本發(fā)明屬于資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種微波法處理鋅冶煉污泥的方法。
背景技術(shù)：
國(guó)家《“十二五”危險(xiǎn)廢物污染防治規(guī)劃》明確提出“要加強(qiáng)重金屬危險(xiǎn)廢物無(wú)害化利用和處置，以湖南、云南、廣東、廣西為重點(diǎn)，加強(qiáng)含鎘、含砷等危險(xiǎn)廢物的無(wú)害化利用和處置，推動(dòng)有色金屬冶煉危險(xiǎn)廢物利用處置基地建設(shè)”，重金屬污染防治仍是十三五規(guī)劃的重中之重。鋅冶煉中和渣是鋅冶煉過(guò)程中和酸性廢水產(chǎn)生的中和渣，產(chǎn)生量大，含有Pb、Zn、Cd、Hg、As等重金屬，屬于危險(xiǎn)廢物(HW48)，對(duì)環(huán)境具有很大危害。目前對(duì)冶煉中和渣主要采用堆存、填埋、固化等處置方式，堆存和填埋處置存在地下水和土壤污染等安全隱患。固化處理技術(shù)是使中和渣與固化劑發(fā)生反應(yīng)，將中和渣中的重金屬固定于固化劑內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)害化，常用固化劑為水泥和化學(xué)藥劑(如亞鐵鹽、螯合劑等)。水泥窯協(xié)同處置、礦物聚合物進(jìn)行固化處理等也是有效的處理方式。然而，固化處理主要存在渣量增容和有價(jià)金屬無(wú)法回收等缺點(diǎn)。
目前，有價(jià)金屬的回收主要有濕法工藝和火法工藝。采用濕法回收低品位鋅冶煉中和渣，能耗高，且產(chǎn)生的殘?jiān)自斐啥挝廴尽；鸱üに囀腔厥珍\冶煉中和渣有價(jià)金屬的主要工藝，普遍采用的設(shè)備是回轉(zhuǎn)窯或煙化爐，然而過(guò)程中產(chǎn)生的熱量得不到有效利用，水淬渣若不加妥善處理仍存在重金屬釋放的風(fēng)險(xiǎn)。微波加熱具有加熱均勻、熱效率高、升溫快、目標(biāo)性強(qiáng)、熱慣性小等特點(diǎn)，已經(jīng)開始應(yīng)用于固廢處理、冶金等眾多領(lǐng)域。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種微波法處理鋅冶煉污泥的方法，克服了現(xiàn)有鋅冶煉污泥資源化技術(shù)存在的能耗高、效率低和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)鋅冶煉污泥高效、低耗的無(wú)害化、資源化處理。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種微波法處理鋅冶煉污泥的方法，具體步驟為：
1)預(yù)處理：采用微波分別對(duì)鋅冶煉污泥及輔料進(jìn)行干燥，并對(duì)干燥后的污泥和輔料進(jìn)行球磨過(guò)篩；
2)配料、混料：取過(guò)篩后的污泥和輔料進(jìn)行配料混合；
3)有價(jià)金屬回收：將步驟2)中所得到的混合物置于微波反應(yīng)器中，采用微波進(jìn)行加熱，并對(duì)加熱過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵進(jìn)行收集。
作為優(yōu)選，步驟1)中，所述的鋅冶煉污泥為鋅冶煉過(guò)程中和酸性廢水產(chǎn)生的中和渣。
作為優(yōu)選，步驟1)中，所述的輔料為Fe3O4、石墨粉、碳化硅粉末的一種或幾種。
作為優(yōu)選，步驟1)中，所述污泥的干燥微波輸出功率范圍為800W～1500W，干燥時(shí)間為10～30min，輔料的干燥微波輸出功率范圍為400W～850W，干燥時(shí)間為5～15min。
作為優(yōu)選，步驟1)中，所述的污泥和輔料進(jìn)行球磨后過(guò)160～200目篩。
