CN103304115B - 一种铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法，属于能源化学领域。该方法以冶金工业中的铜污泥、粉煤灰、贫化电炉渣等为原料，首先将铜污泥、粉煤灰及石灰混合后得到混合物料，然后在混合物料中加入水及絮凝剂制成颗粒，最后将制得的颗粒放入贫化电炉渣中包裹成型制备出人造矿石。通过本发明方法充分利用了冶金行业中的废物资源；解决铜污泥无害化处理的问题，同时可以将电炉贫化渣重新利用，对有害废弃物处理带来了一条新思路。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法，属于能源化学领域。
背景技术
冶金工业在生产过程中产生大量酸性废水。对这类废水目前通常采用石灰中和沉淀处理。使重金属以氢氧化物的形式沉淀析出，产生大量含Cu、As的混合污泥。由于铜污泥中的铜、镍、锌和铬等重金属氢氧化物是一种非稳定状态，如果任意堆放，在雨水淋溶作用下，重金属有可能再溶出而污染土壤或地下水造成环境生态的危害，因此该重金属污泥一般均归为危险废物，因此对铜污泥进行无害化处理与处置具有很现实的意义。
冶金行业每年产生的大量的冶金污泥，国内外对含重金属污泥主要通过水泥、细沙、以及粉煤灰等原料将其固化，此种方法得到的成品增容比较大，增加填埋占地面积。如果将冶金污泥通过电炉贫化渣包裹后填埋既节约了经济成本也减少填埋的数量，为铜污泥的无害化处理开辟一条新的道路。
发明内容
鉴于以上废物资源处理技术的问题及不足，本发明提供了一种铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法，该方法主要以冶金工业铜污泥与电炉渣等为原料，通过混配混磨、制粒、包裹成型等工艺制备得到成品，最终成品可以直接填埋。该方法解决了铜污泥无法随意堆放的问题，以废治废的方法使冶金行业中的废物资源充分得到利用。
一种铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法，其特征在于具体步骤包括如下：
（1）首先将铜污泥自然风干后磨至粒度为100～200目，然后将铜污泥与粉煤灰按照质量百分比60%～85%：15%～40%的比例混合，最后加入上述混合物质量5%～8%的石灰充分混合均匀后，得到混合物料；
（2）向上述步骤得到的混合物料中加入粉煤灰质量17.5%～20%的水，并加入铜污泥与粉煤灰的混合物质量0.010%～0.020%的絮凝剂，混合均匀后制成粒度为8.5mm以下的颗粒；
（3）将步骤（2）制得的颗粒放入温度1050℃～1200℃的贫化电炉渣中使得颗粒表面均匀包裹贫化电炉渣，控制包裹有贫化电炉渣的颗粒粒度为9.6mm以下，然后冷却至室温，即得到人造矿石。
所述步骤（1）中铜污泥包括以下质量百分比的组分：As2.01%～9.44%、Pb0.11%～0.47%、Zn0.35%～3.00%、Cu0.02%～0.08%。
所述步骤(1)中粉煤灰包括以下质量百分比的组分：SiO230.12%～59.47%、Al2O320.47%～27.98%、CaO 2.89%～4.11%；粉煤灰的粒度为Ⅱ级粉煤灰。
所述步骤（2）中絮凝剂为聚丙烯酰胺。
所述步骤（3）贫化电炉渣包括以下质量百分比的组分：Cu7.13%～11.47%、Fe32.23%～40.36%、As0.1%～0.79%。
本发明具有的优点如下：
（1）采用以废治废的方法，以工业污泥和工业废渣为主要原料，充分利用了冶金行业中的废物资源；
（2）利用此方法既解决了铜污泥无害化处理的问题，也避免了污泥固化后膨胀多占用填埋土地的问题；
（3）通过本发明方法制得的产品可直接用于填埋，此方法既满足了废弃物综合利用又节约了成本。
附图说明
