CN103274612A

CN103274612A - 不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法

Info

Publication number: CN103274612A
Application number: CN2013102270513A
Authority: CN
Inventors: 陈启松; 陈宇青; 于继军; 叶松云; 陈方洁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-06
Filing date: 2013-06-06
Publication date: 2013-09-04

Abstract

本发明涉及一种化工污泥处理方法，具体是指一种将不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法。本发明是通过将不锈钢下脚泥自然晾晒，使其水份的质量含量降至20%～25%；在不锈钢下脚泥中加入添加剂、还原剂、中温粘结剂，混合均匀并成球；将成球经烘干机烘干至水分质量含量5%～8%；最后将烘干后的成球在925℃～1100℃下处理15～30min即可。本发明的优点是具有投资少、能耗低，系统设施占地面积小，可靠性高，运行费用低等；本发明中以重金属无害化且实现废物利用为目的，可有效解决不锈钢污泥的就地无害化处置问题；具有广阔的市场前景。

Description

不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法

技术领域

本发明涉及一种化工污泥处理方法，具体是指一种将不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法。

技术背景

我国是一个不锈钢生产大国，年产量已达2000万吨，每年都要生产大量的不锈钢产品，加工过程中伴随着的是大量的酸洗废水的产生。而且这些废水经处理后产生的污泥含有大量的重金属和有害元素，若不进行妥善处理，则会严重污染环境。

据浙江松阳县的不锈钢管加工企业，2011年出产不锈钢制品达25万吨以上，这些企业在产品深加酸洗过程中每年约有50万吨酸洗废水产生，用石灰法处理后产生污泥约2.8万吨/a。经湿法冶炼提取铬镍重金属后下脚泥（尾渣）仍含有一定的铁、镍、铬等污染物质，还属危险固废如处理不当将会给环境带来了很大的影响。本发明人根据对下脚污泥取样的分析检测结果，并经过大量的试验研究，提出了对含镍铬等重金属的下脚泥集中进行无害化处置的工艺技术方案。

国内外目前对含重金属污泥处置的方法较多，主要分为两大类：一、先进行资源化回收利用，后进行无害化处置；二、直接进行无害化处置。在资源化回收利用方面，又有火法冶炼和湿法冶炼之分，火法冶炼回收率较高，但由于其能耗和环境污染等瓶颈约束，受到控制；而湿法冶炼虽有其能耗较低的优点，但存在下脚泥（尾渣）仍然属危险固废这一突出问题，目前有效的解决办法是制砖或制水泥；通过玻璃化或晶格扭曲法，使重金属稳定化；但在经济发达地区，尤其人口聚集城市，如上海市，砖厂和水泥厂已不允许存在；因此，如何科学解决这一发展与环保的矛盾，已成为众多环保科技工作者共同关注，但目前尚未有妥善解决的历史性难题。

而且，在不锈钢生产过程中产生下脚泥中含有阳离子主要为Cr³⁺、Ni²⁺、Fe³⁺、Ca²⁺；阴离子主要为F^-1、NO₃ ^-1、SO₄ ^2-、Cl^-1等，若在下脚泥中重金属未经处理，则不符合我国相关环保法律、法规的规定，即不能排放。为此，我国的不锈钢生产企业也会对其产生的下脚泥进行处理，而处理过程中则需要大量的能耗，比如采用高温处理，温度达到1000℃以上，才能将这些有害的离子进行转化，最终才排放或排出系统进行另用。另外，目前对上述下脚泥处理所需要的设备投资也非常巨大，处理成本很高，导致不锈钢生产企业的生产成本上升，最终导致没有竞争力等。如何将这些被视为废物的东西进行二次利用，既不再次污染环境，又能得以再次利用一直是企业、政府希望解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提出一种投资少、处理成本低的可使不锈钢下脚泥再次利用的方法。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）将不锈钢下脚泥自然晾晒，使其水份的质量含量降至20%～25%；由于在不锈钢生产企业中出来的下脚泥的含水量较高，一般会达到60～70%，若不进行水份降低处理，则对于后面处理工艺过程中的能耗降低会带来不利影响，而若将水份通过晾晒降到很低，则需要更长的时间、更大场地等，这些从经济的角度来讲，是需要充分考虑的，否则在实际运用中则不具有推广价值，所以在本发明中，将下脚泥中的水份降至20%～25%是经发明人长期运行后、综合经济成本得出的结论；

