的含量信息、化學(xué)形態(tài)信息和物相結(jié)構(gòu)信息分別獲取所選重金屬元素的含量賦值C1、所選重金屬元素的化學(xué)形態(tài)賦值C2和所選重金屬元素的物相結(jié)構(gòu)賦值C3；根據(jù)所述第一粒度賦值B1、所述第一含水率賦值B2、所述所選重金屬元素的含量賦值C1、所述所選重金屬元素的化學(xué)形態(tài)賦值C2和所述所選重金屬元素的物相結(jié)構(gòu)賦值C3獲取所述固體廢物的資源屬性解析值A(chǔ)。 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的解析與判定方法，其特征在于，所述第一粒度賦值B1的賦值基準(zhǔn)包括：根據(jù)所述粒度信息判斷所述固體廢物是否為塊狀物，若為塊狀物，則賦值0.5；若非塊狀物，則賦值1；所述第一含水率賦值B2的賦值基準(zhǔn)包括：根據(jù)所述含水率信息判斷所述固體廢物的含水率，所述固體廢物的含水率小于10％，則賦值1；所述固體廢物的含水率為10％～30％，則賦值0.5；所述固體廢物的含水率大于30％，則賦值0；所述所選重金屬元素的含量賦值C1的賦值基準(zhǔn)包括：根據(jù)所述重金屬元素的含量信息判斷所選重金屬元素的含量，將所述所選重金屬元素的含量在0～1的范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)進(jìn)行賦值；所述所選重金屬元素的化學(xué)形態(tài)賦值C2的賦值基準(zhǔn)包括：根據(jù)所述重金屬元素的化學(xué)形態(tài)信息獲得所述所選重金屬元素的有效態(tài)含量，將所述所選重金屬元素的有效態(tài)含量在0～1的范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)進(jìn)行賦值；所述所選重金屬元素的物相結(jié)構(gòu)賦值C3的賦值基準(zhǔn)包括：根據(jù)所述重金屬的物相結(jié)構(gòu)信息判斷所述所選重金屬元素是否存在礦相結(jié)構(gòu)包裹的情況，若存在，則賦值0.5；若不存在，則賦值1。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的解析與判定方法，其特征在于，所述所選重金屬元素的含量賦值C1包括：銅的含量賦值C1 Cu、鉛的含量賦值C1 Pb、鋅的含量賦值C1 Zn；所述所選重金屬元素的化學(xué)形態(tài)賦值C2包括：銅的化學(xué)形態(tài)賦值C2 Cu、鉛的化學(xué)形態(tài)賦值C2 Pb、鋅的化學(xué)形態(tài)賦值C2 Zn；所述所選重金屬元素的物相結(jié)構(gòu)賦值C3包括：銅的物相結(jié)構(gòu)賦值C3 Cu、鉛的物相結(jié)構(gòu)賦值C3 Pb、鋅的物相結(jié)構(gòu)賦值C3 Zn；所述資源屬性解析值A(chǔ)的計(jì)算公式為： A＝K 1B1+K 2B2+K 3C1 Cu+K 4C2 Cu+K 5C3 Cu+K 6C1 Pb+K 7C2 Pb+K 8C3 Pb+K 9C1 Zn+K 10C2 Zn+K 11C3 Zn 按所述資源屬性解析值A(chǔ)的計(jì)算公式獲取所述所述固體廢物的資源屬性解析值A(chǔ)。 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的解析與判定方法，其特征在于，在所述資源屬性解析值A(chǔ)的計(jì)算公式中，所述K 1為0.181；所述K 2為0.186；所述K 3為0.136；所述K 4為0.129；所述K 5為0.126；所述K 6為0.035；所述K 7為0.034；所述K 8為0.033；所述K 9為0.049；所述K 10為0.046；所述K 11為0.045。 7.根據(jù)權(quán)利要求2-6任意一項(xiàng)所述的解析與判定方法，其特征在于，所述根據(jù)所述預(yù)設(shè)物理性質(zhì)信息、所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)信息和所述預(yù)設(shè)長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)信息分析所述固體廢物的環(huán)境屬性解析值E的步驟包括：根據(jù)所述粒度信息獲取第二粒度賦值F1，根據(jù)所述含水率信息獲取第二含水率賦值F2；根據(jù)所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)信息中多種重金屬的潛在危險(xiǎn)指數(shù)總和PERI獲取所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)賦值G1；根據(jù)所述預(yù)設(shè)長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)信息中的浸出毒性增幅獲取長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)賦值G2；然后根據(jù)所述第二粒度賦值F1、所述第二含水率賦值F2、所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)賦值G1和所述長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)賦值G2獲取所述固體廢物的環(huán)境屬性解析值E。 