一種利用污泥作為基質(zhì)處理鎳礦石的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用污泥作為基質(zhì)處理鎳礦石的工藝，將污泥經(jīng)過(guò)預(yù)處理后與采集的鎳礦石分別經(jīng)過(guò)干燥→混料→還原→熔融分解后得到鎳鐵合金鐵水，將鎳鐵合金鐵水經(jīng)過(guò)冷卻后生產(chǎn)鎳鐵合金；本發(fā)明通過(guò)污泥作為基質(zhì)對(duì)鎳礦石的中的鎳進(jìn)行處理，能耗低、環(huán)保，單噸產(chǎn)品電耗3000度，相比傳統(tǒng)的鎳礦石處理工藝中其電費(fèi)節(jié)約一半多；同時(shí)100噸污泥于鎳礦石混合原料可生產(chǎn)含的鎳鐵合金11-12噸；由于電耗低，產(chǎn)量相應(yīng)提高，每噸鎳鐵合金的其他費(fèi)用則相應(yīng)減少，大大提高了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
【專利說(shuō)明】—種利用污泥作為基質(zhì)處理鎳礦石的工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生活污泥的再利用領(lǐng)域，尤其涉及一種利用污泥作為原料基質(zhì)的處理鎳礦石的工藝方法。

【背景技術(shù)】
[0002]污泥是污水處理廠對(duì)污水進(jìn)行處理過(guò)程中產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)以及污水表面漂出的浮沫所得的殘?jiān)?。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和城市人口的增加，工業(yè)廢水與生活污水的排放量日益增多，污泥的產(chǎn)出量迅速增加。大量積累的污泥，不僅將占用大量土地，而且其中的有害成分如重金屬、病原菌、寄生蟲(chóng)、有機(jī)污染物及臭氣將成為影響城市環(huán)境衛(wèi)生的一大公害。如何妥善科學(xué)地處理處置污泥是人們?nèi)找骊P(guān)注的課題。
[0003]鎳礦石的處理工藝主要是需要將礦石中的鎳元素提取出來(lái)，同時(shí)將礦石中的其他雜質(zhì)分離出來(lái)，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，需要經(jīng)過(guò)球磨一過(guò)濾一焙燒一還原一熔融等步驟后得到產(chǎn)品，由于本身的成分復(fù)雜，經(jīng)過(guò)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)熔融過(guò)程后，熔融處理的溫度很難把握，較高的熔融溫度使得到的鎳水溶液中容易含有其他的顆粒雜質(zhì)，而較低的熔融溫度則會(huì)導(dǎo)致鎳元素不能完全融化，爐渣中含有較多的鎳元素，造成生產(chǎn)和成本的浪費(fèi)；而污泥本身具有較高的吸附力，同時(shí)在高溫處理下容易吸附鎳礦石中的其他雜質(zhì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種方便污泥的再次利用，節(jié)省成本，提高產(chǎn)率的利用污泥作為原料基質(zhì)的處理鎳礦石的工藝方法。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種利用污泥作為基質(zhì)處理鎳礦石的工藝，將污泥經(jīng)過(guò)預(yù)處理后與采集的鎳礦石分別經(jīng)過(guò)干燥一混料一還原一熔融分解后得到鎳鐵合金鐵水，將鎳鐵合金鐵水經(jīng)過(guò)冷卻后生產(chǎn)鎳鐵合金；其具體的生產(chǎn)工藝如下:I)污泥的預(yù)處理:將從污水處理廠取得的含水污泥經(jīng)過(guò)過(guò)濾操作，濾除污泥中的大顆粒固定顆粒，取得顆粒粒徑為0.05~0.3cm的污泥顆粒進(jìn)行物理沉降操作，沉降操作完成后，抽走上層污水，預(yù)留下層污泥待用；
2)干燥:將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的污泥和鎳礦石分別投入到干燥窯中進(jìn)行干燥，干燥溫度700~850°C，干燥過(guò)程中分別測(cè)得其含水量，當(dāng)污泥和鎳礦石的含水量為15%~22%時(shí)，停止干燥操作；
