一种用于含铅污泥高温固化的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于含铅污泥高温固化的方法。方法包括：(1)将含铅污泥、含铁污泥及硅藻土废渣进行干燥并磨细；(2)将细粒含铅污泥与含铁污泥按配比混合均匀，并将混合物料进行研磨。(3)将获得的细粒研磨产物进行干燥，并与硅藻土废渣按配比混合均匀获得二次混合物料；(4)二次混合物料在富氧气氛条件下进行烧结，冷却后得到固化体。本发明专利技术通过机械化学作用使含铅污泥中铅组分与含铁污泥中氧化铁组分反应形成铁铅固溶体，使易挥发的铅组分固定在难挥发的铁铅固溶体中；然后通过与硅藻土废渣富氧烧结形成玻璃体，并对铁铅固溶体中的铅进行二次固化，实现含铅污泥的高温固化，同时获得了了多种固体废物无害化和资源化协同处置的效果。

A Method for High Temperature Solidification of Lead-Containing Sludge

The invention discloses a method for high temperature solidification of lead-containing sludge. The methods include: (1) drying and grinding lead-containing sludge, iron-containing sludge and diatomite waste; (2) mixing fine lead-containing sludge and iron-containing sludge in proportion, and grinding mixture material. (3) The obtained fine grinding products are dried and mixed with diatomite residue in proportion to obtain the secondary mixture; (4) the secondary mixture is sintered in oxygen-enriched atmosphere, and the solidified body is obtained after cooling. The lead component in the lead-containing sludge reacts with the iron oxide component in the iron-containing sludge to form iron-lead solid solution by mechanochemical action, so that the volatile lead component is fixed in the non-volatile iron-lead solid solution, and then the lead in the iron-lead solid solution is solidified at high temperature by sintering with the diatomite waste residue to form a vitreous body and secondary solidification of the lead in the iron-lead solid solution. The harmless and resource-based synergistic disposal of various solid wastes has been achieved.

【技术实现步骤摘要】
一种用于含铅污泥高温固化的方法
本专利技术涉及重金属废物无害化处置领域，具体涉及一种用于含铅污泥高温固化的方法。
技术介绍
