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)長期浸出毒性評價信息，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)險信息和所述預(yù)設(shè)長期浸出毒性評價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)險信息和所述預(yù)設(shè)長期浸出毒性評價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)險信息中多種重金屬的潛在危險指數(shù)總和PERI獲取所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險賦值G1；根據(jù)所述預(yù)設(shè)長期浸出毒性評價信息中的浸出毒性增幅獲取長期浸出毒性評價賦值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)險賦值G1和所述長期浸出毒性評價賦值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)對所述中位粒徑進(jìn)行無量綱化處理后賦值； 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)對所述固體廢物的含水率進(jìn)行無量綱化處理后賦值； 所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險賦值G1的賦值基準(zhǔn)包括：選取所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險信息中的所述固體廢物中多種重金屬的潛在危險指數(shù)總和PERI，然后按正指標(biāo)對所述多種重金屬的潛在危險指數(shù)總和PERI進(jìn)行無量綱化處理后賦值； 所述長期浸出毒性評價賦值G2的賦值基準(zhǔn)包括：選取所述預(yù)設(shè)長期浸出毒性評價信息中的所述固體廢物的浸出毒性增幅，然后按正指標(biāo)對所述浸出毒性增幅進(jìn)行無量綱化處理后賦值。 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任意一項所述的解析與判定方法，其特征在于，所述無量綱化處理的計算方法包括： 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指數(shù)總和PERI的計算方法包括： ![]()
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式中： ![]()
為單個重金屬的污染指數(shù)； ![]()
為所述化學(xué)形態(tài)信息中單個重金屬環(huán)境有效態(tài)含量(mg/kg)； ![]()
為對應(yīng)單個重金屬的參考值(mg/kg)，根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量-建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB36600-2018)，取各類污染物的篩選值作為所述參考值； ![]()
為單個重金屬的潛在風(fēng)險； ![]()
為對應(yīng)單個重金屬的毒性響應(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重金元素含量<0.1％，則其對應(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濃度限值時，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濃度限值時，所述固體廢物的毒性增幅的值為預(yù)設(shè)時間段內(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，所述固體廢物的毒性增幅記為100倍。
說明書
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)
我國作為世界有色金屬生產(chǎn)第一大國，在銅鉛鋅冶煉工藝過程中會產(chǎn)生大量固體廢物。隨著近年來各項環(huán)保法規(guī)的更新以及發(fā)布實施，我國固體廢物的資源綜合利用與管理進(jìn)入了一個新的高度。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，同時也具有較大的潛在風(fēng)險，因此必須在實現(xiàn)其有價金屬高質(zhì)高值資源化的同時，確保其環(huán)境風(fēng)險最小化，而固體廢物資源屬性、環(huán)境屬性的解析是實現(xiàn)其資源化、無害化的基礎(chǔ)。
為了對資源、環(huán)境屬性的多項指標(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價法、模糊邏輯評價法及層次分析法等。但是，現(xiàn)有研究僅單獨(dú)針對資源利用或風(fēng)險評價進(jìn)行多指標(biāo)評價，未針對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)問題。
為實現(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)長期浸出毒性評價信息，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)險信息和所述預(yù)設(shè)長期浸出毒性評價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)險信息和所述預(yù)設(shè)長期浸出毒性評價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)險信息中多種重金屬的潛在危險指數(shù)總和PERI獲取所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險賦值G1；根據(jù)所述預(yù)設(shè)長期浸出毒性評價信息中的浸出毒性增幅獲取長期浸出毒性評價賦值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)險賦值G1和所述長期浸出毒性評價賦值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)對所述中位粒徑進(jìn)行無量綱化處理后賦值；
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)對所述固體廢物的含水率進(jìn)行無量綱化處理后賦值；
所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險賦值G1的賦值基準(zhǔn)包括：選取所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險信息中的所述固體廢物中多種重金屬的潛在危險指數(shù)總和PERI，然后按正指標(biāo)對所述多種重金屬的潛在危險指數(shù)總和PERI進(jìn)行無量綱化處理后賦值；
所述長期浸出毒性評價賦值G2的賦值基準(zhǔn)包括：選取所述預(yù)設(shè)長期浸出毒性評價信息中的所述固體廢物的浸出毒性增幅，然后按正指標(biāo)對所述浸出毒性增幅進(jìn)行無量綱化處理后賦值。
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，所述無量綱化處理的計算方法包括：
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指數(shù)總和PERI的計算方法包括：
