一種利用不銹鋼熔渣處理重金屬污泥的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用不銹鋼熔渣處理重金屬污泥的方法，包括干化破碎、配料混合、壓制成型、烘干、罐底鋪料、熔煉還原、氣體凈化、熔渣處理、金屬回收等步驟，將重金屬污泥通過前期處理后，配以一定比例的配料，將污泥團塊作為鋪底料，置入不銹鋼熔渣渣罐內(nèi)，對污泥團塊進行無害化處理。本發(fā)明利用不銹鋼熔渣產(chǎn)生量大、溫度高，顯熱資源豐富的特點，用其處理重金屬污泥，實現(xiàn)危險成分無害化、有價物質(zhì)資源化，是跨行業(yè)的新嘗試，可有效利用余熱資源，實現(xiàn)以廢治廢。
【專利說明】一種利用不銹鋼熔渣處理重金屬污泥的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)危險廢物處理與綜合利用領域，尤其涉及一種利用處理重金屬污泥的方法。

【背景技術】
[0002]重金屬廢水來源廣、種類多，其處理工藝可歸納為化學法、物理法、物理化學法和生化法。以石灰乳為主要藥劑的化學中和沉淀法，因工藝路線成熟、廢水處理成本低、維護管理方便、自動化程度高等特點，在國內(nèi)外應用廣泛，但由此產(chǎn)生的超量重金屬污泥，一直都是工業(yè)企業(yè)的環(huán)保重點和難點。
[0003]分析表明，經(jīng)板框壓濾、真空過濾、隔膜壓榨等固液分離設施之后的重金屬污泥含水率50?75%，Cr、N1、Zn、Pb、Fe、Cu、Ag、Cd等金屬氧化物總含量2?15%，硫酸鈣、氟化鈣、氯化鈣含量10?30%，其他水溶性鹽類及雜質(zhì)含量5%左右。重金屬污泥顆粒較細、成分復雜、浸出毒性高、污染物含量波動大，被歸屬為危險廢物(國家危險廢物名錄HW17和HW21)，處理不慎會引起有害金屬對土壤和水源的二次污染，常需高價外委有資質(zhì)的企業(yè)妥善處置。
[0004]為減輕或消除重金屬污泥的危害，回收利用其中的有價資源，避免再利用過程中的二次污染，國內(nèi)外學者參照電鍍污泥、含鉻污泥的處理和利用經(jīng)驗，在污泥固化/ 穩(wěn)定化(CN1631940A、CN101863516A、CN101921090A、CN102514079A 等)、濕法提取金屬(CN101235439A、CN101618892A 等)、微生物馴化浸出(CN102690956A、CN102719657A、CN101708936A等)、焙燒還原制備合金(CN1733628A、CN1312391A等)、制備鉻系產(chǎn)品(CN102625777A 等)、摻作建材(CN101830681A、CN102414141A、CN102249730A 等)或化工原料(CN102491640A 等)、堆肥農(nóng)用(CN101274861 等)、用于水泥生產(chǎn)(CN101475325A、CN102701549A 等)、冶金回用(CN101805827A 等)、安全處置(CN201560162U、CN102285743A、CN102583920A等)等方面做了很多有益的探索，但都在一定程度上存在摻量小、適用性差、重金屬回收率低、工藝流程復雜、設備投資或運行費用高、利用過程能耗高或易引起二次污染等問題。