（2）在不锈钢下脚泥中加入添加剂、还原剂、中温粘结剂，混合均匀并成球；由于不锈钢下脚泥的成分特性，所以在本发明中需要将添加剂、还原剂等一并加入，若将这些分开，则起不到效果，也对本发明的实施造成影响；

（3）将成球经烘干机烘干至水分质量含量5%～8%；在此情况下，容易被焙烧还原；

（4）将烘干后的成球在925℃～1100℃下处理15～30min即可。

作为优选，上述不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法的步骤（2）中所述的添加剂为氧化钙、或氧化镁、或两者的混合物，用量为下脚泥质量的2～3%。

作为优选，上述不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法的步骤（2）中所述的还原剂为煤炭，用量为下脚泥质量的4～6%。

作为优选，上述不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法的步骤（2）中所述的中温粘结剂为高岭土，用量为下脚泥质量的4～6%。

作为优选，上述不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法的步骤（2）中混合均匀的过程采用球磨粉碎的处理方法，使混合物料的粒径为0.04mm以下。在本发明中，通过球磨、粉碎的过程，可以更好把下脚泥与还原剂、添加剂混合均匀，而且可以把粒径变细，则对于本发明的反应过程实现更为有利，进行快速、充分等，所以发明人为了取得更好的经济效益、技术效果，采用了球磨粉碎。

作为优选，上述不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法中的成球粒径为Ф15～25mm。

作为优选，上述不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法中的成球处理温度为950℃。

在不锈钢下脚泥中含有Cr³⁺、Ni²⁺、Fe³⁺、Ca²⁺等阳离子，阴离子主要为F^-1、NO₃ ^-1、SO₄ ^2-、Cl^-1等，通过加入添加剂，则添加剂可以与下脚泥中的离子进行反应，其反应机理为：金属的卤化物及硫酸盐被钙镁离子置换成相应的氧化物：

MeR₂+CaO=CaR₂+MeO

MeR₂+MgO=MgR₂+MeO

由上述反应可见：F^-1、Cl^-1及SO₄ ^2-与添加剂发生置换反应，形成相对稳定的钙、镁盐，并置换出相应的金属氧化物；同时，在本发明中采用煤炭作为还原剂，也是充分考虑了能耗的问题。在925℃～1100℃时，煤炭中的炭处于较活跃阶段，可充分发挥出还原剂的作用，金属氧化物被还原为相应的低价氧化物：

MeO+CO=Me+CO₂

C+CO₂=2CO

MeO+C=Me+CO

其中Cr³⁺降价为Cr²⁺（无毒），Ni²⁺降价为Ni、Fe³⁺降价为Fe₃O₄，可以实现下脚泥的无害化处理目标。

（4）将混合均匀后的不锈钢下脚泥在925℃～1100℃下处理15～30min，即可制成产品。

有益效果：可以把不锈钢生产产生的下脚泥中的重金属离子转化为符合国家环保要求的无害化物质；本发明的实施具有投资少、能耗低，系统设施占地面积小，可靠性高，运行费用低等；本发明中以重金属无害化且实现废物利用为目的，可有效解决不锈钢污泥的就地无害化处置问题；具有广阔的市场前景，在浙江松阳的不锈钢生产基地已经具有良好的经济效益。