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的解析與判定方法，其特征在于，所述第二粒度賦值F1的賦值基準(zhǔn)包括：根據(jù)所述粒度信息判斷所述固體廢物是否為塊狀物，若為塊狀物，則賦值0；若非塊狀物，則從所述粒度信息中獲取所述固體廢物的中位粒徑，按負(fù)指標(biāo)對(duì)所述中位粒徑進(jìn)行無(wú)量綱化處理后賦值；所述第二含水率賦值F2的賦值基準(zhǔn)包括：根據(jù)所述含水率信息判斷所述固體廢物的含水率，然后按正指標(biāo)對(duì)所述固體廢物的含水率進(jìn)行無(wú)量綱化處理后賦值；所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)賦值G1的賦值基準(zhǔn)包括：選取所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)信息中的所述固體廢物中多種重金屬的潛在危險(xiǎn)指數(shù)總和PERI，然后按正指標(biāo)對(duì)所述多種重金屬的潛在危險(xiǎn)指數(shù)總和PERI進(jìn)行無(wú)量綱化處理后賦值；所述長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)賦值G2的賦值基準(zhǔn)包括：選取所述預(yù)設(shè)長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)信息中的所述固體廢物的浸出毒性增幅，然后按正指標(biāo)對(duì)所述浸出毒性增幅進(jìn)行無(wú)量綱化處理后賦值。 9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的解析與判定方法，其特征在于，所述環(huán)境屬性解析值E的計(jì)算公式為：E＝K 12F1+K 13F2+K 14G1+K 15G2；按所述環(huán)境屬性解析值E的計(jì)算公式獲取所述固體廢物的環(huán)境屬性解析值E。 10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的解析與判定方法，其特征在于，在所述環(huán)境屬性解析值E的計(jì)算公式中，所述K 12為0.193；所述K 13為0.201；所述K 14為0.302；所述K 15為0.304。 11.根據(jù)權(quán)利要求8-10任意一項(xiàng)所述的解析與判定方法，其特征在于，所述無(wú)量綱化處理的計(jì)算方法包括： v i＝x i/x max 正指標(biāo) v i＝x min/x i 負(fù)指標(biāo) 式中：V i為無(wú)量綱化處理后的賦值；X i為待處理的值；X max為正指標(biāo)中的最大值；X min表示負(fù)指標(biāo)中的最小值。 12.根據(jù)權(quán)利要求8-10任意一項(xiàng)所述的解析與判定方法，其特征在于，所述固體廢物中多種重金屬的潛在危險(xiǎn)指數(shù)總和PERI的計(jì)算方法包括：式中：為單個(gè)重金屬的污染指數(shù)；為所述化學(xué)形態(tài)信息中單個(gè)重金屬環(huán)境有效態(tài)含量(mg/kg)；為對(duì)應(yīng)單個(gè)重金屬的參考值(mg/kg)，根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量-建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB36600-2018)，取各類(lèi)污染物的篩選值作為所述參考值；為單個(gè)重金屬的潛在風(fēng)險(xiǎn)；為對(duì)應(yīng)單個(gè)重金屬的毒性響應(yīng)因子；PERI為多種重金屬的潛在危害指數(shù)總和；其中，若固體廢物中的單個(gè)重金元素含量<0.1％，則其對(duì)應(yīng)的污染指數(shù) 記為0。 13.根據(jù)權(quán)利要求8-10任意一項(xiàng)所述的解析與判定方法，其特征在于，當(dāng)所述固體廢物中的所有重金屬元素的浸出濃度均未超過(guò)濃度限值時(shí)，所述固體廢物的毒性增幅記為0；當(dāng)所述固體廢物中存在重金屬元素的浸出濃度超過(guò)濃度限值時(shí)，所述固體廢物的毒性增幅的值為預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所述固體廢物的重金屬元素浸出毒性增幅中的最大增幅；其中，當(dāng)所述最大增幅大于100倍時(shí)，所述固體廢物的毒性增幅記為100倍。