图1 是本发明铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图1和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施方式一：如图1铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法的流程示意图所示，其具体步骤为：（1）首先将铜污泥（包括的质量百分比的组分为：As7.58%、Pb0.34%、Zn2.75%、Cu0.06%）自然风干后磨至粒度为100目，然后将铜污泥与Ⅱ级粉煤灰（包括的质量百分比的组分为：SiO240.24%、Al2O325.42%、CaO3.56%）按照质量百分比60%：40%的比例混合，最后加入上述混合物质量5%的石灰混磨25min后，得到混合物料；（2）向上述步骤得到的混合物料中加入粉煤灰质量17.5%的水，并加入铜污泥与粉煤灰的混合物质量0.010%的聚丙烯酰胺絮凝剂，混合均匀后制成粒度为7.0mm的颗粒；（3）将制得的颗粒放入温度1050℃的贫化电炉渣（包括的质量百分比的组分为：Cu9.62%、Fe38.42%、As0.66%）中使得颗粒表面均匀包裹贫化电炉渣，控制包裹有贫化电炉渣的颗粒粒度为9.5mm，然后冷却至室温，即得到外层为贫化电炉渣，内层包裹着以铜污泥为主的混合物料粒的人造矿石。
本实施方式中得到的人造矿石进行砷的浸出，浸出液中砷含量0.03mg/L≤5mg/L，浸出毒性达到国家标准《危险废物鉴别标准—漫出毒性鉴别》(GB115085．3-1996) ，人造矿石使用安全。
实施方式二：如图1铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法的流程示意图所示，其具体步骤为：（1）首先将铜污泥（包括的质量百分比的组分为：As9.44%、Pb0.47%、Zn3.00%、Cu0.08%）自然风干后磨至粒度为200目，然后将铜污泥与Ⅱ级粉煤灰（包括的质量百分比的组分为：SiO259.47%、Al2O327.98%、CaO4.11%）按照质量百分比85%：15%的比例混合，最后加入上述混合物质量8%的石灰混磨35min后，得到混合物料；（2）向上述步骤得到的混合物料中加入粉煤灰质量20%的水，并加入铜污泥与粉煤灰的混合物质量0.020%的聚丙烯酰胺絮凝剂，混合均匀后制成粒度为8.5mm的颗粒；（3）将制得的颗粒放入温度1200℃的贫化电炉渣（包括的质量百分比的组分为：Cu11.47%、Fe40.36%、As0.79%）中使得颗粒表面均匀包裹贫化电炉渣，控制包裹有贫化电炉渣的颗粒粒度为9.5mm，然后冷却至室温，即得到外层为贫化电炉渣，内层包裹着以铜污泥为主的混合物料粒的人造矿石。
本实施方式中得到的人造矿石进行砷的浸出，浸出液中砷含量0.33 mg/L≤5mg/L，浸出毒性达到国家标准《危险废物鉴别标准—漫出毒性鉴别》(GB115085．3-1996) ,人造矿石使用安全。
实施方式三：如图1铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法的流程示意图所示，其具体步骤为：（1）首先将铜污泥（包括的质量百分比的组分为：As2.01%、Pb0.11%、Zn0.35%、Cu0.02%）自然风干后磨至粒度为150目，然后将铜污泥与Ⅱ级粉煤灰（包括的质量百分比的组分为：SiO230.12%、Al2O320.47%、CaO 2.89%）按照质量百分比80%：20%的比例混合，最后加入上述混合物质量7%的石灰混磨30min后，得到混合物料；（2）向上述步骤得到的混合物料中加入粉煤灰质量18%的水，并加入铜污泥与粉煤灰的混合物质量0.015%的聚丙烯酰胺絮凝剂，混合均匀后制成粒度为8.0mm的颗粒；（3）将制得的颗粒放入温度1100℃的贫化电炉渣（包括的质量百分比的组分为：Cu7.13%、Fe32.23%、As0.1%）中使得颗粒表面均匀包裹贫化电炉渣，控制包裹有贫化电炉渣的颗粒粒度为9.5mm，然后冷却至室温，即得到外层为贫化电炉渣，内层包裹着以铜污泥为主的混合物料粒的人造矿石。
本实施方式中得到的人造矿石进行砷的浸出，浸出液中砷含量0.07 mg/L≤5mg/L，浸出毒性达到国家标准《危险废物鉴别标准—漫出毒性鉴别》(GB115085．3-1996) ，人造矿石使用安全。