[0005]迄今為止，對于量大面廣、危害性和資源性共存的重金屬污泥，較大宗的利用途徑還是燒磚或用作水泥摻料，但由于重金屬污泥中氟、氯等易揮發(fā)性物質(zhì)含量較高，在高溫條件下，氟、氯會以HF、SiF4、HCl等氣態(tài)物形式逸出，不僅腐蝕設備、導致窯口結(jié)圈，還會危害周圍環(huán)境，甚至會導致附近地區(qū)蠶桑業(yè)減產(chǎn)。同時，污泥摻量超過2%時，因摻燒危險廢物給水泥或磚瓦使用過程中帶來的環(huán)境安全性風險有待進一步評估。
[0006]綜上所述，重金屬污泥產(chǎn)量大、成分復雜、危害嚴重，國內(nèi)外尚無妥善安全又經(jīng)濟實用的利用途徑，同時，污泥中含有多種金屬成分(如鉻、鎳、銅、鉛、鐵、鋅等)和非金屬成分(如氟化鈣、硫酸鈣、碳酸鈣、氯化鈣等)，本身是一種廉價的可再生資源。鑒于我國金屬資源短缺，如何有效地減排及回收利用重金屬污泥中的鉻、鎳等重金屬，防治污泥對環(huán)境污染問題己引起人們的極大關注。
[0007]另一方面，在不銹鋼企業(yè)冶煉過程中，冶煉熔渣溫度高達1600°C，產(chǎn)生量約占鋼產(chǎn)量的20?30%，顯熱資源十分豐富，常規(guī)的不銹鋼熔渣處理工藝，如“空冷+噴淋/浸泡/熱潑”等，未能有效利用寶貴的顯熱資源。
[0008]反觀重金屬污泥處理應用較多的高溫焙燒工藝，不僅需要耗能加溫，以確保污泥中鉻、鎳、銅、鉛、鐵、鋅等重金屬的徹底還原和無害化處置，還要配備構造復雜、投資和運行費用昂貴的熔煉爐(CN102433437A、CN101376926A等)，若能利用不銹鋼熔渣顯熱和現(xiàn)有的渣罐設備，開發(fā)一種重金屬污泥高溫處理工藝，則兼具熔渣余熱利用、有價物質(zhì)回收、污染徹底消除、處理成本低廉等優(yōu)點，堪稱借鑒傳統(tǒng)危險廢物無害化和資源化經(jīng)驗，又結(jié)合污泥成分和鋼鐵工業(yè)本身特點，走出的一條新路。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種重金屬污泥資源化及無害化的處理工藝，克服現(xiàn)有工藝處理量小、適用性差、重金屬回收率低、工藝流程復雜、設備投資或運行費用高、利用過程能耗高、無害化不徹底易引起二次污染等缺陷。
[0010]本發(fā)明的技術方案是，一種利用不銹鋼熔渣處理重金屬污泥的方法，包括以下步驟:
[0011](I)干化粉碎:重金屬污泥經(jīng)固液分離、自然干化后，至含水率降至50?65%，粉碎破篩，備用；
[0012](2)配料混合:將上述粉碎后的重金屬污泥與含碳粉末、含鈣熔劑、含硅粘結(jié)劑配料和/或含重金屬工業(yè)廢料按比例混合均勻；所述重金屬污泥與含碳粉末、含鈣熔劑、含硅粘結(jié)劑的重量比例為50?100:30?80:10?50:10?50 ;所述重金屬工業(yè)廢料為廢油泥和脫硫灰，所述重金屬污泥與廢油泥、脫硫灰的重量比例為50?100:1?20:1?20 ;
[0013](3)壓制成型:將混勻的配料壓制成團塊；
[0014](4)烘干:將上述團塊進一步烘干；
[0015](5)罐底鋪料:將污泥團塊作為鋪底料，置入不銹鋼熔渣渣罐內(nèi)；所述污泥團塊占混合后污泥團塊與不銹鋼熔渣總重量的0.5%?15% ；
[0016](6)熔煉還原:借助高溫不銹鋼熔渣的熱量，對污泥團塊進行熔煉還原；
[0017](7)氣體凈化:尾氣凈化處理，去除粉塵、鹵化物等污染物后排放；
[0018](8)熔渣處理:熔渣溫度降至1000?1200°C后，高溫反應結(jié)束，按原有措施處理熔渣；
[0019](9)金屬回收:經(jīng)高溫熔煉還原處理，污泥團塊中的絕大部分金屬元素進入液態(tài)合金鐵水中，經(jīng)合金口放出后，作為合金渣鋼全量回收利用。