說(shuō)明書(shū)

有色冶金固廢資源環(huán)境屬性的解析與判定方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金環(huán)境工程領(lǐng)域，尤其涉及一種有色冶金固廢資源環(huán)境屬性的解析與判定方法。

背景技術(shù)

我國(guó)作為世界有色金屬生產(chǎn)第一大國(guó)，在銅鉛鋅冶煉工藝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量固體廢物。隨著近年來(lái)各項(xiàng)環(huán)保法規(guī)的更新以及發(fā)布實(shí)施，我國(guó)固體廢物的資源綜合利用與管理進(jìn)入了一個(gè)新的高度。有色冶金固體廢物成分復(fù)雜，含有大量金屬元素，不但是巨大的潛在資源，同時(shí)也具有較大的潛在風(fēng)險(xiǎn)，因此必須在實(shí)現(xiàn)其有價(jià)金屬高質(zhì)高值資源化的同時(shí)，確保其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)最小化，而固體廢物資源屬性、環(huán)境屬性的解析是實(shí)現(xiàn)其資源化、無(wú)害化的基礎(chǔ)。

為了對(duì)資源、環(huán)境屬性的多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)解析與判定，需要系統(tǒng)地采取一定的分析判定方法，常用的判定方法有生命周期評(píng)價(jià)法、模糊邏輯評(píng)價(jià)法及層次分析法等。但是，現(xiàn)有研究?jī)H單獨(dú)針對(duì)資源利用或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)進(jìn)行多指標(biāo)評(píng)價(jià)，未針對(duì)有色金屬固體廢物固有的資源性和污染性進(jìn)行有效判定，缺乏對(duì)有色金屬固體廢物資源環(huán)境屬性系統(tǒng)性的解析判定方法。

鑒于此，有必要提供一種有色冶金固廢資源環(huán)境屬性的解析與判定方法，以解決或至少緩解上述未針對(duì)有色金屬固體廢物固有的資源性和污染性進(jìn)行有效判定的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種有色冶金固廢資源環(huán)境屬性的解析與判定方法，旨在解決上述未針對(duì)有色金屬固體廢物固有的資源性和污染性進(jìn)行有效判定的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種有色冶金固廢資源環(huán)境屬性的解析與判定方法，包括步驟：

S1，獲取待測(cè)固體廢物的預(yù)設(shè)物理性質(zhì)信息、預(yù)設(shè)化學(xué)性質(zhì)信息以及預(yù)設(shè)長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)信息，并根據(jù)所述預(yù)設(shè)化學(xué)性質(zhì)信息分析獲得所述固體廢物的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)信息；

S2，根據(jù)所述預(yù)設(shè)物理性質(zhì)信息和所述預(yù)設(shè)化學(xué)性質(zhì)信息分析所述固體廢物的資源屬性解析值A(chǔ)；根據(jù)所述預(yù)設(shè)物理性質(zhì)信息、所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)信息和所述預(yù)設(shè)長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)信息分析所述固體廢物的環(huán)境屬性解析值E；

S3，根據(jù)所述資源屬性解析值A(chǔ)和所述環(huán)境屬性解析值E的比值H的大小對(duì)所述固體廢物的資源環(huán)境屬性進(jìn)行判定。

進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)物理性質(zhì)信息包括所述固體廢物的粒度信息和含水率信息；所述預(yù)設(shè)化學(xué)性質(zhì)信息包括所述固體廢物中重金屬元素的含量信息、化學(xué)形態(tài)信息和物相結(jié)構(gòu)信息。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述預(yù)設(shè)物理性質(zhì)信息和所述預(yù)設(shè)化學(xué)性質(zhì)信息分析所述固體廢物的資源屬性解析值A(chǔ)的步驟包括：

根據(jù)所述粒度信息獲取第一粒度賦值B1，根據(jù)所述含水率信息獲取第一含水率賦值B2；

根據(jù)所述重金屬元素的含量信息、化學(xué)形態(tài)信息和物相結(jié)構(gòu)信息分別獲取所選重金屬元素的含量賦值C1、所選重金屬元素的化學(xué)形態(tài)賦值C2和所選重金屬元素的物相結(jié)構(gòu)賦值C3；

根據(jù)所述第一粒度賦值B1、所述第一含水率賦值B2、所述所選重金屬元素的含量賦值C1、所述所選重金屬元素的化學(xué)形態(tài)賦值C2和所述所選重金屬元素的物相結(jié)構(gòu)賦值C3獲取所述固體廢物的資源屬性解析值A(chǔ)。

進(jìn)一步地，所述第一粒度賦值B1的賦值基準(zhǔn)包括：根據(jù)所述粒度信息判斷所述固體廢物是否為塊狀物，若為塊狀物，則賦值0.5；若非塊狀物，則賦值 1；

所述第一含水率賦值B2的賦值基準(zhǔn)包括：根據(jù)所述含水率信息判斷所述固體廢物的含水率，所述固體廢物的含水率小于10％，則賦值1；所述固體廢物的含水率為10％～30％，則賦值0.5；所述固體廢物的含水率大于30％，則賦值0；

所述所選重金屬元素的含量賦值C1的賦值基準(zhǔn)包括：根據(jù)所述重金屬元素的含量信息判斷所選重金屬元素的含量，將所述所選重金屬元素的含量在 0～1的范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)進(jìn)行賦值；

所述所選重金屬元素的化學(xué)形態(tài)賦值C2的賦值基準(zhǔn)包括：根據(jù)所述重金屬元素的化學(xué)形態(tài)信息獲得所述所選重金屬元素的有效態(tài)含量，將所述所選重金屬元素的有效態(tài)含量在0～1的范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)進(jìn)行賦值；

所述所選重金屬元素的物相結(jié)構(gòu)賦值C3的賦值基準(zhǔn)包括：根據(jù)所述重金屬的物相結(jié)構(gòu)信息判斷所述所選重金屬元素是否存在礦相結(jié)構(gòu)包裹的情況，若存在，則賦值0.5；若不存在，則賦值1。