式中： 為單個重金屬的污染指數(shù)； 為所述化學(xué)形態(tài)信息中單個重金屬環(huán)境有效態(tài)含量(mg/kg)； 為對應(yīng)單個重金屬的參考值(mg/kg)，根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量-建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB36600-2018)，取各類污染物的篩選值作為所述參考值； 為單個重金屬的潛在風(fēng)險； 為對應(yīng)單個重金屬的毒性響應(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重金元素含量<0.1％，則其對應(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濃度限值時，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濃度限值時，所述固體廢物的毒性增幅的值為預(yù)設(shè)時間段內(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，所述固體廢物的毒性增幅記為100倍。
進(jìn)一步地，對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的排序相對應(yīng)，對資源環(huán)境屬性高的所述固體廢物進(jìn)行資源化利用，對資源環(huán)境屬性低的所述固體廢物進(jìn)行無害化處理。
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)性地對多類有色冶金固廢進(jìn)行分析，確保實現(xiàn)其有價金屬高質(zhì)高值資源化的同時，使得其環(huán)境風(fēng)險最小化。本發(fā)明通過獲取待測固體廢物的預(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)長期浸出毒性評價信息，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，基于重金屬含量評估其污染程度意義不大，因此，本發(fā)明通過采用所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險信息，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)地評估固體廢物的環(huán)境屬性，采用長期浸出毒性評價信息作為判定指標(biāo)。
此外，通過對粒度信息和含水率信息的進(jìn)行不同標(biāo)準(zhǔn)賦值，對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，對所述生態(tài)環(huán)境風(fēng)險進(jìn)行賦值，對長期浸出毒性評價進(jìn)行賦值，使得本發(fā)明可以呈現(xiàn)出系統(tǒng)性和可計算性；而且，本發(fā)明通過各項賦值和權(quán)重系數(shù)的分析，針對性地構(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。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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)明實施例1中資源屬性的指標(biāo)體系圖；
圖3為本發(fā)明實施例1中環(huán)境屬性的指標(biāo)體系圖。
本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實施方式，參照附圖做進(jìn)一步說明。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施方式中的附圖，對本發(fā)明實施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本發(fā)明的一部分實施方式，而不是全部的實施方式?；诒景l(fā)明中的實施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
需要說明，本發(fā)明實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位置關(guān)系、運(yùn)動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，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該特征。
并且，本發(fā)明各個實施方式之間的技術(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)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應(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)。
實施例1
參考圖1，本實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，對待測固體廢物進(jìn)行粒度、含水率等測定，獲取固體廢物的物理性質(zhì)信息。
S20，對待測固體廢物進(jìn)行重金屬元素含量、化學(xué)形態(tài)、物相結(jié)構(gòu)等測定，獲取固體廢物的化學(xué)性質(zhì)信息。
S30，根據(jù)測定的重金屬化學(xué)形態(tài)結(jié)果計算PERI生態(tài)風(fēng)險指數(shù)，并對固體廢物進(jìn)行長期風(fēng)險評價試驗，獲取固體廢物的浸出毒性信息。
S40，利用構(gòu)建的評價指標(biāo)體系與計算方法計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。
本實施例中，固體廢物長期風(fēng)險評價試驗旨在模擬固體廢物長期堆存情況下的性質(zhì)變化及其可能帶來的環(huán)境危害，將待測固體廢物在室溫條件下儲存，分別在實驗開始前、第1～7天、第14天、第28天、其后的每個月對待測固體廢物測定浸出毒性，根據(jù)浸出毒性的變化情況評估固體廢物的長期環(huán)境風(fēng)險。
本實施例中，測定重金屬化學(xué)形態(tài)時可根據(jù)重金屬元素含量測定結(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)測定，重金屬化學(xué)形態(tài)測定采取BCR連續(xù)提取法。
本實施例中，對待測固體廢物測定浸出毒性采用TCLP方法。
本實施例中，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。
針對指標(biāo)評價體系，需說明的是：
本實施例中，結(jié)合固體廢物綜合利用、冶金環(huán)境工程等領(lǐng)域的22名專家提供的數(shù)據(jù)，通過AHP層次分析法對上述指標(biāo)體系中各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行了計算：
表1資源一級權(quán)重值計算結(jié)果
二級指標(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)各元素的市場價格確定其權(quán)重。
表2資源二級權(quán)重值計算結(jié)果
市場價格(元/噸)* 權(quán)重W Cu 57550 0.618 Pb 15046 0.161 Zn 20543 0.221
*市場價格均以2021年1月底價格為準(zhǔn)。
表3資源三級權(quán)重值計算結(jié)果
由表1、表3可知，固體廢物資源屬性解析的一級指標(biāo)中，化學(xué)性質(zhì)更為重要，三級指標(biāo)計算結(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)境一級權(quán)重值計算結(jié)果
表5環(huán)境二級權(quán)重值計算結(jié)果