实施方式四：如图1铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法的流程示意图所示，其具体步骤为：（1）首先将铜污泥（包括的质量百分比的组分为：As9.44%、Pb0.22%、Zn2.08%、Cu0.02%）自然风干后磨至粒度为200目，然后将铜污泥与Ⅱ级粉煤灰（包括的质量百分比的组分为：SiO259.47%、Al2O327.98%、CaO 4.11%）按照质量百分比70%：30%的比例混合，最后加入上述混合物质量8%的石灰混磨30min后，得到混合物料；（2）向上述步骤得到的混合物料中加入粉煤灰质量18.5%的水，并加入铜污泥与粉煤灰的混合物质量0.018%的聚丙烯酰胺絮凝剂，混合均匀后制成粒度为8.0mm的颗粒；（3）将制得的颗粒放入温度1200℃的贫化电炉渣（包括的质量百分比的组分为：Cu9.47%、Fe35.36%、As0.09%）中使得颗粒表面均匀包裹贫化电炉渣，控制包裹有贫化电炉渣的颗粒粒度为9.5mm，然后冷却至室温，即得到外层为贫化电炉渣，内层包裹着以铜污泥为主的混合物料粒的人造矿石。
本实施方式中得到的人造矿石进行砷的浸出，浸出液中砷含量≤0.001mg/L≤5mg/L，浸出毒性达到国家标准《危险废物鉴别标准—漫出毒性鉴别》(GB115085．3-1996) ，人造矿石使用安全。
实施方式五：如图1铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法的流程示意图所示，其具体步骤为：（1）首先将铜污泥（包括的质量百分比的组分为：As9.44%、Pb0.22%、Zn2.08%、Cu0.02%）自然风干后磨至粒度为200目，然后将铜污泥与Ⅱ级粉煤灰（包括的质量百分比的组分为：SiO259.47%、Al2O327.98%、CaO 4.11%）按照质量百分比75%：25%的比例混合，最后加入上述混合物质量8%的石灰混磨25min后，得到混合物料；（2）向上述步骤得到的混合物料中加入粉煤灰质量17.7%的水，并加入铜污泥与粉煤灰的混合物质量0.012%的聚丙烯酰胺絮凝剂，混合均匀后制成粒度为7.5mm的颗粒；（3）将制得的颗粒放入温度1200℃的贫化电炉渣（包括的质量百分比的组分为：Cu9.47%、Fe35.36%、As0.09%）中使得颗粒表面均匀包裹贫化电炉渣，控制包裹有贫化电炉渣的颗粒粒度为9.5mm，然后冷却至室温，即得到外层为贫化电炉渣，内层包裹着以铜污泥为主的混合物料粒的人造矿石。
本实施方式中得到的人造矿石进行砷的浸出，浸出液中砷含量0.008mg/L≤5mg/L，浸出毒性达到国家标准《危险废物鉴别标准—漫出毒性鉴别》(GB115085．3-1996) ，人造矿石使用安全。
实施方式六：如图1铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法的流程示意图所示，其具体步骤为：（1）首先将铜污泥（包括的质量百分比的组分为：As9.44%、Pb0.22%、Zn2.08%、Cu0.02%）自然风干后磨至粒度为200目，然后将铜污泥与Ⅱ级粉煤灰（包括的质量百分比的组分为：SiO259.47%、Al2O327.98%、CaO 4.11%）按照质量百分比85%：15%的比例混合，最后加入上述混合物质量7%的石灰混磨30min后，得到混合物料；（2）向上述步骤得到的混合物料中加入粉煤灰质量20%的水，并加入铜污泥与粉煤灰的混合物质量0.020%的聚丙烯酰胺絮凝剂，混合均匀后制成粒度为7.0mm的颗粒；（3）将制得的颗粒放入温度1200℃的贫化电炉渣（包括的质量百分比的组分为：Cu9.47%、Fe35.36%、As0.09%）中使得颗粒表面均匀包裹贫化电炉渣，控制包裹有贫化电炉渣的颗粒粒度为9.5mm，然后冷却至室温，即得到外层为贫化电炉渣，内层包裹着以铜污泥为主的混合物料粒的人造矿石。
本实施方式中得到的人造矿石进行砷的浸出，浸出液中砷含量0.27mg/L≤5mg/L，浸出毒性达到国家标准《危险废物鉴别标准—漫出毒性鉴别》(GB115085．3-1996) ，人造矿石使用安全。