進(jìn)一步地，所述所選重金屬元素的含量賦值C1包括：銅的含量賦值C1 Cu、鉛的含量賦值C1 Pb、鋅的含量賦值C1 Zn；

所述所選重金屬元素的化學(xué)形態(tài)賦值C2包括：銅的化學(xué)形態(tài)賦值C2 Cu、鉛的化學(xué)形態(tài)賦值C2 Pb、鋅的化學(xué)形態(tài)賦值C2 Zn；

所述所選重金屬元素的物相結(jié)構(gòu)賦值C3包括：銅的物相結(jié)構(gòu)賦值C3 Cu、鉛的物相結(jié)構(gòu)賦值C3 Pb、鋅的物相結(jié)構(gòu)賦值C3 Zn；

所述資源屬性解析值A(chǔ)的計(jì)算公式為：

A＝K 1B1+K 2B2+K 3C1 Cu+K 4C2 Cu+K 5C3 Cu+K 6C1 Pb+K 7C2 Pb+K 8C3 Pb+K 9C1 Zn+K 10C2 Zn+K 11C3 Zn

按所述資源屬性解析值A(chǔ)的計(jì)算公式獲取所述所述固體廢物的資源屬性解析值A(chǔ)。

進(jìn)一步地，在所述資源屬性解析值A(chǔ)的計(jì)算公式中，所述K 1為0.181；所述K 2為0.186；所述K 3為0.136；所述K 4為0.129；所述K 5為0.126；所述K 6為0.035；所述K 7為0.034；所述K 8為0.033；所述K 9為0.049；所述K 10為0.046；所述K 11為0.045。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述預(yù)設(shè)物理性質(zhì)信息、所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)信息和所述預(yù)設(shè)長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)信息分析所述固體廢物的環(huán)境屬性解析值E的步驟包括：

根據(jù)所述粒度信息獲取第二粒度賦值F1，根據(jù)所述含水率信息獲取第二含水率賦值F2；

根據(jù)所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)信息中多種重金屬的潛在危險(xiǎn)指數(shù)總和PERI獲取所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)賦值G1；根據(jù)所述預(yù)設(shè)長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)信息中的浸出毒性增幅獲取長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)賦值G2；

然后根據(jù)所述第二粒度賦值F1、所述第二含水率賦值F2、所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)賦值G1和所述長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)賦值G2獲取所述固體廢物的環(huán)境屬性解析值E。

進(jìn)一步地，所述第二粒度賦值F1的賦值基準(zhǔn)包括：根據(jù)所述粒度信息判斷所述固體廢物是否為塊狀物，若為塊狀物，則賦值0；若非塊狀物，則從所述粒度信息中獲取所述固體廢物的中位粒徑，按負(fù)指標(biāo)對(duì)所述中位粒徑進(jìn)行無(wú)量綱化處理后賦值；

所述第二含水率賦值F2的賦值基準(zhǔn)包括：根據(jù)所述含水率信息判斷所述固體廢物的含水率，然后按正指標(biāo)對(duì)所述固體廢物的含水率進(jìn)行無(wú)量綱化處理后賦值；

所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)賦值G1的賦值基準(zhǔn)包括：選取所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)信息中的所述固體廢物中多種重金屬的潛在危險(xiǎn)指數(shù)總和PERI，然后按正指標(biāo)對(duì)所述多種重金屬的潛在危險(xiǎn)指數(shù)總和PERI進(jìn)行無(wú)量綱化處理后賦值；

所述長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)賦值G2的賦值基準(zhǔn)包括：選取所述預(yù)設(shè)長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)信息中的所述固體廢物的浸出毒性增幅，然后按正指標(biāo)對(duì)所述浸出毒性增幅進(jìn)行無(wú)量綱化處理后賦值。

進(jìn)一步地，所述環(huán)境屬性解析值E的計(jì)算公式為：

E＝K 12F1+K 13F2+K 14G1+K 15G2；

按所述環(huán)境屬性解析值E的計(jì)算公式獲取所述固體廢物的環(huán)境屬性解析值 E。

進(jìn)一步地，在所述環(huán)境屬性解析值E的計(jì)算公式中，所述K 12為0.193；所述K 13為0.201；所述K 14為0.302；所述K 15為0.304。

進(jìn)一步地，所述無(wú)量綱化處理的計(jì)算方法包括：

v i＝x i/x max 正指標(biāo)

v i＝x min/x i 負(fù)指標(biāo)

