一种协同处置重金属污泥的方法技术

本发明专利技术提供了一种协同处置重金属污泥的方法，将含水率为20～50％的重金属污泥与钙基固氟剂混匀、干燥、粉碎，得到钙基污泥，再与基础烧结原料和除尘灰混匀，造粒、布料；基础烧结原料、重金属污泥、钙基固氟剂、除尘灰的质量比例为：50-120：0.3～20：0.1～2：0.5～5；将造粒后的混料烧结，得到烧结矿；烧结过程产生的烟气，经除尘、脱硫装置后，净烟气经烟囱外排；将烧结矿送入高炉，进行冶炼，烟气除尘后外排，冶炼渣综合利用，合金铁水进入不锈钢企业的炼钢转炉。本发明专利技术可以使粉尘、气体和废水排放纳入现有设施处置；经烧结过程与高炉冶炼的协同处置，可使绝大部分金属元素得到有效回收，从而实现其无害化和资源化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业危险废物处理与综合利用领域，尤其涉及一种利用不锈钢企业现有烧结机和高炉冶炼流程协同处置重金属污泥的方法。
技术介绍
在冶炼、金属加工、机器制造、电镀等工业生产中，重金属酸性废水来源广、种类多、成分复杂，其处理工艺可归纳为化学法、物理法、物理化学法和生化法。以石灰乳为主要药剂的化学中和沉淀法，因工艺路线成熟、废水处理成本低、维护管理方便、自动化程度高等特点，在国内外应用广泛，但由此产生的超量重金属污泥，一直都是工业企业的环保难点和重点。尤其是近年来，随着环保法规的日益完善和对危险废物转移、处理和处置监控的日益严格，重金属污泥的外委处置费用逐年递增，给企业带来沉重的经济负担。以不锈钢冷轧废水站产生的重金属污泥为例:分析表明，经板框压滤、真空过滤、隔膜压榨等固液分离设施之后的重金属污泥含水率50?75%，Cr、N1、Zn、Pb、Fe、Cu、Ag、Cd等金属氧化物总含量2?15 %，硫酸钙、氟化钙、氯化钙含量10?30 %，其他水溶性盐类及杂质含量5%左右。重金属污泥颗粒较细、成分复杂、浸出毒性高、污染物含量波动大，被归属为HW17和HW21类危险废物，处理不慎会引起有害金属对土壤和水源的二次污染。为减轻或消除重金属污泥的危害，回收利用其中的有价资源，避免再利用过程中的二次污染，国内外学者参照电镀污泥、含铬污泥的处理和利用经验，在污泥固化/稳定化(CN1631940A、CN101863516A、CN101921090A、CN102514079A、CN1030219A 等)、湿法提取金属(CN101235439A、CN101618892A、CN101982433A、CN101618896A 等)、调浆回收铬镍铁氧体(CN101863516A 等)、微生物驯化浸出(CN102690956A、CN102719657A、CN101708936A 等)、焙烧还原制备合金(CN1733628A、CN1312391A等)、制备铬系产品(CN102625777A等)、掺作建材(CN101830681A、CN102414141A、CN102249730A 等)或化工原料(CN102491640A 等)、堆肥农用(CN101274861等)、用于水泥生产(CN101475325A、CN102701549A等)、冶金回用(CN101805827A 等)、安全处置(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掺量小、适用性差、重金属回收率低、工艺流程复杂、设备投资或运行费用高、利用过程能耗高或易引起二次污染等问题。如CN1733628A的特征在于电镀污泥先经烘干，再与熔剂、焦炭进行配料后进入熔炼炉熔炼回收有价金属。该工艺存在的主要缺点是污泥未经深化脱水处理，而是直接进行干燥，能耗大，生产成本高。CN102417987A的特征在于电镀污泥先用酸浸有价金属，固液分离后加硫化物沉铜，然后再进行固液分离得到硫化铜和沉铜母液，最后分步处理回收沉铜母液中的有价金属。该工艺的主要缺点是工艺流程长，固液分离困难，有价金属回收率较低，酸性条件下采用硫化法沉铜的操作环境差，生产过程中又会产生新的重金属废水。CN1451495A的特征在于先将工业废渣、电镀污泥和按一定比例加入调节pH至1.5?9之间，然后加固化剂、稳定剂和水搅匀后制模，并固化成砌块，最后对砌块养护、风干得到砌筑模块成品。该工艺主要缺点是没有对其中的有价金属进行回收利用，未达到资源化及无害化处理的双重目的。综合分析已有的文献专利报道，发现迄今为止，对于量大面广、危害性和资源性共存的重金属污泥，国内外尚无妥善安全又经济实用的利用途径，较大宗的利用途径仍是烧砖或用作水泥掺料，但由于重金属污泥中氟、氯等易挥发性物质含量较高，在高温条件下，氟、氯会以HF、SiF4、HCl等气态物形式逸出，不仅腐蚀设备、导致窑口结圈，还会危害周围环境，甚至会导致附近地区蚕桑业减产。