由表4、表5可知，固體廢物環(huán)境屬性解析的一級指標(biāo)中，浸出毒性的影響更大，二級指標(biāo)計算結(jié)果顯示，各指標(biāo)的影響程度基本一致。
綜上，根據(jù)上述一級和二級權(quán)重，按照公式加權(quán)計算得資源屬性5個三級指標(biāo)及環(huán)境屬性4個二級指標(biāo)的綜合權(quán)重，其中，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的權(quán)重按不同元素計入三級指標(biāo)的計算。
指標(biāo)綜合權(quán)重匯總?cè)绫?所示，采用的計算公式來源于統(tǒng)計學(xué)中的層次分析法。
示例性地，以四級指標(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)利要求書中的C1 Cu，表6中的其它類似表述均可以對照理解。
結(jié)合指標(biāo)綜合權(quán)重匯總，本實施例中，最終得到的用于解析固體廢物的方程式如下所示：
其中，各級指標(biāo)的賦值方法如下：
表7資源屬性指標(biāo)評價基準(zhǔn)值
化學(xué)性質(zhì)對Cu、Pb、Zn三個元素分別進(jìn)行評價后按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)權(quán)重加權(quán)平均。
表8環(huán)境屬性指標(biāo)評價基準(zhǔn)值
注：由于各評價指標(biāo)在計量單位和數(shù)值的量級上存在比較明顯的差異，所以在進(jìn)行綜合評價之前需要對各類指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理。
采用相對化處理辦法，用指標(biāo)的實際值和比較標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，得出的結(jié)果即為無量綱化結(jié)果。無量綱化計算方法包括：
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)的評價值(無量綱化值)；
Xi表示各指標(biāo)的實際值；
X max表示正指標(biāo)的最大值；如：當(dāng)多個固體廢物進(jìn)行比較時，所有固體廢物中待計算指標(biāo)的最大值；
X min表示負(fù)指標(biāo)的最小值；如：當(dāng)多個固體廢物進(jìn)行比較時，所有固體廢物中待計算指標(biāo)的最小值。
需說明的是：
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PERI的進(jìn)一步說明：本實施例中，環(huán)境風(fēng)險采用潛在生態(tài)風(fēng)險指數(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)，在評價過程中以重金屬的環(huán)境有效態(tài)為指標(biāo)，評價其中重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險，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)險評價，其污染指數(shù)記為0。計算表達(dá)式為：
式中： 是單個重金屬的污染指數(shù)；
是單個重金屬環(huán)境有效態(tài)含量(mg/kg)；
是對應(yīng)單個重金屬的參考值(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)險管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB36600-2018)，取各類污染物的篩選值作為參考值；
是單個重金屬的潛在風(fēng)險；
是對應(yīng)單個重金屬的毒性響應(yīng)因子，該數(shù)據(jù)來源于PERI方法中的記載；
PERI為多種重金屬的潛在危害指數(shù)總和。
本實施例還定義了五類 值和四類PERI值，如表9所示。
表9潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)分級指標(biāo)
作為對長期浸出評價的進(jìn)一步說明：本實施例中，長期浸出評價指標(biāo)對所有浸出濃度大于《危險廢物鑒別標(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，浸出毒性增幅的計算方法為：
G2＝max[C i,試驗期間最大浸出濃度/C i,原始狀態(tài)]*100-100
即：當(dāng)固體廢物中某一個或多個重金屬元素的浸出濃度超過濃度限值時，所述固體廢物的毒性增幅的值為：預(yù)設(shè)時間段內(nèi)，所述固體廢物中，單個重金屬元素的最大浸出毒性增幅；所述預(yù)設(shè)時間可以為半年。
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倍對應(yīng)的計算數(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濃度限值或長期試驗后未增高則記為0。
實施例2
本實施例對象取自湖南某有色金屬冶煉廠全流程，該冶煉廠采用富氧底吹熔煉－P-S轉(zhuǎn)爐吹煉－回轉(zhuǎn)式陽極爐精煉－電解精煉工藝，是一種典型的有色金屬銅冶煉工藝。
注：本實施例中所用方法來源于實施例1，且本實施例中，對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，本實施例僅在最終的賦值中對其予以體現(xiàn)。
1、物理性質(zhì)測定：對待測固體廢物進(jìn)行粒度(未示出塊狀物質(zhì))、含水率等測定，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)測定：對待測固體廢物進(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、計算PERI生態(tài)風(fēng)險指數(shù)，并對固體廢物進(jìn)行長期風(fēng)險評價試驗，獲取固體廢物的浸出毒性信息，結(jié)果具體見下：
表14固體廢物樣品的生態(tài)風(fēng)險評價結(jié)果
表15固體廢物樣品的浸出毒性變化情況(半年試驗)
4、利用實施例1中解析與判定方法包含的評價指標(biāo)體系與計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、陽極渣、渣選廠尾礦的資源屬性解析值較高，說明其具有一定資源回收利用價值；而中和渣、污酸處理石膏渣等資源屬性解析值較低，說明其資源回收利用價值較低。
表20固體廢物樣品的資源、環(huán)境屬性解析值計算結(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，說明其環(huán)境風(fēng)險很大，而廢耐火材料、陽極渣、熔煉渣、渣選廠尾礦等環(huán)境屬性解析值較低，說明其較為穩(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，說明其環(huán)境風(fēng)險較低而具有資源回收利用價值，硫化砷渣總體解析值明顯小于其他固體廢物，說明環(huán)境風(fēng)險隱患突出，建議及時對其進(jìn)行無害化處置。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思下，利用本發(fā)明說明書及附圖內(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
聲明：
“有色冶金固廢資源環(huán)境屬性的解析與判定方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：中南大學(xué)
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