式中：V i為無(wú)量綱化處理后的賦值；X i為待處理的值；X max為正指標(biāo)中的最大值；X min表示負(fù)指標(biāo)中的最小值。

進(jìn)一步地，所述固體廢物中多種重金屬的潛在危險(xiǎn)指數(shù)總和PERI的計(jì)算方法包括：

式中：為單個(gè)重金屬的污染指數(shù)；為所述化學(xué)形態(tài)信息中單個(gè)重金屬環(huán)境有效態(tài)含量(mg/kg)；為對(duì)應(yīng)單個(gè)重金屬的參考值(mg/kg)，根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量-建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB36600-2018)，取各類(lèi)污染物的篩選值作為所述參考值；為單個(gè)重金屬的潛在風(fēng)險(xiǎn)；為對(duì)應(yīng)單個(gè)重金屬的毒性響應(yīng)因子；PERI為多種重金屬的潛在危害指數(shù)總和；

其中，若固體廢物中的單個(gè)重金元素含量<0.1％，則其對(duì)應(yīng)的污染指數(shù)C fi記為0。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述固體廢物中的所有重金屬元素的浸出濃度均未超過(guò)濃度限值時(shí)，所述固體廢物的毒性增幅記為0；

當(dāng)所述固體廢物中存在重金屬元素的浸出濃度超過(guò)濃度限值時(shí)，所述固體廢物的毒性增幅的值為預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所述固體廢物的重金屬元素浸出毒性增幅中的最大增幅；其中，當(dāng)所述最大增幅大于100倍時(shí)，所述固體廢物的毒性增幅記為100倍。

進(jìn)一步地，對(duì)多種所述固體廢物進(jìn)行同批比較，所述固體廢物均為有色冶金固體廢物；并且，所述根據(jù)所述資源屬性解析值A(chǔ)和所述環(huán)境屬性解析值E 的比值H的大小對(duì)所述固體廢物的資源環(huán)境屬性進(jìn)行判定包括步驟：

分別獲取多種所述固體廢物的比值H，將多種所述固體廢物的比值H進(jìn)行比較，并按比值H從大至小依次排序，所述固體廢物的資源環(huán)境屬性與所述比值H的排序相對(duì)應(yīng)，對(duì)資源環(huán)境屬性高的所述固體廢物進(jìn)行資源化利用，對(duì)資源環(huán)境屬性低的所述固體廢物進(jìn)行無(wú)害化處理。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供了一種有色冶金固廢資源環(huán)境屬性的解析與判定方法，能夠系統(tǒng)性地對(duì)多類(lèi)有色冶金固廢進(jìn)行分析，確保實(shí)現(xiàn)其有價(jià)金屬高質(zhì)高值資源化的同時(shí)，使得其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)最小化。本發(fā)明通過(guò)獲取待測(cè)固體廢物的預(yù)設(shè)物理性質(zhì)信息、預(yù)設(shè)化學(xué)性質(zhì)信息以及預(yù)設(shè)長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)信息，以此為基礎(chǔ)，可以獲得所述固體廢物的資源屬性解析值和所述固體廢物的環(huán)境屬性解析值，并且，通過(guò)所述固體廢物的資源屬性解析值和所述環(huán)境屬性解析值的分析，可以對(duì)有色冶金固體廢物的資源環(huán)境屬性進(jìn)行有效判定。

其中，由于有色金屬固體廢物屬于工業(yè)生產(chǎn)的人為產(chǎn)物，具有資源性及污染性的雙重屬性，基于重金屬含量評(píng)估其污染程度意義不大，因此，本發(fā)明通過(guò)采用所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)信息，可以有色金屬固體廢物的雙重屬性相契合；由于現(xiàn)有研究采用的單一浸出方法對(duì)固體廢物的環(huán)境毒性進(jìn)行分析并不適用于有色金屬固體廢物資源環(huán)境屬性的系統(tǒng)性分析，因此，本發(fā)明為了系統(tǒng)地評(píng)估固體廢物的環(huán)境屬性，采用長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)信息作為判定指標(biāo)。

此外，通過(guò)對(duì)粒度信息和含水率信息的進(jìn)行不同標(biāo)準(zhǔn)賦值，對(duì)所選重金屬元素的含量信息、化學(xué)形態(tài)信息和物相結(jié)構(gòu)進(jìn)行賦值，對(duì)所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行賦值，對(duì)長(zhǎng)期浸出毒性評(píng)價(jià)進(jìn)行賦值，使得本發(fā)明可以呈現(xiàn)出系統(tǒng)性和可計(jì)算性；而且，本發(fā)明通過(guò)各項(xiàng)賦值和權(quán)重系數(shù)的分析，針對(duì)性地構(gòu)建了有色冶金固廢資源環(huán)境屬性的判定體系，創(chuàng)造性地解決了現(xiàn)有技術(shù)中未針對(duì)有色金屬固體廢物固有的資源性和污染性進(jìn)行有效判定的缺陷。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中有色冶金固廢資源環(huán)境屬性的解析與判定方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中資源屬性的指標(biāo)體系圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中環(huán)境屬性的指標(biāo)體系圖。

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施方式，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式?；诒景l(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明，本發(fā)明實(shí)施方式中所有方向性指示(諸如上、下……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對(duì)位置關(guān)系、運(yùn)動(dòng)情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時(shí)，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。