[0020]所述重金屬污泥,為來自鋼鐵、化工、石化、有色、電鍍、有色冶金、金屬加工、機械制造等行業(yè)石灰乳-化學沉淀工藝處理重金屬廢水的副產(chǎn)物的一種或幾種。污泥經(jīng)板框壓濾、隔膜壓榨、真空壓濾等機械固液分離設施后，可采取棚內(nèi)或庫內(nèi)自然堆存干化，至含水率降至50?65%，粉碎破篩，備用；
[0021]根據(jù)重金屬污泥來源及性質(zhì)不同，當其自然干化至含水率為50?65%時，外表較為堅硬，方便輸送、存儲、破碎和后續(xù)混合。含水率太高，濕粘不成形，粉碎破篩過程不順，造成粘附設備或堵料；含水率太低，一則熱干化成本高，二則含水率過低時，粉碎破篩時會產(chǎn)生粉塵二次污染。
[0022]所述的含碳粉末，在后續(xù)熔煉還原工藝中作為還原劑，確保污泥中金屬(Cr、N1、Fe等)高溫下的還原率。上述含碳粉末可以為煤粉，也可用焦粉或碳粉，具體添加比例根據(jù)污泥中金屬成分及含量而定。
[0023]所述含鈣熔劑，在后續(xù)熔煉還原工藝中作為熔劑，確保污泥液相成渣過程順利進行，并控制含氟氣體的揮發(fā)。此外，在污泥配料壓塊中，含鈣熔劑(比如生石灰)還可起到吸收毛細水分、降低污泥團塊含水率和粘結(jié)劑的作用。含鈣熔劑可以為生石灰，也可用石灰石、白云石，具體添加比例根據(jù)污泥含水率和成分而定。
[0024]所述含硅粘結(jié)劑，在污泥配料壓塊中起到增加冷態(tài)強度、吸收水分和輔助成型的作用。含硅粘結(jié)劑可以選用水泥，也可用膨潤土、凹凸棒土、粉煤灰，添加比例根據(jù)污泥含水率和生球強度要求而定。
[0025]所述的廢油泥，為廢潤滑油自然沉降或精制再生后的底泥。固相含量在20%以上，呈粘稠狀，色澤深、油分大、重金屬含量高，是一種難以利用的工業(yè)危險廢物；廢油泥作為污泥團塊配料，具有貢獻熱值和金屬元素、粘合團塊、調(diào)節(jié)水分和輔助團塊成型等作用，在高溫熔渣中資源化利用的同時，也實現(xiàn)了自身的無害化。廢油泥的添加比例，根據(jù)廢油泥成分、污泥含水率和生球強度要求而定。
[0026]所述脫硫灰為燃煤電廠或鋼鐵企業(yè)燒結(jié)工序煙氣干法/半干法脫硫工藝的副產(chǎn)物。主要成分為 CaS03.1/2H20、CaS04.2H20、CaC03、f_CaO、Ca (OH) 2 和少量飛灰等雜質(zhì)，堿性高、成分復雜、穩(wěn)定性差、利用難度大，給下游資源利用企業(yè)帶來沉重負擔。脫硫灰作為污泥團塊配料，具有吸收水分、提供鈣源和金屬元素、增加團塊生球強度等作用，在高溫熔渣中資源化利用的同時，也實現(xiàn)了自身的無害化。脫硫灰的添加比例，根據(jù)其成分、污泥含水率、生石灰添加比例和生球強度要求等因素而定。
[0027]步驟(3)的壓制成型中，壓制成型過程，可采取對輥機擠壓(壓力為2000?4000N)，如依托鋼鐵廠現(xiàn)有的型煤加工裝置，其強度應能滿足運輸、傾卸、烘干和堆存過程中不破碎、無裂縫的要求。
[0028]所述烘干過程，熱源可引自熔煉還原過程回收高溫氣體的余熱，如該煙氣熱量不夠，也可采取外部供熱。
[0029]步驟(6)中，不銹鋼熔渣的溫度高達1600°C，常規(guī)處理過程是用渣罐將熔渣承接后，拖至渣場進行濕式處理，整個運輸過程約10?30min，本工藝正好利用了這段時間，對污泥團塊進行高溫(1200?1600°C)熔煉還原處理。