3)混料:將干燥完成后的污泥和鎳礦石投入料倉(cāng)中進(jìn)行混合，混合的過(guò)程中，向料倉(cāng)中投入焦炭和含鎳的氧化鐵廢料，其中各組分的重量百分比為污泥46%~50%，鎳礦38%，焦炭5%~8%，余量為含鎳的氧化鐵廢料，混合攪拌3~4h ; 4)還原:將混合后的混料經(jīng)過(guò)皮帶輸送機(jī)輸送至回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原操作，還原溫度900~1000°C，還原操作6~8h，5)熔融分解:將還原完成的產(chǎn)品投入到全封閉熔焚爐進(jìn)行熔融分解操作，熔融分解溫度1550~1600°C，熔融分解4~5h，熔融分解后分離出鎳鐵合金鐵水和爐渣。
[0006]本發(fā)明所述的混料工藝中加入的含鎳氧化鐵為市售的含鎳氧化鐵皮，所述含鎳氧化鐵皮中的鎳的質(zhì)量百分比為2%~4% ;通過(guò)往鎳礦石中加入少量的鐵元素，形成的鎳鐵合金提高了整體熔融點(diǎn)，方便鎳礦石中鎳元素與其他雜質(zhì)的熔融分離，同時(shí)配合污泥的吸附作用，方便吸附其他未熔融的顆粒雜質(zhì)。
[0007]本發(fā)明所述的熔融分解過(guò)程后，得到的爐渣經(jīng)過(guò)高壓水沖擊，使其水淬?；?jīng)渣溝水力輸送到渣池沉淀，沉淀完成后的產(chǎn)品作為生產(chǎn)水泥的原料；污泥與鎳礦石中的顆粒雜質(zhì)的相結(jié)合，形成的了生產(chǎn)工業(yè)水泥的必要的原料，減少了生產(chǎn)產(chǎn)生的廢料，對(duì)污泥和礦渣達(dá)到了充分的利用，方便產(chǎn)品的連續(xù)化生產(chǎn)，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0008]本發(fā)明所述的熔融分解的過(guò)程中采用連續(xù)化生產(chǎn)的工藝，不斷的投入原料和清理爐渣，單批次產(chǎn)品的熔融分解時(shí)間為3.5~4.5h ;通過(guò)連續(xù)化的生產(chǎn)工藝，節(jié)省能源，通過(guò)熔焚爐的一次開(kāi)爐，可以生產(chǎn)多批次產(chǎn)品，節(jié)省開(kāi)爐和關(guān)爐中不必要的能量浪費(fèi)，節(jié)省企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0009]本發(fā)明所述的混料過(guò)程中，所述的料倉(cāng)中加入攪拌粉碎槳，鎳礦石在經(jīng)過(guò)在混料的過(guò)程中進(jìn)行粉碎處理，混料完成后，將混料經(jīng)過(guò)0.5cm孔徑的篩網(wǎng)進(jìn)行篩選后進(jìn)入下一步的還原操作；通過(guò)粉碎后的鎳礦石才能與其他成分混合充分，提高還原反應(yīng)的反應(yīng)效率，防止較大顆粒的鎳礦石中部的原料無(wú)法得到充分的反應(yīng)，提高整體產(chǎn)品的反應(yīng)效率。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明通過(guò)污泥作為基質(zhì)對(duì)鎳礦石的中的鎳進(jìn)行處理，能耗低、環(huán)保，單噸產(chǎn)品電耗3000度，相比傳統(tǒng)的鎳礦石處理工藝中其電費(fèi)節(jié)約一半多；同時(shí)100噸污泥和鎳礦石混合原料可生產(chǎn)含的鎳鐵合金11-12噸；由于電耗低,產(chǎn)量相應(yīng)提高，每噸鎳鐵合金的其他費(fèi)用則相應(yīng)減少，大大提高了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0012]實(shí)施例1:在一種利用污泥作為基質(zhì)處理鎳礦石的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中:I)污泥的預(yù)處理:將從污水處理廠取得的含水污泥經(jīng)過(guò)過(guò)濾操作，濾除污泥中的大顆粒固定顆粒，取得顆粒粒徑為0.05cm的污泥顆粒進(jìn)行物理沉降操作，沉降操作完成后，抽走上層污水，預(yù)留下層污泥待用；