另外，在本發(fā)明中如涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。

并且，本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例1

參考圖1，本實(shí)施例中的有色金屬冶金多源固體廢物資源環(huán)境屬性的解析與判定方法，包括步驟：

S10，對(duì)待測(cè)固體廢物進(jìn)行粒度、含水率等測(cè)定，獲取固體廢物的物理性質(zhì)信息。

S20，對(duì)待測(cè)固體廢物進(jìn)行重金屬元素含量、化學(xué)形態(tài)、物相結(jié)構(gòu)等測(cè)定，獲取固體廢物的化學(xué)性質(zhì)信息。

S30，根據(jù)測(cè)定的重金屬化學(xué)形態(tài)結(jié)果計(jì)算PERI生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，并對(duì)固體廢物進(jìn)行長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)試驗(yàn)，獲取固體廢物的浸出毒性信息。

S40，利用構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與計(jì)算方法計(jì)算有色金屬固體廢物的資源、環(huán)境屬性解析值并進(jìn)行判定。

本實(shí)施例中，固體廢物長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)試驗(yàn)旨在模擬固體廢物長(zhǎng)期堆存情況下的性質(zhì)變化及其可能帶來(lái)的環(huán)境危害，將待測(cè)固體廢物在室溫條件下儲(chǔ)存，分別在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前、第1～7天、第14天、第28天、其后的每個(gè)月對(duì)待測(cè)固體廢物測(cè)定浸出毒性，根據(jù)浸出毒性的變化情況評(píng)估固體廢物的長(zhǎng)期環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

本實(shí)施例中，測(cè)定重金屬化學(xué)形態(tài)時(shí)可根據(jù)重金屬元素含量測(cè)定結(jié)果進(jìn)行篩選，若固體廢物中的某元素含量極低(<0.1％)，可不進(jìn)行該元素的化學(xué)形態(tài)測(cè)定，重金屬化學(xué)形態(tài)測(cè)定采取BCR連續(xù)提取法。

本實(shí)施例中，對(duì)待測(cè)固體廢物測(cè)定浸出毒性采用TCLP方法。

本實(shí)施例中，如圖2和圖3所示，采用層次分析法構(gòu)建資源屬性的四層指標(biāo)體系及環(huán)境屬性的三層指標(biāo)體系。

針對(duì)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，需說(shuō)明的是：

本實(shí)施例中，結(jié)合固體廢物綜合利用、冶金環(huán)境工程等領(lǐng)域的22名專(zhuān)家提供的數(shù)據(jù)，通過(guò)AHP層次分析法對(duì)上述指標(biāo)體系中各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行了計(jì)算：

表1資源一級(jí)權(quán)重值計(jì)算結(jié)果

二級(jí)指標(biāo)為化學(xué)性質(zhì)中的Cu、Pb、Zn三種元素，主要考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響，基于指標(biāo)值權(quán)重和為1的基礎(chǔ)之上，根據(jù)各元素的市場(chǎng)價(jià)格確定其權(quán)重。

表2資源二級(jí)權(quán)重值計(jì)算結(jié)果

市場(chǎng)價(jià)格(元/噸)* 權(quán)重W Cu 57550 0.618 Pb 15046 0.161 Zn 20543 0.221

*市場(chǎng)價(jià)格均以2021年1月底價(jià)格為準(zhǔn)。

表3資源三級(jí)權(quán)重值計(jì)算結(jié)果

由表1、表3可知，固體廢物資源屬性解析的一級(jí)指標(biāo)中，化學(xué)性質(zhì)更為重要，三級(jí)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果顯示，各指標(biāo)的影響程度基本一致，其中含量的影響程度略大于其他指標(biāo)。

表4環(huán)境一級(jí)權(quán)重值計(jì)算結(jié)果

表5環(huán)境二級(jí)權(quán)重值計(jì)算結(jié)果

由表4、表5可知，固體廢物環(huán)境屬性解析的一級(jí)指標(biāo)中，浸出毒性的影響更大，二級(jí)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果顯示，各指標(biāo)的影響程度基本一致。

綜上，根據(jù)上述一級(jí)和二級(jí)權(quán)重，按照公式加權(quán)計(jì)算得資源屬性5個(gè)三級(jí)指標(biāo)及環(huán)境屬性4個(gè)二級(jí)指標(biāo)的綜合權(quán)重，其中，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的權(quán)重按不同元素計(jì)入三級(jí)指標(biāo)的計(jì)算。

指標(biāo)綜合權(quán)重匯總?cè)绫?所示，采用的計(jì)算公式來(lái)源于統(tǒng)計(jì)學(xué)中的層次分析法。

示例性地，以四級(jí)指標(biāo)體系為例，假設(shè)指標(biāo)層從上到下分別為總目標(biāo)層、α層、β層、γ層，則該計(jì)算公式包括：