具体实施方式

下面对本发明的实施作具体说明：

实施例1

把不锈钢生产企业所产生的下脚泥130T/天的量先进行晾晒，经测定，刚出生产流水线后的含水量为65%，经晾晒后达到25%后，将下脚泥中混入添加剂、还原剂、中温粘结剂，混合均匀并成球；其中添加剂为氧化钙、用量为下脚泥质量的3%；还原剂为煤炭，用量为下脚泥质量的5%；中温粘结剂为高岭土，用量为下脚泥质量的4%；然后将成球经烘干机烘干至水分质量含量6%；最后将成球在1000℃下焙烧处理25min即可，得到水泥熟料添加剂。

实施例2

根据实施例1相同的方法，把不锈钢生产企业所产生的下脚泥130T/天的量先进行晾晒，经测定，刚出生产流水线后的含水量为68%，经晾晒后达到23%后，将下脚泥中混入添加剂、还原剂、中温粘结剂，混合均匀并成球；其中添加剂为氧化镁、用量为下脚泥质量的2%；还原剂为煤炭，用量为下脚泥质量的4%；中温粘结剂为高岭土，用量为下脚泥质量的6%；并采用球磨粉碎的处理方法，使混合物料的粒径为0.04mm以下，然后将成球经烘干机烘干至水分质量含量8%；最后将成球在950℃下焙烧处理30min即可，得到水泥熟料添加剂。

实施例3

根据实施例1相同的方法，把不锈钢生产企业所产生的下脚泥130T/天的量先进行晾晒，经测定，刚出生产流水线后的含水量为65%，经晾晒后达到20%后，将下脚泥中混入添加剂、还原剂、中温粘结剂，混合均匀并成球；其中添加剂为氧化镁和氧化钙的混合物，两种成分各半、总用量为下脚泥质量的3%；还原剂为煤炭，用量为下脚泥质量的5%；中温粘结剂为高岭土，用量为下脚泥质量的6%；并采用球磨粉碎的处理方法，使混合物料的粒径为0.04mm以下，然后将成球经烘干机烘干至水分质量含量8%；最后将成球在930℃下焙烧处理30min即可，得到水泥熟料添加剂。

实施例4

根据实施例1相同的方法，把不锈钢生产企业所产生的下脚泥130T/天的量先进行晾晒，经测定，刚出生产流水线后的含水量为65%，经晾晒后达到20%后，将下脚泥中混入添加剂、还原剂、中温粘结剂，混合均匀并成球；其中添加剂为氧化镁和氧化钙的混合物，两种成分各半、总用量为下脚泥质量的3%；还原剂为煤炭，用量为下脚泥质量的5%；中温粘结剂为高岭土，用量为下脚泥质量的6%；并采用球磨粉碎的处理方法，使混合物料的粒径为0.04mm以下，然后将成球经烘干机烘干至水分质量含量8%；最后将成球在950℃下焙烧处理25min即可，得到水泥熟料添加剂。

Claims

1.不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）将不锈钢下脚泥自然晾晒，使其水份的质量含量降至20%～25%；

（2）在不锈钢下脚泥中加入添加剂、还原剂、中温粘结剂，混合均匀并成球；

（3）将成球经烘干机烘干至水分质量含量5%～8%；

（4）将烘干后的成球在925℃～1100℃下处理15～30min即可。

2.根据权利要求1所述的不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法，其特征在于步骤（2）中所述的添加剂为氧化钙、或氧化镁、或两者的混合物，用量为下脚泥质量的2～3%。

3.根据权利要求1所述的不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法，其特征在于步骤（2）中所述的还原剂为煤炭，用量为下脚泥质量的4～6%。

4.根据权利要求1所述的不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法，其特征在于步骤（2）中所述的中温粘结剂为高岭土，用量为下脚泥质量的4～6%。

5.根据权利要求1所述的不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法，其特征在于步骤（2）中混合均匀的过程采用球磨粉碎的处理方法，使混合物料的粒径为0.04mm以下。

6.根据权利要求1所述的不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法，其特征在于成球粒径为Ф15～25mm。

7.根据权利要求1所述的不锈钢污泥制水泥熟料添加剂的方法，其特征在于成球处理温度为950℃。