CN106966621B

CN106966621B - 一种电镀污泥制备免烧陶粒的方法

Info

Publication number: CN106966621B
Application number: CN201710099942.3A
Authority: CN
Inventors: 武双磊; 李鹏飞; 毛林清; 唐先进; 陈胡星
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2017-02-23
Filing date: 2017-02-23
Publication date: 2019-10-11
Anticipated expiration: 2037-02-23
Also published as: CN106966621A

Abstract

本发明公开了一种电镀污泥制备免烧陶粒的方法，其原料组成为：硅酸盐水泥5％‑15％；粉煤灰10％‑70％；磨细矿渣5％‑40％；磨细钢渣10％‑20％；生石灰0％‑3％；硫酸亚铁0.3％‑1％；石膏粉0％‑3％；电镀污泥(干基)2％‑10％；密度调节增塑剂0.1％‑0.3％。将除电镀污泥外的各种原材料预先充分混合，之后加入原状电镀污泥和水碾压搅拌均匀后，造粒并自然养护。本发明制得的免烧陶粒堆积密度、强度和吸水率满足GB/T17431‑2010《轻集料及其试验方法》,铬等重金属浸出浓度低于GB3838‑2002《地表水环境质量标准》中Ⅴ类地表水的限值，本发明方法可实现电镀污泥的安全处置和资源化利用。

Description

一种电镀污泥制备免烧陶粒的方法

技术领域

本发明属于环保技术领域，特别涉及一种电镀污泥用于制备免烧陶粒,从而使之获得处置和利用的方法。

背景技术

电镀污泥是电镀及不锈钢酸洗废水处理后产生的表面处理废物的总称，由于含有铬、镍、铜等重金属元素，对人体和环境危害极大。尤其是铬，是国际公认的三种致癌金属物之一。而水溶性六价铬(以下简称Cr(VI))，其毒性最为严重，美国疾控中心毒害物质及疾病登记署(ASDTR，CDC)在2007～2011年均将Cr(VI)列为前20位优先监测的物质之一。电镀污泥是我国主要危险废物之一，面临安全处置的压力。

国内外对电镀污泥处置技术有填埋、焚烧、重金属提取，水泥窑协同处置、等，这些技术各有其可取之处，但还远不能满足安全性和经济性要求。如填埋，占用土地，容易导致潜在的土壤和地下水污染，对防渗要求十分苛刻。焚烧虽可减少电镀污泥体积，但处置成本高，焚烧灰渣依然是危险废弃物，需要二次处理。通过酸浸等方法回收电镀污泥中的重金属，虽然对重金属实现了回收，但处理量有限，处置成本更高。水泥窑协同处置，窑内氧化气氛会使电镀污泥中的铬氧化成六价形态，提高了水泥中水溶性Cr(VI)含量。

电镀污泥通过制备建材来实现无害化处置是研究热点，在制备建材过程中掺用电镀污泥，通过胶凝材料、辅助性胶凝材料及添加剂等组分的合理搭配和应用，使污泥中的重金属，尤其是铬，得到有效固化与稳定化，同时保证特定建材的基本性能。免烧陶粒作为一种轻骨料，其研发和生产技术已经比较成熟，孙家瑛等已针对免烧陶粒的制备申请了专利(专利号201210492175.X)。然而目前利用电镀污泥制备免烧陶粒的研究还处于空白状态，本发明正是利用电镀污泥来制备免烧陶粒，要求制备出的陶粒在满足强度、容重、吸水率等性能符合相关标准要求的同时，还要保证铬等重金属得到有效固化,浸出浓度符合地表水的标准的限值要求，是一种资源化利用电镀污泥的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种在制备免烧陶粒过程中对电镀污泥实现无害化处置和资源化利用的方法，制备出的陶粒在满足轻集料标准要求的同时，保证它的环境安全性，陶粒中铬及其它重金属浸出浓度满足地表水相关标准要求。该方法不仅使电镀污泥得到处置和利用，同时消耗大量的矿渣、钢渣、粉煤灰等固体废物，因而本发明具有经济环保特点。

为实现以上目标，本发明采用如下技术解决方案：

采用电镀污泥制备免烧陶粒，其原材料组成及重量配比如下：硅酸盐水泥5％-15％；粉煤灰10％-70％；磨细矿渣5％-40％；磨细钢渣10％-20％；生石灰0％-3％；硫酸亚铁0.3％-1％；石膏粉0％-3％；电镀污泥(干基)2％-10％；密度调节增塑剂0.1％-0.3％。按上述原料重量百分比之和为100％进行配料，除电镀污泥外的各种原材料预先充分混合，混合均匀后加入原状电镀污泥和适量的水强力碾压和搅拌至均匀，再将拌制好的泥料置于造粒机中造粒，造粒后进行自然养护。