W(γ k)＝w(γ k)w(β j)·w(α i)

式中：w(γ k)——γ層的γ k因素相對(duì)于其上一層次β層的權(quán)重；

w(β j)——γ k所屬的β層因素β j相對(duì)于其上一層次α層的權(quán)重；

w(α i)——β j所屬的α層因素α i相對(duì)于其更上一層次(總目標(biāo)層)的權(quán)重。

表6指標(biāo)綜合權(quán)重匯總表

注：表6中的C1,Cu指代權(quán)利要求書(shū)中的C1 Cu，表6中的其它類(lèi)似表述均可以對(duì)照理解。

結(jié)合指標(biāo)綜合權(quán)重匯總，本實(shí)施例中，最終得到的用于解析固體廢物的方程式如下所示：

其中，各級(jí)指標(biāo)的賦值方法如下：

表7資源屬性指標(biāo)評(píng)價(jià)基準(zhǔn)值

化學(xué)性質(zhì)對(duì)Cu、Pb、Zn三個(gè)元素分別進(jìn)行評(píng)價(jià)后按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)權(quán)重加權(quán)平均。

表8環(huán)境屬性指標(biāo)評(píng)價(jià)基準(zhǔn)值

注：由于各評(píng)價(jià)指標(biāo)在計(jì)量單位和數(shù)值的量級(jí)上存在比較明顯的差異，所以在進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)之前需要對(duì)各類(lèi)指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。

采用相對(duì)化處理辦法，用指標(biāo)的實(shí)際值和比較標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，得出的結(jié)果即為無(wú)量綱化結(jié)果。無(wú)量綱化計(jì)算方法包括：

v i＝x i/x max 正指標(biāo)

v i＝x min/x i 負(fù)指標(biāo)

式中：Vi表示各指標(biāo)的評(píng)價(jià)值(無(wú)量綱化值)；

Xi表示各指標(biāo)的實(shí)際值；

X max表示正指標(biāo)的最大值；如：當(dāng)多個(gè)固體廢物進(jìn)行比較時(shí)，所有固體廢物中待計(jì)算指標(biāo)的最大值；

X min表示負(fù)指標(biāo)的最小值；如：當(dāng)多個(gè)固體廢物進(jìn)行比較時(shí)，所有固體廢物中待計(jì)算指標(biāo)的最小值。

需說(shuō)明的是：

資源屬性中化學(xué)形態(tài)中有效態(tài)的判斷按以下方法進(jìn)行：

(1)若采取BCR連續(xù)提取法進(jìn)行化學(xué)形態(tài)分析，則取酸可溶態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)作為有效態(tài)；

(2)若采取Tesseir連續(xù)提取法進(jìn)行化學(xué)形態(tài)分析，則取交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)態(tài)作為有效態(tài)。

此外，作為對(duì)PERI的進(jìn)一步說(shuō)明：本實(shí)施例中，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)采用潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法(PERI)，結(jié)合連續(xù)浸提形態(tài)分析方法進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)連續(xù)浸提形態(tài)分析方法劃分出重金屬元素的環(huán)境有效態(tài)，在評(píng)價(jià)過(guò)程中以重金屬的環(huán)境有效態(tài)為指標(biāo)，評(píng)價(jià)其中重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，若固體廢物中的某元素含量極低(<0.1％)，可不進(jìn)行該元素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，其污染指數(shù)記為0。計(jì)算表達(dá)式為：

式中：是單個(gè)重金屬的污染指數(shù)；

是單個(gè)重金屬環(huán)境有效態(tài)含量(mg/kg)；

是對(duì)應(yīng)單個(gè)重金屬的參考值(mg/kg)，在此根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量-建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB36600-2018)，取各類(lèi)污染物的篩選值作為參考值；

是單個(gè)重金屬的潛在風(fēng)險(xiǎn)；

是對(duì)應(yīng)單個(gè)重金屬的毒性響應(yīng)因子，該數(shù)據(jù)來(lái)源于PERI方法中的記載；

PERI為多種重金屬的潛在危害指數(shù)總和。

本實(shí)施例還定義了五類(lèi) 值和四類(lèi)PERI值，如表9所示。

表9潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分級(jí)指標(biāo)

作為對(duì)長(zhǎng)期浸出評(píng)價(jià)的進(jìn)一步說(shuō)明：本實(shí)施例中，長(zhǎng)期浸出評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)所有浸出濃度大于《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》(GB 5085.3—2007)中規(guī)定濃度限值的元素進(jìn)行，采用浸出毒性增幅賦值，浸出毒性增幅的計(jì)算方法為：

G2＝max[C i,試驗(yàn)期間最大浸出濃度/C i,原始狀態(tài)]*100-100

即：當(dāng)固體廢物中某一個(gè)或多個(gè)重金屬元素的浸出濃度超過(guò)濃度限值時(shí)，所述固體廢物的毒性增幅的值為：預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，所述固體廢物中，單個(gè)重金屬元素的最大浸出毒性增幅；所述預(yù)設(shè)時(shí)間可以為半年。