作為優(yōu)選，步驟2)中，所述輔料的含量為5～10wt％。
作為優(yōu)選，步驟3)中，進(jìn)行微波加熱時(shí)不斷攪拌，攪拌速率為180～260rmp，微波輸出功率為3～8kW，溫度控制為850～1000℃，產(chǎn)生的煙塵采用鋼制耐高溫旋風(fēng)除塵器或表冷器和耐高溫布袋除塵器組合進(jìn)行煙塵收集。
作為優(yōu)選，步驟3)中，所述的加熱方式為借助原料內(nèi)部的吸波物質(zhì)進(jìn)行微波直接加熱，通過(guò)微波加熱吸波性能強(qiáng)的反應(yīng)器本體材質(zhì)進(jìn)行輔助加熱，這兩種方式同時(shí)進(jìn)行可以保證加熱效率。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明采用微波干燥工藝可以有效的降低能耗，縮減干燥時(shí)間，提升干燥效率，并且通過(guò)預(yù)處理可去除水分，并且對(duì)物料進(jìn)行預(yù)熱，可以保證有價(jià)金屬的回收效率、工藝的穩(wěn)定性和避免微波爐和收塵設(shè)備腐蝕；添加吸波物質(zhì)提升原料的吸波性能進(jìn)行微波直接加熱，通過(guò)加熱反應(yīng)器進(jìn)行輔助微波加熱，保證加熱效率，可以有效解決微波加熱過(guò)程其原料吸波性能差的問(wèn)題；采用微波法對(duì)鋅冶煉污泥進(jìn)行有價(jià)金屬回收可以克服傳統(tǒng)能耗高的問(wèn)題，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益，且該工藝適合處理含鋅品位較低的污泥。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例所述微波法處理鋅冶煉污泥方法，具體包括以下步驟：
1)預(yù)處理及配料混料：取廠1的鋅冶煉污泥(其成分分析結(jié)果列于表1)和輔料，干燥微波輸出功率為1200W，干燥時(shí)間為15min；輔料的干燥微波輸出功率范圍為500W，干燥時(shí)間為8min。對(duì)干燥后的污泥和輔料進(jìn)行球磨過(guò)篩，過(guò)篩目數(shù)180目，取篩下物采用表2配比進(jìn)行配料、混料。
表1鋅冶煉污泥成分分析表
表2配比1#
2)有價(jià)金屬回收：對(duì)原料采用微波加熱并攪拌，攪拌速率為180rmp，微波輸出功率為3kW，反應(yīng)器內(nèi)溫度為940℃，產(chǎn)生的煙塵采用表冷器+耐高溫的布袋除塵器組合進(jìn)行煙塵收集。
本實(shí)施例收集的有價(jià)金屬煙塵重量為48.74g，成分含量為見表3，可知煙塵中的有價(jià)金屬含量高，鋅回收效率95％。
表3回收階段通過(guò)收塵裝置獲得的有價(jià)金屬產(chǎn)品參數(shù)
實(shí)施例2
本實(shí)施例所述微波法處理鋅冶煉污泥方法，具體包括以下步驟：
1)預(yù)處理及配料混料：取廠2的鋅冶煉污泥(其成分分析結(jié)果列于表4)和輔料，干燥微波輸出功率范圍為1500W，干燥時(shí)間為10min；輔料的干燥微波輸出功率范圍為850W，干燥時(shí)間為5min。對(duì)干燥后的污泥和輔料進(jìn)行球磨過(guò)篩，過(guò)篩目數(shù)200目，取篩下物采用表5配比進(jìn)行配料、混料。
表4鋅冶煉污泥成分分析表
表5配比2#
2)有價(jià)金屬回收：對(duì)原料采用微波加熱并攪拌，攪拌速率為200rmp，微波輸出功率為5kW，反應(yīng)器內(nèi)溫度為1000℃，產(chǎn)生的煙塵采用鋼制旋風(fēng)除塵器。
本實(shí)施例收集的有價(jià)金屬煙塵重量為48.27g，煙塵鋅含量為62％，回收效率為90％。
實(shí)施例3
本實(shí)施例所述微波法處理鋅冶煉污泥方法，具體包括以下步驟：