同时，污泥掺量超过2%时，因掺烧危险废物给水泥或砖瓦使用过程中带来的环境安全性风险有待进一步评估。另一方面，重金属污泥中含有多种金属成分(如铬、镍、铜、铅、铁、锌等)和非金属成分(如氟化钙、硫酸钙、碳酸钙、氯化钙等)，本身又是一种廉价的可再生资源。鉴于我国金属资源短缺，如何在防治二次污染的同时，有效回收利用重金属污泥中的铬、镍等重金属，已引起人们的广泛关注。在不锈钢企业冶炼长流程的生产布置中，烧结过程在降低铁水成本、提供优质烧结矿、消纳钢厂废物资源、提升企业节能环保水平等方面，发挥着越来越重要的作用。“烧结+高炉”组合已成为质优价廉铁水的主流配置。若能利用不锈钢企业现有的烧结机、高炉及其附属设备，开发一种重金属污泥的处置方法，使之兼具污染彻底消除、有价物质回收、处理成本低廉等优点，对于实现钢铁企业重金属污泥的闭路循环处置，以及钢铁企业协同消纳其它行业重金属污泥、拓展其社会性环保功能，都具有重要意义。
技术实现思路
因此，针对现有工艺处理量小、适用性差、重金属回收率低、工艺流程复杂、设备投资或运行费用高、利用过程能耗高、无害化不彻底易引起二次污染等缺陷，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种污染彻底消除、有价物质回收、处理成本低廉的处置重金属污泥的方法。本专利技术的技术方案是，，包括重金属污泥的干燥和粉碎，(1)将含水率为20?50%的重金属污泥与钙基固氟剂混匀、干燥、粉碎，得到钙基污泥，将钙基污泥与基础烧结原料和除尘灰混匀，造粒、布料；所述基础烧结原料、重金属污泥、钙基固氟剂、除尘灰的质量比例为:50-120:0.3?20:0.1?2:0.5?5 ;(2)将造粒后的混料进行烧结，得到烧结矿；烧结过程产生的烟气，经除尘、脱硫装置后，净烟气经烟@外排；(3)将烧结矿送入高炉，进行冶炼，烟气除尘后外排，冶炼渣综合利用，合金铁水进入不锈钢企业的炼钢转炉。所述布料过程，混合料的水分含量、粒度、混匀程度依从常规烧结混料的要求。所述烧结过程，为常规的烧结操作，后续有除尘和脱硫装置，烧结废气经除尘和脱硫后，除尘灰返回用作烧结配料，净烟气由烟囱排放。所述高炉冶炼过程，为常规的不锈钢高炉冶炼过程，后续有除尘装置；除尘灰返回用作烧结配料，冶炼渣综合利用，合金铁水运至炼钢转炉，进行后续精制处理。根据本专利技术的协同处置重金属污泥的方法，优选的是，所述重金属污泥，为来自钢铁、化工、石化、电镀、有色冶金、金属加工、机械制造等行业石灰乳-化学沉淀工艺处理重金属废水的副产物的一种或几种。污泥经板框压滤、隔膜压榨、真空压滤等机械固液分离设施后，可采取棚内或库内自然堆存干化，至含水率降至20?50%。根据重金属污泥来源及性质不同，当其自然干化至含水率为20?50%时，外表较为坚硬，方便输送、存储、破碎和后续混合。含水率太高，湿粘不成形，粉碎破筛过程不顺，造成粘附设备或堵料；含水率太低，一则自然干化周期长、占地大；二则含水率过低时，粉碎破筛时会产生粉尘二次污染。优选的是，所述的钙基固氟剂为石灰石粉、白云石粉、生石灰中一种。在污泥烧结高温处置过程中兼有熔剂的作用，确保污泥液相熔融过程顺利进行，并控制含氟气体的挥发。此外，在污泥混合配料中，固氟剂还可起到吸收毛细水分、降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种协同处置重金属污泥的方法，包括重金属污泥的干燥和粉碎，其特征在于：(1)将含水率为20～50％的重金属污泥与钙基固氟剂混匀、干燥、粉碎，得到钙基污泥，将钙基污泥与基础烧结原料和除尘灰混匀，造粒、布料；所述基础烧结原料、重金属污泥、钙基固氟剂、除尘灰的质量比例为：50‑120：0.3～20：0.1～2：0.5～5；(2)将造粒后的混料进行烧结，得到烧结矿；烧结过程产生的烟气，经除尘、脱硫装置后，净烟气经烟囱外排；(3)将烧结矿送入高炉，进行冶炼，烟气除尘后外排，冶炼渣综合利用，合金铁水进入不锈钢企业的炼钢转炉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，朱建英，刘金成，奚赛峰，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，宝钢不锈钢有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31