其中，以100倍為上限，若增幅大于100倍，則將增幅的數(shù)值記為100倍對(duì)應(yīng)的計(jì)算數(shù)值(100倍增幅不等于100％的增幅，100％的增幅相當(dāng)于1倍增幅，10000％的增幅相當(dāng)于100倍增幅)；若所有元素的浸出濃度均未超過(guò)濃度限值或長(zhǎng)期試驗(yàn)后未增高則記為0。

實(shí)施例2

本實(shí)施例對(duì)象取自湖南某有色金屬冶煉廠(chǎng)全流程，該冶煉廠(chǎng)采用富氧底吹熔煉－P-S轉(zhuǎn)爐吹煉－回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐精煉－電解精煉工藝，是一種典型的有色金屬銅冶煉工藝。

注：本實(shí)施例中所用方法來(lái)源于實(shí)施例1，且本實(shí)施例中，對(duì)于固體廢物是否為塊狀、以及是否存在礦相結(jié)構(gòu)包裹等信息未做具體示出，而是直接以賦值的形式存在于相應(yīng)的表格中；此外，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中未做要求的元素或在相應(yīng)表格中不需額外示出的固體廢物，本實(shí)施例僅在最終的賦值中對(duì)其予以體現(xiàn)。

1、物理性質(zhì)測(cè)定：對(duì)待測(cè)固體廢物進(jìn)行粒度(未示出塊狀物質(zhì))、含水率等測(cè)定，結(jié)果具體如下：

表10有色金屬固體廢物的粒徑分布(μm)

表11固體廢物樣品的含水率(％)

2、化學(xué)性質(zhì)測(cè)定：對(duì)待測(cè)固體廢物進(jìn)行重金屬元素含量、化學(xué)形態(tài)、物相結(jié)構(gòu)等測(cè)定，結(jié)果具體如下：

表12固體廢物樣品的重金屬元素含量(％)

表13固體廢物樣品的重金屬化學(xué)形態(tài)分布(％)

3、計(jì)算PERI生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，并對(duì)固體廢物進(jìn)行長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)試驗(yàn)，獲取固體廢物的浸出毒性信息，結(jié)果具體見(jiàn)下：

表14固體廢物樣品的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

表15固體廢物樣品的浸出毒性變化情況(半年試驗(yàn))

4、利用實(shí)施例1中解析與判定方法包含的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與計(jì)算方法分析有色金屬固體廢物的資源、環(huán)境屬性解析值：

(1)資源指標(biāo)的各項(xiàng)賦值如表16所示：

表16資源指標(biāo)賦值結(jié)果

(2)環(huán)境指標(biāo)的各項(xiàng)賦值如表17所示：

表17環(huán)境指標(biāo)賦值結(jié)果

(3)固體廢物樣品的資源、環(huán)境屬性解析值如表18所示：

表18固體廢物樣品的資源、環(huán)境屬性解析值計(jì)算結(jié)果

(4)將表18分別按照資源屬性解析值、環(huán)境屬性解析值和總體解析值進(jìn)行排序，得到表19、表20和表21。

表19固體廢物樣品的資源、環(huán)境屬性解析值計(jì)算結(jié)果 (按資源屬性解析值排序)

由表19固廢樣品資源屬性解析值的排序結(jié)果可知，熔煉煙塵、吹煉白煙塵、陽(yáng)極渣、渣選廠(chǎng)尾礦的資源屬性解析值較高，說(shuō)明其具有一定資源回收利用價(jià)值；而中和渣、污酸處理石膏渣等資源屬性解析值較低，說(shuō)明其資源回收利用價(jià)值較低。

表20固體廢物樣品的資源、環(huán)境屬性解析值計(jì)算結(jié)果 (按環(huán)境屬性解析值排序)

由表20固廢樣品環(huán)境屬性解析值排序結(jié)果可知，硫化砷渣的環(huán)境屬性解析值明顯高于其他固體廢物，說(shuō)明其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)很大，而廢耐火材料、陽(yáng)極渣、熔煉渣、渣選廠(chǎng)尾礦等環(huán)境屬性解析值較低，說(shuō)明其較為穩(wěn)定。

表21固體廢物樣品的資源、環(huán)境屬性解析值計(jì)算結(jié)果 (按總體解析值排序)

分析表21中的總體解析值可知，廢耐火材料、熔煉渣的總體解析值明顯高于其他固體廢物，說(shuō)明其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較低而具有資源回收利用價(jià)值，硫化砷渣總體解析值明顯小于其他固體廢物，說(shuō)明環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)隱患突出，建議及時(shí)對(duì)其進(jìn)行無(wú)害化處置。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思下，利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍。

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有色冶金固廢資源環(huán)境屬性的解析與判定方法.pdf

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