1)預(yù)處理及配料混料：取廠3的鋅冶煉污泥(其成分分析結(jié)果列于表6)和輔料，干燥微波輸出功率范圍為800W，干燥時(shí)間為30min；輔料的干燥微波輸出功率范圍為400W，干燥時(shí)間為15min，對(duì)干燥后的污泥和輔料進(jìn)行球磨過(guò)篩，過(guò)篩目數(shù)160目，取篩下物采用表7配比進(jìn)行配料、混料。
表6鋅冶煉污泥成分分析表
表7配比3#
2)有價(jià)金屬回收：對(duì)原料采用微波加熱并攪拌，攪拌速率為260rmp，微波輸出功率為6kW，反應(yīng)器內(nèi)溫度為920℃，產(chǎn)生的煙塵采用耐高溫的布袋除塵器組合進(jìn)行煙塵收集。
本實(shí)施例收集的有價(jià)金屬煙塵重量為41.63g，煙塵鋅含量為58％，鋅回收效率為88％。
實(shí)施例4
本實(shí)施例所述微波法處理鋅冶煉污泥方法，具體包括以下步驟：
1)預(yù)處理及配料混料：取廠4的鋅冶煉污泥(其成分分析結(jié)果列于表8)和輔料，干燥微波輸出功率范圍1200W，干燥時(shí)間為20min；輔料的干燥微波輸出功率范圍為500W，干燥時(shí)間為12min，對(duì)干燥后的污泥和輔料進(jìn)行球磨過(guò)篩，過(guò)篩目數(shù)160目，取篩下物采用表9配比進(jìn)行配料、混料。
表8鋅冶煉污泥成分分析表
表9配比4#
2)有價(jià)金屬回收：對(duì)原料采用微波加熱并攪拌，攪拌速率為260rmp，微波輸出功率為8kW，反應(yīng)器內(nèi)溫度為860℃，產(chǎn)生的煙塵采用鋼制旋風(fēng)除塵器進(jìn)行煙塵收集。
本實(shí)施例收集的有價(jià)金屬煙塵重量為49.78g，煙塵鋅含量為68％，鋅回收效率為93％。
實(shí)施例5
本實(shí)施例所述微波法處理鋅冶煉污泥方法，具體包括以下步驟：
1)預(yù)處理及配料混料：取廠5的鋅冶煉污泥(其成分分析結(jié)果列于表10)和輔料，干燥微波輸出功率范圍為1100W，干燥時(shí)間為26min；輔料的干燥微波輸出功率范圍為700W，干燥時(shí)間為6min。對(duì)干燥后的污泥和輔料進(jìn)行球磨過(guò)篩，過(guò)篩目數(shù)200目，取篩下物采用表11配比進(jìn)行配料、混料。
表10鋅冶煉污泥成分分析表
表11配比5#
2)有價(jià)金屬回收：對(duì)原料采用微波加熱并攪拌，攪拌速率為240rmp，微波輸出功率為3kW，反應(yīng)器內(nèi)溫度為880℃，產(chǎn)生的煙塵經(jīng)表冷器冷卻后采用耐高溫的旋風(fēng)除塵器進(jìn)行煙塵收集。
本實(shí)施例收集的有價(jià)金屬煙塵重量為41.35g，煙塵鋅含量為70％，回收效率為96％。
本發(fā)明采用微波干燥工藝可以有效的降低能耗，縮減干燥時(shí)間，提升干燥效率，并且通過(guò)預(yù)處理可去除水分，并且對(duì)物料進(jìn)行預(yù)熱，可以保證有價(jià)金屬的回收效率、工藝的穩(wěn)定性和避免微波爐和收塵設(shè)備腐蝕；添加吸波物質(zhì)提升原料的吸波性能進(jìn)行微波直接加熱，通過(guò)加熱反應(yīng)器進(jìn)行輔助微波加熱，保證加熱效率，可以有效解決微波加熱過(guò)程其原料吸波性能差的問(wèn)題；采用微波法對(duì)鋅冶煉污泥進(jìn)行有價(jià)金屬回收可以克服傳統(tǒng)能耗高的問(wèn)題，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益，且該工藝適合處理含鋅品位較低的污泥。
最終，以上實(shí)施例和附圖僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)上述實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。