2)干燥:將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的污泥和鎳礦石分別投入到干燥窯中進(jìn)行干燥，干燥溫度700°C，干燥過(guò)程中分別測(cè)得其含水量，當(dāng)污泥和鎳礦石的含水量為15%時(shí)，停止干燥操作；
3)混料:將干燥完成后的污泥和鎳礦石投入料倉(cāng)中進(jìn)行混合，混合的過(guò)程中，向料倉(cāng)中投入焦炭和含鎳的氧化鐵廢料，其中各組分的重量百分比為污泥46%，鎳礦38%，焦炭5%，余量為11%的含鎳的氧化鐵廢料，混合攪拌3h ； 4)還原:將混合后的混料經(jīng)過(guò)皮帶輸送機(jī)輸送至回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原操作，還原溫度900°C，還原操作6h，5)熔融分解:將還原完成的產(chǎn)品投入到全封閉熔焚爐進(jìn)行熔融分解操作，熔融分解溫度1550°C，熔融分解45h，熔融分解后分離出鎳鐵合金鐵水和爐渣。
[0013]在該批次的生產(chǎn)過(guò)程中，選用的100噸的污泥干礦混料可生產(chǎn)的鎳鐵合金11.6噸。
[0014] 實(shí)施例2:在一種利用污泥作為基質(zhì)處理鎳礦石的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中:I)污泥的預(yù)處理:將從污水處理廠取得的含水污泥經(jīng)過(guò)過(guò)濾操作，濾除污泥中的大顆粒固定顆粒，取得顆粒粒徑為0.3cm的污泥顆粒進(jìn)行物理沉降操作，沉降操作完成后，抽走上層污水，預(yù)留下層污泥待用；
2)干燥:將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的污泥和鎳礦石分別投入到干燥窯中進(jìn)行干燥，干燥溫度850°C，干燥過(guò)程中分別測(cè)得其含水量，當(dāng)污泥和鎳礦石的含水量為22%時(shí)，停止干燥操作；
3)混料:將干燥完成后的污泥和鎳礦石投入料倉(cāng)中進(jìn)行混合，混合的過(guò)程中，向料倉(cāng)中投入焦炭和含鎳的氧化鐵廢料，其中各組分的重量百分比為污泥50%，鎳礦38%，焦炭8%，余量為4%的含鎳的氧化鐵廢料，混合攪拌4h ; 4)還原:將混合后的混料經(jīng)過(guò)皮帶輸送機(jī)輸送至回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原操作，還原溫度1000°C，還原操作8h，5)熔融分解:將還原完成的產(chǎn)品投入到全封閉熔焚爐進(jìn)行熔融分解操作，熔融分解溫度1600°C，熔融分解5h，熔融分解后分離出鎳鐵合金鐵水和爐渣。
[0015]在該批次的生產(chǎn)過(guò)程中，選用的100噸的污泥干礦混料可生產(chǎn)的鎳鐵合金11.3噸。
[0016]實(shí)施例3:在一種利用污泥作為基質(zhì)處理鎳礦石的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中:I)污泥的預(yù)處理:將從污水處理廠取得的含水污泥經(jīng)過(guò)過(guò)濾操作，濾除污泥中的大顆粒固定顆粒，取得顆粒粒徑為0.2cm的污泥顆粒進(jìn)行物理沉降操作，沉降操作完成后，抽走上層污水，預(yù)留下層污泥待用；
2)干燥:將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的污泥和鎳礦石分別投入到干燥窯中進(jìn)行干燥，干燥溫度800°C，干燥過(guò)程中分別測(cè)得其含水量，當(dāng)污泥和鎳礦石的含水量為20%時(shí)，停止干燥操作；
3)混料:將干燥完成后的污泥和鎳礦石投入料倉(cāng)中進(jìn)行混合，混合的過(guò)程中，向料倉(cāng)中投入焦炭和含鎳的氧化鐵廢料，其中各組分的重量百分比為污泥48%，鎳礦38%，焦炭6%，余量為8%的含鎳的氧化鐵廢料，混合攪拌3.5h ; 4)還原:將混合后的混料經(jīng)過(guò)皮帶輸送機(jī)輸送至回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原操作，還原溫度950°C，還原操作7h，5)熔融分解:將還原完成的產(chǎn)品投入到全封閉熔焚爐進(jìn)行熔融分解操作，熔融分解溫度1575°C，熔融分解4.5h，熔融分解后分離出鎳鐵合金鐵水和爐渣。