[0030]熔煉還原是本工藝的核心步驟，重金屬污泥中的金屬元素(以二價的Me表示)在渣罐內(nèi)，連續(xù)發(fā)生氫氧化物熱分解(Me(0H)2=Me0+H20)、氧化物還原(Me0+C0=Me+C022Me0+C=2Me+C02)和造渣反應(Me0+Si02=Me0 *Si022Me0+Si02=2Me0 *Si02MeO+Me’ 0+Si02=Me0 ?Me' 0 6102)。在熔煉還原過程中，污泥團塊被熔洛迅速加熱至1200°C以上，并保持10?30min，在此期間，絕大部分鉻、鎳、鐵等金屬經(jīng)高溫還原后進入不銹鋼合金鐵水中，90%以上的鈣、硅、磷、硫等無機物進入渣相，HF、HC1、SiF4、ZnO、PbO、Na20、K20等低熔點物質(zhì)等揮發(fā)性氣體和粉塵進入高溫氣體中，污泥團塊中的有害物質(zhì)在高溫條件下同時實現(xiàn)資源化和無害化。
[0031]以鉻為例，進一步闡述污泥團塊在熔渣渣罐內(nèi)資源化和無害化的過程:發(fā)明人之前的研究成果表明(CN101805827A)，在冶煉強還原條件下，約有90%的鉻進入鐵水、10%以下進入爐渣，進入爐渣的少量鉻只能以三價存在，不會引起二次污染。具體鉻在渣、鐵中的分配比例同爐渣成分、鐵水成分以及渣鐵溫度有關，當鉻含量過高，有可能還會影響爐渣的性能；而當污泥球團添加量小于15%時，對爐渣不會造成影響。同時，鑒于本工藝依托現(xiàn)有的不銹鋼冶煉出渣工藝，極少量的Cr、Ni進入渣中，更不會對鐵水及渣性產(chǎn)生根本影響。從消納處理和安全處置重金屬污泥的角度來說，這是一條合適的途徑。
[0032]為縮短高溫熔煉還原時間，也可在渣罐內(nèi)增加空氣攪拌設施，促使三相徹底反應，但通入的空氣量應適量。過大會引起熔渣降溫，過小沒有攪拌作用。
[0033]步驟(7)中，所述氣體凈化，是對干燥機出來的煙氣，采取機械除塵、布袋除塵、堿液吸收、脫臭中的一種及其組合，進行凈化后，由煙囪排出。
[0034]步驟(8)中，熔渣處理的原有設施，包括空冷+噴淋、空冷+熱潑、空冷+浸泡等。熔渣處理后，可以進一步采用冷渣利用。冷渣利用:檢測冷渣成分，尤其是浸出毒性，以確定是否屬于危險廢物；若主要金屬元素(如鉻、鉛、鎳、銅、鋅、鎘、砷、銀等)的浸出毒性低于國標(GB5085.3-2007)，本工藝產(chǎn)生的不銹鋼鋼渣可依循原有的利用模式，如磁選后尾渣開發(fā)生產(chǎn)復合水泥與混凝土添加劑，用作道路建筑材料、浙青混凝土、水泥混凝土、水泥制品等。經(jīng)特殊處理后，還可作高附加值產(chǎn)品的添加劑，如除銹噴砂、橡膠填充料、水泥填充料、浙青填充料，農(nóng)用土壤改良劑和肥料添加劑等。
[0035]本工藝中，因季節(jié)溫差、工序銜接、組織調(diào)度等因素，如不銹鋼熔渣降溫較快，為確保降溫后的熔渣仍可從渣罐倒出(進入常規(guī)的渣處理工序)，渣罐內(nèi)鋪底的污泥團塊可減少置入量，或采取一次性鋪底，多罐高溫還原，直至污泥團塊全部消融。
[0036]本工藝中，為收集氣體、傾倒熔渣或合金鐵水方便，選擇了不銹鋼熔渣渣罐作為高溫還原裝置。也可因地制宜，以渣盤、淺盤代替渣罐(污泥球團仍作鋪底料)，但操作過程可能會形成逸散性揚塵或高溫煙霧，給現(xiàn)場環(huán)境管理帶來不便。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的一種利用不銹鋼熔渣處理重金屬污泥的方法，優(yōu)選的是，步驟(2)所述混合過程，采取雙軸螺旋攪拌機強力混碾方式.