实施方式七：如图1铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法的流程示意图所示，其具体步骤为：（1）首先将铜污泥（包括的质量百分比的组分为：As9.44%、Pb0.22%、Zn2.08%、Cu0.02%）自然风干后磨至粒度为200目，然后将铜污泥与Ⅱ级粉煤灰（包括的质量百分比的组分为：SiO259.47%、Al2O327.98%、CaO 4.11%）按照质量百分比60%：40%的比例混合，最后加入上述混合物质量8%的石灰混磨30min后，得到混合物料；（2）向上述步骤得到的混合物料中加入粉煤灰质量19%的水，并加入铜污泥与粉煤灰的混合物质量0.010%的聚丙烯酰胺絮凝剂，混合均匀后制成粒度为8.5mm的颗粒；（3）将制得的颗粒放入温度1200℃的贫化电炉渣（包括的质量百分比的组分为：Cu9.47%、Fe35.36%、As0.09%）中使得颗粒表面均匀包裹贫化电炉渣，控制包裹有贫化电炉渣的颗粒粒度为9.5mm，然后冷却至室温，即得到外层为贫化电炉渣，内层包裹着以铜污泥为主的混合物料粒的人造矿石。
本实施方式中得到的人造矿石进行砷的浸出，浸出液中砷含量0.07mg/L≤5mg/L，浸出毒性达到国家标准《危险废物鉴别标准—漫出毒性鉴别》(GB115085．3-1996) ，人造矿石使用安全。
Claims (5)
1.一种铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法，其特征在于具体步骤包括如下：
（1）首先将铜污泥自然风干后磨至粒度为100～200目，然后将铜污泥与粉煤灰按照质量百分比60%～85%：15%～40%的比例混合，最后加入上述混合物质量5%～8%的石灰充分混合均匀后，得到混合物料；
（2）向上述步骤得到的混合物料中加入粉煤灰质量17.5%～20%的水，并加入铜污泥与粉煤灰的混合物质量0.010%～0.020%的絮凝剂，混合均匀后制成粒度为8.5mm以下的颗粒；
（3）将步骤（2）制得的颗粒放入温度1050℃～1200℃的贫化电炉渣中使得颗粒表面均匀包裹贫化电炉渣，控制包裹有贫化电炉渣的颗粒粒度为9.6mm以下，然后冷却至室温，即得到人造矿石。
2.根据权利要求1所述的铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法，其特征在于：所述步骤（1）中铜污泥包括以下质量百分比的组分：As2.01%～9.44%、Pb0.11%～0.47%、Zn0.35%～3.00%、Cu0.02%～0.08%。
3.根据权利要求1所述的铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中粉煤灰包括以下质量百分比的组分：SiO230.12%～59.47%、Al2O320.47%～27.98%、CaO 2.89%～4.11%；粉煤灰的粒度为Ⅱ级粉煤灰。
4.根据权利要求1所述的铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中絮凝剂为聚丙烯酰胺。
5.根据权利要求1所述的铜污泥转化为人造矿石的无害化处理方法，其特征在于：所述步骤（3）贫化电炉渣包括以下质量百分比的组分：Cu7.13%～11.47%、Fe32.23%～40.36%、As0.1%～0.79%。
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| CN102424511A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-04-25 | 重庆大学 | 一种城市污水厂污泥的固化处理方法 |
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2013
- 2013-06-17 CN CN201310236811.7A patent/CN103304115B/zh active Active
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