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申请/专利权人：夏江(乌兰察布)环保科技有限公司

摘要：本发明提供了一种用于处理炼钢炼铁废料的方法及装置，旨在有效分离和处理废料中的有害成分及可回收金属。首先，废料经过物理预处理，包括粉碎、筛分和磁选，以分离可回收金属和有害成分。随后，对废料施加特制的无机‑有机混合稳定剂进行化学稳定化处理。接下来，利用特定频率和强度的声波处理经化学稳定化处理的废料，以改变有机污染物的结构。然后，通过特定生物酶分解声波处理后的废料中的有机污染物。最后，应用特定微生物菌群通过生物代谢过程回收处理过程中产生的可回收金属。该方法集多种处理技术于一体，既高效又环保，能够实现废料的资源化利用和环境污染的减少。

主权项：1.一种用于处理炼钢炼铁废料的方法，其特征在于，包括：对废料进行物理预处理，以有效分离废料中的可回收金属部分和有害成分，其中，所述物理预处理包括粉碎、筛分和磁选的操作；对经过物理预处理的废料施加特制的无机-有机混合稳定剂，进行化学稳定化处理，所述无机-有机混合稳定剂专门针对废料中的重金属和包括多环芳烃在内的有机污染物，以减少在环境中的溶出和迁移，其中，所述无机-有机混合稳定剂包括改性的黏土矿物和生物基聚合物，所述改性的黏土矿物用于与重金属反应形成不溶性化合物，所述生物基聚合物用于封装有机污染物，形成稳定的复合物，所述生物基聚合物包括改性淀粉；利用特定频率和强度的声波进行声波处理，改变经化学稳定化处理的废料中有机污染物的结构；通过特定的生物酶分解声波处理后的废料中的有机污染物；在执行步骤通过特定的生物酶分解声波处理后的废料中的有机污染物之后，应用生物电化学处理技术，利用微生物在特定电场中产生的生物电流来进一步分解有机污染物，从而提高处理效率；利用特定的微生物菌群，通过生物代谢过程，将处理过程中产生的可回收金属进行回收；其中，所述无机-有机混合稳定剂的制备方法包括：（a）准备改性黏土矿物，包括以下子步骤：选择蒙脱石作为黏土矿物基质，并进行基本清洗和烘干，以去除表面杂质和水分；将干燥的蒙脱石浸泡在浓度为5%的盐酸溶液中，并在60°C下持续反应3小时，以增加阳离子交换能力；使用去离子水彻底洗涤并在80°C条件下烘干；将烘干后的蒙脱石浸泡在含0.1M硫酸铜溶液中，持续搅拌24小时，进行离子交换处理；再次用去离子水清洗并在80°C下烘干，得到改性的蒙脱石；（b）制备生物基聚合物，包括以下子步骤：选取干燥的玉米淀粉作为原材料；将玉米淀粉暴露于酸性环境中进行酯化改性，具体包括与乙酸酐按1:0.1的质量比混合，在pH3的条件下在70°C反应4小时；酯化处理后使用去离子水清洗淀粉，并在室温下风干至恒重；将改性淀粉与交联剂环氧氯丙烷按1:0.2的质量比混合，在室温下搅拌6小时以进行交联处理；将交联后的混合物在60°C下烘干24小时，得到交联的改性淀粉；（c）将改性的蒙脱石和交联的改性淀粉按照3:1的质量比进行混合，并在高速搅拌器中搅拌1小时以实现均匀混合；其中，特定频率和强度的声波采用30kHz作为声波频率，选择1.0Wcm²的功率密度作为声波强度；其中，所述通过特定的生物酶分解声波处理后的废料中的有机污染物，包括：选择辣根过氧化物酶用于氧化多环芳烃；按0.75毫克毫升的浓度将所选酶配制在pH7.5的磷酸盐缓冲溶液中，并将酶溶液的温度控制在27摄氏度，以维持酶的稳定性和活性；将配制好的酶溶液均匀加入到经过声波处理的废料中，确保完全混合；在温度为27摄氏度，pH值7.5的环境下，持续搅拌废料和酶溶液，持续时间设定为6小时，以实现有机污染物的有效分解；其中，所述利用特定的微生物菌群，通过生物代谢过程，将处理过程中产生的可回收金属进行回收，包括：选择硫杆菌用于在金属表面形成生物膜并促进其生物转化的微生物菌群；将选定的微生物与处理后的废料按1:5的比例混合，放入生物反应器中，其中，所述生物反应器设置为温度控制在30°C，pH值控制在7.0；持续培养24至48小时，以使微生物充分生长并在金属表面形成生物膜；在生物代谢过程完成后，通过过滤和离心的方法收集生物反应器中的金属；其中，在声波处理的过程中，执行自适应声波调谐算法，对于声波的频率和强度进行优化，所述自适应声波调谐算法包括如下步骤：测量废料中有机污染物的浓度，废料的平均粒径大小以及废料的硬度指数；根据如下公式计算声波的优化频率： ；其中，、和是基于实验数据确定的常数，用于校准公式以符合实际的声波处理效果；根据如下公式计算声波的优化强度： ；其中，是废料的总表面积，可以通过废料的总体积和粒径大小估算得出；是废料的反应率，可以基于声波处理前后的化学分析得出；、和是基于实验数据确定的常数，用于校准公式以符合实际的声波处理效果。

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