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一種利用不銹鋼熔渣處理重金屬污泥的方法，優(yōu)選的是，步驟(7)所述氣體凈化處理中，熔煉還原產(chǎn)生的高溫氣體回用于污泥團塊的烘干過程。
[0039]上述高溫氣體回用于烘干過程中采用氣體余熱回收裝置，氣體余熱回收裝置可以為負壓密閉罩式結(jié)構，置于熔渣渣罐上方，可及時將高溫煙氣引至污泥團塊烘干系統(tǒng)。
[0040]余熱回收為間接、直接或組合式換熱方式之一；可采取空心槳葉干燥機、帶式干燥機、立式多盤干燥機、圓盤干燥機中的一種。
[0041 ] 在一個優(yōu)選的實施方案中，所述含碳粉末選自煤粉、焦粉、碳粉中的一種或一種以上。
[0042]在一個優(yōu)選的實施方案中，所述含I丐熔劑選自生石灰、石灰石、白云石中的一種或一種以上。
[0043]在另一個優(yōu)選的實施方案中，所述含硅粘結(jié)劑選自水泥、膨潤土、凹凸棒土、粉煤灰中的一種或一種以上。
[0044]優(yōu)選的是,步驟(3)所述污泥團塊大小為5?50mm。本工藝中，污泥團塊大小為5?50mm，形狀不限，可為球狀、條狀、橢圓狀或塊狀之一；粒徑小于5mm，轉(zhuǎn)運、烘干過程中易產(chǎn)生粉塵；粒徑大于50rnm,則影響洛罐內(nèi)傳質(zhì)、傳熱和反應速度。
[0045]優(yōu)選的是，步驟(4)將污泥團塊烘干至含水率為8?33wt%。
[0046]進一步地，步驟(4)將污泥團塊烘干至含水率為10?30wt%。
[0047]本發(fā)明的有益效果是:
[0048](I)不銹鋼熔渣產(chǎn)生量大、溫度高，顯熱資源豐富，用其處理重金屬污泥，實現(xiàn)危險成分無害化、有價物質(zhì)資源化，是跨行業(yè)的新嘗試，可有效利用余熱資源，實現(xiàn)以廢治廢。
[0049](2)本工藝可利用不銹鋼企業(yè)現(xiàn)有渣罐設備、混合壓塊設備和渣處理流程，無需建設專門的冶煉車間和冶煉裝置，操作簡單，工藝流程短、金屬回收率高、投資和運行費用低，污泥處理量大、易于工業(yè)化推廣，可就地處置各種重金屬污泥，且對不銹鋼鋼渣性能和后續(xù)利用不產(chǎn)生較大影響，是危險廢物資源化和無害化的有效方法。
[0050](3)在高溫還原條件下，重金屬污泥中的金屬元素、無機組分和可燃組分，可充分發(fā)生物理化學反應，參與熟料礦物的合成，而其中雜質(zhì)金屬及氟元素等有害組分也能夠固溶于熟料礦物結(jié)構和高溫液相中，實現(xiàn)穩(wěn)定的固化。
[0051](3)鉻、鎳、鐵等金屬元素進入不銹鋼鐵水中，是對鐵水合金質(zhì)量的有益補充，因此本工藝適用性強，除可處理不銹鋼冷軋污泥、碳鋼冷軋污泥、特鋼冷軋污泥、電鍍污泥、有色冶金污泥、線路板污泥、廢油泥、脫硫灰等含重金屬廢物，還可同時消納一般工業(yè)廢物，使其轉(zhuǎn)化為資源化利用價值較大、適用范圍較廣的不銹鋼鋼渣。
[0052](4)廢油泥固相含量高、粒細粘稠、色澤深、油分大、重金屬成分復雜是一種難以利用的工業(yè)危險廢物；而將廢油泥作為污泥團塊配料，不僅可貢獻熱值和金屬元素，還有粘合團塊、調(diào)節(jié)水分和輔助團塊成型等作用。因此，本工藝可有效實現(xiàn)廢油泥的無害化和資源化。