[0017]在該批次的生產(chǎn)過(guò)程中，選用的100噸的污泥干礦混料可生產(chǎn)的鎳鐵合金12.0噸。
[0018]實(shí)施例4:將本發(fā)明中的生產(chǎn)鎳鐵合金的產(chǎn)量和費(fèi)用與現(xiàn)有技術(shù)中鎳鐵工藝中的鎳鐵合金的產(chǎn)量進(jìn)行比較，結(jié)構(gòu)如下表所示:

【權(quán)利要求】
1.一種利用污泥作為基質(zhì)處理鎳礦石的工藝，其特征在于，將污泥經(jīng)過(guò)預(yù)處理后與采集的鎳礦石分別經(jīng)過(guò)干燥一混料一還原一熔融分解后得到鎳鐵合金鐵水，將鎳鐵合金鐵水經(jīng)過(guò)冷卻后生產(chǎn)鎳鐵合金；其具體的生產(chǎn)工藝如下:I)污泥的預(yù)處理:將從污水處理廠取得的含水污泥經(jīng)過(guò)過(guò)濾操作，濾除污泥中的大顆粒固定顆粒，取得顆粒粒徑為0.05~0.3cm的污泥顆粒進(jìn)行物理沉降操作，沉降操作完成后，抽走上層污水，預(yù)留下層污泥待用； 2)干燥:將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的污泥和鎳礦石分別投入到干燥窯中進(jìn)行干燥，干燥溫度700~850°C，干燥過(guò)程中分別測(cè)得其含水量，當(dāng)污泥和鎳礦石的含水量為15%~22%時(shí)，停止干燥操作； 3)混料:將干燥完成后的污泥和鎳礦石投入料倉(cāng)中進(jìn)行混合，混合的過(guò)程中，向料倉(cāng)中投入焦炭和含鎳的氧化鐵廢料，其中各組分的重量百分比為污泥46%~50%，鎳礦38%，焦炭5%~8%，余量為含鎳的氧化鐵廢料，混合攪拌3~4h ; 4)還原:將混合后的混料經(jīng)過(guò)皮帶輸送機(jī)輸送至回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原操作，還原溫度900~1000°C，還原操作6~8h，5)熔融分解:將還原完成的產(chǎn)品投入到全封閉熔焚爐進(jìn)行熔融分解操作，熔融分解溫度1550~1600°C，熔融分解4~5h，熔融分解后分離出鎳鐵合金鐵水和爐渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用污泥作為基質(zhì)處理鎳礦石的工藝，其特征在于，所述的混料工藝中加入的含鎳氧化鐵為市售的含鎳氧化鐵皮，所述含鎳氧化鐵皮中的鎳的質(zhì)量百分比為2%~4%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的利用污泥作為基質(zhì)處理鎳礦石的工藝，其特征在于，所述的熔融分解過(guò)程后，得到的爐渣經(jīng)過(guò)高壓水沖擊，使其水淬?；?jīng)渣溝水力輸送到渣池沉淀，沉淀完成后的產(chǎn)品作為生產(chǎn)水泥的原料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用污泥作為基質(zhì)處理鎳礦石的工藝，其特征在于，所述的熔融分解的過(guò)程中采用連續(xù)化生產(chǎn)的工藝，不斷的投入原料和清理爐渣，單批次產(chǎn)品的熔融分解時(shí)間為3.5~4.5h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用污泥作為基質(zhì)處理鎳礦石的工藝，其特征在于，所述的混料過(guò)程中，所述的料倉(cāng)中加入攪拌粉碎槳，鎳礦石在經(jīng)過(guò)在混料的過(guò)程中進(jìn)行粉碎處理，混料完成后，將混料經(jīng)過(guò)0.5cm孔徑的篩網(wǎng)進(jìn)行篩選后進(jìn)入下一步的還原操作。
【文檔編號(hào)】C22B5/10GK104164566SQ201410354647
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】徐榮軍 申請(qǐng)人:泰州明鋒資源再生科技有限公司