本发明所述的磨细矿渣为炼铁厂在高炉冶炼生铁时所得的副产品磨细而成，所述的磨细钢渣为转炉钢渣或电炉冶炼钢铁时产生的副产品磨细而成，两者的主要化学成分均为CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、FeO、MnO和一些硫化物等。粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，其化学组成为SiO₂、Al₂O₃及少量的FeO、Fe₂O₃、CaO、MgO、SO₃、TiO₂等。其中SiO₂和Al₂O₃含量可占总含量的60％以上。磨细矿渣符合GB/T 18046-2008要求，磨细钢渣符合GB/T 20491-2006要求，粉煤灰符合GB/T1596-2005要求，水泥为普通硅酸盐水泥，符合通用硅酸盐水泥GB175-2007的要求。

本发明的胶凝材料包括：主要胶凝材料和辅助性胶凝材料。主要胶凝材料是指水泥，辅助性胶凝材料主要包括：粉煤灰、矿渣和钢渣等具有潜在水硬性的材料。

本发明所制备出的免烧陶粒，由于两类胶凝材料所产生的强度，能够有效地将电镀污泥中的铬以及其他重金属固定在硬化体中，硫酸亚铁具有较强的还原能力，对陶粒中的六价铬具有较好的还原作用，从而有效地降低了陶粒中六价铬的浸出浓度。此外掺加的钢渣和矿渣中含亚铁、硫化物等还原性物质，能够起到持续的还原作用，保证了陶粒中六价铬的浸出浓度长龄期不反弹。

制备免烧陶粒时，可掺入电镀污泥为2％-10％(干基)，若按原状电镀污泥含水率80％左右计算，大约相当于掺入原状电镀污泥10％-50％。制备出的陶粒符合GB/T17431-2010《轻集料及其试验方法》的要求，铬等重金属浸出浓度低于GB3838-2002《地表水环境质量标准》中Ⅴ类地表水的限值。

具体实施方式

以下结合发明人给出的实施例对本发明作出进一步的详细描述。

表1为本发明的8个实施例的组成原料及其重量百分比。组成原料除电镀污泥外均为粉状，预先充分混合，混合均匀后加入原状电镀污泥和适量的水强力碾压和搅拌至均匀，再将拌制好的泥料置于造粒机中造粒，造粒后进行自然养护。

所制备的免烧陶粒按GB/T17431-2010《轻集料及其试验方法》进行陶粒堆积密度、吸水率和强度检验，参照HJT 300-2007《固体废物-浸出毒性浸出方法-醋酸缓冲溶液法》对陶粒进行毒性浸出试验，其中六价铬浸出浓度按标准GB 7467-87《固体废物六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法》测定。

各组免烧陶粒经检测，均符合GB/T17431-2010《轻集料及其试验方法》的要求，铬等重金属浸出浓度低于GB3838-2002《地表水环境质量标准》中Ⅴ类地表水的限值。表2列出了8个配比的所制备的陶粒(自然养护7d和28d两种情况)的强度、堆积密度、吸水率和六价铬浸出浓度。可以看出，采用本发明方法所制备出的免烧陶粒，强度、堆积密度、吸水率均符合标准要求，可作为建材使用；且由于还原性组分的存在，陶粒的7d和28d六价铬浸出浓度均低于标准中Ⅴ类地表水的限值，该方案中，由于硫酸亚铁具有较强的还原能力，对陶粒中的六价铬具有较好的还原作用，从而有效地降低陶粒中六价铬的早期浸出浓度。此外掺加的钢渣和矿渣中含亚铁、硫化物等还原性物质，能够起到持续的还原作用，保证了陶粒中六价铬的浸出浓度长龄期不反弹。

此外，表1中各实施各组分均为市售商品或工业废渣，而且工业废渣用量较大(70％以上)，具有经济环保特点。

Claims

1.一种电镀污泥制备免烧陶粒的方法，其特征在于，包括以下原料:硅酸盐水泥5％-15％；粉煤灰10％-70％；磨细矿渣5％-40％；磨细钢渣10％-20％；生石灰0％-3％；硫酸亚铁0.3％-1％；石膏粉0％-3％；电镀污泥干基2％-10％；密度调节增塑剂0.1％-0.3％；按上述原料重量百分比之和为100％进行配料，除电镀污泥外的各种原材料预先充分混合，混合均匀后加入原状电镀污泥和水强力碾压和搅拌至均匀，再将拌制好的泥料置于造粒机中造粒，造粒后进行自然养护。