[0053](5)脫硫灰堿性高、成分復雜、穩(wěn)定性差、利用難度大，將其作為污泥團塊配料，可發(fā)揮其吸收水分、提供鈣源和金屬元素、增加團塊生球強度等作用，有效實現(xiàn)危險廢物的無害化和資源化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0054]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0055]實施例1
[0056]重金屬污泥來自于不銹鋼冷軋廢水處理站，為石灰乳-化學沉淀工藝處理冷軋廢水的副產(chǎn)物(簡稱冷軋污泥)，冷軋污泥經(jīng)板框壓濾后，堆存于基底防滲、通風良好的倉庫內(nèi)，該污泥典型化學組分為:Cr (0.5?5%)、Ni (0.1?1.0%)、Zn (0.05?0.5%)、Pb(0.05 ?0.5%)、Fe (10 ?25%)、CaS04 (5 ?25%)、CaF2 (5 ?15%)、CaC12 (I ?5%)，其他(5?10%)，重金屬污泥顆粒較細、成分復雜、浸出毒性高、被歸屬為危險廢物(國家危險廢物名錄HW17和HW21)，需外委有資質(zhì)的企業(yè)妥善處置。
[0057]如圖1所示，冷軋污泥自然干化至含水率55%時，粉碎破篩，與煤粉、生石灰、水泥、廢油泥、脫硫灰，按比例(冷軋污泥50%，煤粉15%，生石灰10%，水泥10%，廢油泥10%，脫硫灰5%)，采用雙軸螺旋攪拌機混合均勻。
[0058]將混勻配料，采取對輥機擠壓(壓力為2000?4000N)成型，得到粒度長徑50mm，短徑30mm的橢球團塊，將該橢球污泥團塊進一步烘干至含水率為20% ;烘干需要的熱源引自熔煉還原過程回收高溫氣體的余熱。
[0059]將烘干后的污泥團塊，按照5%的比例，約1.5t置入不銹鋼熔渣渣罐底部。
[0060]不銹鋼轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，出渣溫度1600°C左右，渣罐容積17?18m3，實際裝載量約30t，污泥團塊在渣罐內(nèi)被熔渣迅速加熱至1200°C以上，在20min內(nèi)歷經(jīng)氫氧化物熱分解、氧化物還原和造渣等系列反應，絕大部分鉻、鎳、鐵等金屬經(jīng)高溫還原后進入不銹鋼合金鐵水中，90%以上的鈣、硅、磷、硫等無機物進入渣相，HF、HCl、SiF4、ZnO、PbO、Na20、K20等低熔點物質(zhì)等揮發(fā)性氣體和粉塵進入高溫氣體中，污泥團塊中的有害物質(zhì)在高溫條件下同時實現(xiàn)資源化和無害化。
[0061]熔煉還原產(chǎn)生的高溫氣體，通過置于熔渣渣罐上方的負壓密閉罩式結(jié)構引至污泥團塊烘干系統(tǒng)，余熱回收采取帶式干燥機直接加熱方式；帶式干燥機出來的煙氣，采取“旋風除塵+堿液吸收”的方式，凈化后由煙囪排出。
[0062]熔渣溫度降至約1100°C時，高溫反應結(jié)束，熔渣處理仍采用原有的“空冷+噴淋”進行處理。
[0063]檢測冷渣成分，其主要金屬元素(如鉻、鉛、鎳、銅、鋅、鎘、砷、銀等)的浸出毒性均低于國標(GB5085.3-2007)，這說明本工藝產(chǎn)生的不銹鋼鋼渣可依循原有的建材化利用模式，用作路政材料、混凝土和水泥制品原料。
[0064]經(jīng)高溫熔煉還原處理，污泥團塊中的絕大部分金屬元素(鉻、鎳、鐵的回收率均在90%以上)進入液態(tài)合金鐵水中，經(jīng)合金口放出后,可作為合金洛鋼全量回收利用。
[0065]實施例2