随着铅冶炼、电解及铅(酸)蓄电池等铅加工企业的快速发展，大量含铅的废水不断产生，废水处理后产生大量的含铅污泥。含铅污泥中含有一定量的铅，还存在少量的Zn、Cu、Ni和Cr等其它重金属离子，属于危险废物，若不加以处理，容易对环境造成严重的污染。如何安全处置含铅污泥一直是环境工程领域的热点。目前，重金属污泥无害化处置的工艺，主要包括药剂稳定化、水泥窑协同处置及高温熔融固化。药剂稳定化后重金属污泥的去处通常为危险废物填埋场，但危险废物填埋场容积有限不能持续接收；水泥窑协同处置为了保证水泥的品质，对入窑物料的特性和协同处置废物的量有严格要求，这使得水泥窑协同处置也不能满足重金属污泥处置的需求。高温固化既能够实现重金属的固化，又能获得具有应用前景的玻璃产物，是一种应用前景广泛的处置技术。但铅在高温固化条件下易挥发，因而难以直接采用高温固化技术处置含铅污泥。含铁污泥是冶炼厂及金属表面处理加工企业废水处理过程中产生的低品位含铁污泥，通常其铁组分是没有回收价值的。硅藻土废渣为啤酒、饮料等生产过程中无法再生的硅藻土助滤剂，其含有大量的有机物与极少量的重金属离子。大量无法再生的硅藻土废渣露天堆放，不仅侵占了大量的土地，而且严重污染生态环境。如果含铁污泥和硅藻土废渣能够获得高效利用，这对于含铁污泥的处置及硅藻土助滤剂应用的推广将产生重要的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决含铅污泥在高温固化过程中存在的固化困难的问题，并提供一种用于含铅污泥高温固化的方法。该方法采用室温条件下的高速研磨设备通过机械力作用使铅组分与铁组分形成铁铅固溶体，实现铅的固定，然后再通过硅藻土的高温熔融实现含铅固溶体的高效固定。本专利技术提供的一种用于含铅污泥高温固化的方法，包括如下步骤：(1)将含铅污泥、含铁污泥及硅藻土废渣进行干燥，并采用球磨机将干燥的含铅污泥、含铁污泥及硅藻土废渣磨细；(2)将步骤(1)中获得的细粒含铅污泥与含铁污泥按配比混合均匀，并将混合物料进行高速研磨，使含铅污泥中铅组分与含铁污泥中氧化铁组分反应形成铁铅固溶体；(3)将步骤(2)中获得的细粒研磨产物进行干燥，并与硅藻土废渣按配比混合均匀获得二次混合物料；(4)将步骤(3)中获得的二次混合物料在富氧气氛条件下进行烧结，冷却后得到固化体。本专利技术所述含铅污泥为含铅废水处理后含铅的污泥。所述含铁污泥为含铁废水处理后含铁的污泥。所述硅藻土废渣为啤酒、饮料等生产过程中无法再生的硅藻土助滤剂。步骤(1)中干燥后的含铅污泥、含铁污泥及硅藻土废渣含水率低于10％。步骤(1)中磨细的粒度为-38μm。该细度使含铅废物与含铁污泥具备充分的接触面积，提高机械化学反应的速度。优选地，步骤(2)的混合物料中，含铅污泥干基的质量百分比为5～35％，含铁污泥干基的质量百分比为65～95％。进一步优选，步骤(2)的混合物料中，含铅污泥干基的质量百分比为5～30％，含铁污泥干基的质量百分比为70～95％。该干基的配比保证了原料合成铁铅固溶体的化学计量比。优选地，步骤(2)中高速研磨采用的转速为500～650转/分钟，进一步优选为550～650转/分钟。研磨可采用高速磨机进行，该磨机转速使原料机械化学反应生成铁铅固溶体的过程顺利进行。优选地，步骤(2)中高速研磨时间不小于2h，进一步优选为2～10h。该研磨时间保证原料机械化学反应的完成。优选地，步骤(3)中的二次混合物中研磨产物干基的质量百分比为5～50％，含铁污泥干基的质量百分比为50～95％。进一步优选地，步骤(3)中的二次混合物中研磨产物干基的质量百分比为10～50％，含铁污泥干基的质量百分比为50～90％。该干基的配比保证了二次原料形成高强度固化体的化学计量比。优选地，步骤(4)中烧结固化的温度不低于800℃，进一步优选为800～1500℃。进一步优化干燥过程为利用烧结过程中产生的废气余热实现。优选地，步骤(4)中烧结固化时间不低于0.5小时，进一步优选为0.5～48小时。进一步优选地，所述烧结固化为在800～1500℃下固化0.5～48小时。该熔融时间保证原料的高温固化反应完成。优选地，步骤(4)中烧结固化过程中氧气浓度为21％～55％，进一步优选为21％～45％。该氧化性气氛能够抑制氧化铅组分还原成单质铅，降低铅在高温固化过程的挥发。混合物料的配比、高速磨机研磨的转速与时间、烧结固化的温度与时间均由大量试验确定，在上述混合物料配比、高速磨机研磨的转速与时间、烧结固化的温度与时间下才能更好的实现本专利技术目的。本专利技术通过机械化学作用使含铅污泥中铅组分与含铁污泥中氧化铁组分反应形成铁铅固溶体，使易挥发的铅组分固定在难挥发的铁铅固溶体中；然后通过与硅藻土废渣富氧烧结形成固化体，并对铁铅固溶体中的铅进行了二次固化，实现含铅污泥的高温固化，同时获得了多种固体废物无害化和资源化协同处置的效果。