[0066]重金屬污泥來自于電鍍廢水處理過程。污泥自然干化至含水率60%，粉碎破篩，與焦粉、白云石、凹凸棒土、廢油泥、脫硫灰，按重量比例(污泥40%，焦粉15%，白云石15%，凹凸棒土 15%，廢油泥10%，脫硫灰5%)，采用雙軸螺旋攪拌機混合均勻。
[0067]將污泥團塊烘干至含水率為33%。壓制成型工藝中，污泥團塊大小為粒徑15_的球團。
[0068]將烘干后的污泥球團，按照15%的比例(污泥球團占渣罐內(nèi)不銹鋼熔渣和污泥球團總重的比例)，約4.5t置入不銹鋼熔渣渣罐底部。
[0069]其它同實施例1。
[0070]實施例3
[0071 ] 重金屬污泥來自于化工廢水處理過程。污泥自然干化至含水率50%，粉碎破篩，與煤粉、石灰石、膨潤土、廢油泥、脫硫灰，按重量比例(污泥30%，煤粉10%，石灰石25%，膨潤土15%，廢油泥5%，脫硫灰15%)，采用雙軸螺旋攪拌機混合均勻。
[0072]將污泥團塊烘干至含水率為8%。壓制成型工藝中，污泥團塊大小為粒徑20_的球團。
[0073]將烘干后的污泥球團，按照10%的比例(污泥球團占渣罐內(nèi)不銹鋼熔渣和污泥球團總重的比例)，約3t置入不銹鋼熔渣渣罐底部。
[0074]其它同實施例1。
[0075]實施例4
[0076]重金屬污泥來自于有色冶金廢水處理過程。污泥自然干化至含水率55%，粉碎破篩，與焦粉、煤粉、生石灰、粉煤灰、廢油泥、脫硫灰，按重量比例(污泥35%，焦粉10%，煤粉15%，生石灰10%，粉煤灰25%，脫硫灰15%)，采用雙軸螺旋攪拌機混合均勻。
[0077]將污泥團塊烘干至含水率為10%。壓制成型工藝中，污泥團塊大小為粒度長徑50mm,短徑30mm的條狀團塊
[0078]將烘干后的污泥球團，按照0.5%的比例(污泥球團占渣罐內(nèi)不銹鋼熔渣和污泥球團總重的比例)，約0.15t置入不銹鋼熔渣渣罐底部。
[0079]其它同實施例1。
[0080]實施例5
[0081]重金屬污泥來自于金屬加工廢水處理過程。污泥自然干化至含水率60%，粉碎破篩，與焦粉、白云石、膨潤土、粉煤灰，按重量比例(污泥40%，焦粉15%，白云石15%，膨潤土10%，粉煤灰20%)，采用雙軸螺旋攪拌機混合均勻。
[0082]將污泥團塊烘干至含水率為20%。壓制成型工藝中，污泥團塊大小為粒度長徑40mm,短徑20mm的條狀團塊。
[0083]將烘干后的污泥球團，按照8%的比例(污泥球團占渣罐內(nèi)不銹鋼熔渣和污泥球團總重的比例)，約2.4t置入不銹鋼熔渣渣罐底部。
[0084]其它同實施例1。
[0085]本發(fā)明利用不銹鋼熔渣產(chǎn)生量大、溫度高，顯熱資源豐富的特點，用其處理重金屬污泥，實現(xiàn)危險成分無害化、有價物質(zhì)資源化，是跨行業(yè)的新嘗試，可有效利用余熱資源，實現(xiàn)以廢治廢。本發(fā)明操作簡單，工藝流程短、金屬回收率高、投資和運行費用低，污泥處理量大、易于工業(yè)化推廣，可就地處置各種重金屬污泥，且對不銹鋼鋼渣性能和后續(xù)利用不產(chǎn)生較大影響，是危險廢物資源化和無害化的有效方法。
【權利要求】