含铅废物经机械化学反应生成铁铅固溶体后，大大降低铅的迁移性，同时采用氧化气氛进行高温固化，进一步降低铅被还原后再高温条件下挥发的风险，因而，高温固化体中铅的固化效果得到了强化，试验结果表明通过含铅废物经过机械化学力预处理，然后再高温固化可以实现含铅废物中95％～99％铅的固化/稳定化。附图说明图1是本专利技术含铅污泥高温固化的工艺流程图。具体实施方式下面结合实施案例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1在本实施例中，以含铅污泥为处理对象，通过机械化学反应与富氧氛围高温固化双重固化处理进行废物处置，强化铅的固化效果。如图1所示，其具体做法如下：将含铅污泥、含铁污泥及硅藻土废渣进行干燥，使含铅污泥、含铁污泥及硅藻土废渣的含水率分别从72％、70％和42％降低到10％以下；并采用球磨机将干燥的含铅污泥、含铁污泥及硅藻土废渣磨细至-38μm。一份细粒含铅污泥与含铁污泥以干基质量百分比10％:90％混合均匀，并将混合物料加入到立式行星球磨机中进行研磨5小时，转速为600转/分钟。将获得的细粒研磨产物进行干燥，并与硅藻土废渣以干基质量百分比10％:90％混合均匀获得二次混合物料,并在管式炉中进行富氧烧结固化，固化温度为1000℃，固化时间为3.5小时，氧气浓度为25％。冷却后得到固化体A1。同时，为了展示双重固化处理的效果，分别针对不同物料组合，未经机械化学处理的高温固化设置了对照试验。两组对照试验具体如下：一份细粒含铅污泥与含铁污泥以干基质量百分比10％:90％混合均匀获得混合料，混合料与硅藻土废渣以干基质量百分比10％:90％混合均匀获得二次混合物料,并在管式炉中进行富氧烧结固化，固化温度为1000℃，固化时间为3.5小时，氧气浓度为25％。冷却后得到固化体A2。一份细粒含铅污泥与硅藻土废渣以干基质量百分比10％:90％混合均匀获得二次混合物料,并在管式炉中进行富氧烧结固化，固化温度为1000℃，固化时间为3.5小时，氧气浓度为25％。冷却后得到固化体A3。另外，为了展示富氧氛围所起的作用，设置了第三组对照试验，具体如下：一份细粒含铅污泥与含铁污泥以干基质量百分比10％:90％混合均匀，并将混合物料加入到立式行星球磨机中进行研磨5小时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于含铅污泥高温固化的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将含铅污泥、含铁污泥及硅藻土废渣进行干燥，并采用球磨机将干燥的含铅污泥、含铁污泥及硅藻土废渣分别细磨；(2)将步骤(1)中获得的细粒含铅污泥与含铁污泥按配比混合均匀，并将混合物料进行高速研磨，使含铅污泥中铅组分与含铁污泥中氧化铁组分反应形成铁铅固溶体；(3)将步骤(2)中获得的细粒研磨产物进行干燥，并与硅藻土废渣按配比混合均匀获得二次混合物料；(4)将步骤(3)中获得的二次混合物料在富氧气氛条件下进行烧结固化，冷却后得到固化体。

【技术特征摘要】
1.一种用于含铅污泥高温固化的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将含铅污泥、含铁污泥及硅藻土废渣进行干燥，并采用球磨机将干燥的含铅污泥、含铁污泥及硅藻土废渣分别细磨；(2)将步骤(1)中获得的细粒含铅污泥与含铁污泥按配比混合均匀，并将混合物料进行高速研磨，使含铅污泥中铅组分与含铁污泥中氧化铁组分反应形成铁铅固溶体；(3)将步骤(2)中获得的细粒研磨产物进行干燥，并与硅藻土废渣按配比混合均匀获得二次混合物料；(4)将步骤(3)中获得的二次混合物料在富氧气氛条件下进行烧结固化，冷却后得到固化体。2.根据权利要求1所述用于含铅污泥高温固化的方法，其特征在于，所述含铅污泥为含铅废水处理后含铅的污泥；所述含铁污泥为含铁废水处理后含铁的污泥；所述硅藻土废渣为啤酒、饮料生产过程中无法再生的硅藻土助滤剂。3.根据权利要求1所述用于含铅污泥高温固化的方法，其特征在于，步骤(1)中干燥后的含铅污泥、含铁污泥及硅藻土废渣含水率低于10％。4.根据权利要求1所述用于含铅污泥高温固化的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：章叶飞，
申请(专利权)人：德兴市益丰再生有色金属有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江西,36