1.一種利用不銹鋼熔渣處理重金屬污泥的方法，包括以下步驟: (1)干化粉碎:重金屬污泥經(jīng)固液分離、自然干化后，至含水率降至50?65%，粉碎破篩，備用； (2)配料混合:將上述粉碎后的重金屬污泥與含碳粉末、含鈣熔劑、含硅粘結(jié)劑配料和/或含重金屬工業(yè)廢料按比例混合均勻；所述重金屬污泥與含碳粉末、含鈣熔劑、含硅粘結(jié)劑的重量比例為50?100:30?80:10?50:10?50 ;所述重金屬工業(yè)廢料為廢油泥和脫硫灰，所述重金屬污泥與廢油泥、脫硫灰的重量比例為50?100:1?20:1?20 ; (3)壓制成型:將混勻的配料壓制成團塊； (4)烘干:將上述團塊進一步烘干； (5)罐底鋪料:將污泥團塊作為鋪底料，置入不銹鋼熔渣渣罐內(nèi)；所述污泥團塊占混合后污泥團塊與不銹鋼熔渣總重量的0.5%?15% ； (6)熔煉還原:借助高溫不銹鋼熔渣的熱量，對污泥團塊進行熔煉還原； (7)氣體凈化:尾氣凈化處理，去除粉塵、鹵化物等污染物后排放； (8)熔渣處理:熔渣溫度降至1000?1200°C后，高溫反應結(jié)束，按原有措施處理熔渣； (9)金屬回收:經(jīng)高溫熔煉還原處理，污泥團塊中的絕大部分金屬元素進入液態(tài)合金鐵水中，經(jīng)合金口放出后，作為合金渣鋼全量回收利用。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種利用不銹鋼熔渣處理重金屬污泥的方法，其特征在于:步驟(2)所述混合過程，采取雙軸螺旋攪拌機強力混碾方式。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種利用不銹鋼熔渣處理重金屬污泥的方法，其特征在于:步驟(7)所述氣體凈化處理中，熔煉還原產(chǎn)生的高溫氣體回用于污泥團塊的烘干過程。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種利用不銹鋼熔渣處理重金屬污泥的方法，其特征在于:所述含碳粉末選自煤粉、焦粉、碳粉中的一種或一種以上。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種利用不銹鋼熔渣處理重金屬污泥的方法，其特征在于:所述含I丐熔劑選自生石灰、石灰石、白云石中的一種或一種以上。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種利用不銹鋼熔渣處理重金屬污泥的方法，其特征在于:所述含娃粘結(jié)劑選自水泥、膨潤土、凹凸棒土、粉煤灰中的一種或一種以上。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種利用不銹鋼熔渣處理重金屬污泥的方法，其特征在于:步驟(3)所述污泥團塊大小為5?50mm。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種利用不銹鋼熔渣處理重金屬污泥的方法，其特征在于:步驟(4)將污泥團塊烘干至含水率為8?33wt%。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種利用不銹鋼熔渣處理重金屬污泥的方法，其特征在于:步驟(4)將污泥團塊烘干至含水率為10?30wt%。
【文檔編號】C02F11/00GK104512988SQ201310455243
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權日:2013年9月29日
【發(fā)明者】石磊, 陳榮歡, 朱建英, 顧國梁, 劉金成 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司, 寶鋼不銹鋼有限公司