一种水泥窑协同处置含铬废物的方法技术

本发明专利技术公开了一种水泥窑协同处置含铬废物的方法，包括以下步骤：前道配伍，三级配伍工艺，中道控制，煅烧固化及联动监控，后道调整，还原稳定，所述前道配伍通过源头控制、分类堆放多次均化、合理投加三个控制环节，使含铬废物成分均匀，所述中道控制过程中，水泥窑煅烧熟料晶格可以对重金属离子进行固化，将危废中的Cr离子固化到晶格中，且通过水泥窑较弱的煅烧氧化气氛，减少Cr3+向Cr6+氧化的比率，减少Cr6+的含量，所述后道调整是在水泥粉磨过程中加入复合还原剂，将水泥中的Cr6+还原。该水泥窑协同处置含铬废物的方法，运行稳定，绿色环保，达到固废减量和节能减排的效果，降低含铬危废的影响，具有良好的社会效益和经济效益。

A Method of Collaborative Disposal of Chromium Waste in Cement Kiln

The invention discloses a method for synergistic disposal of chromium-containing wastes in cement kiln, which includes the following steps: front-channel compatibility, three-stage compatibility process, middle-channel control, calcination and solidification, linkage monitoring, back-channel adjustment, reduction stability. The front-channel compatibility can make chromium-containing wastes uniform through three control links: source control, classification and stacking, multiple homogenization, and reasonable addition. In the process, the clinker lattice of cement kiln can solidify the heavy metal ions, solidify the Cr ions in the hazardous waste into the lattice, and reduce the oxidation ratio of Cr3 + to Cr6 + and the content of Cr6 + through the weaker calcination and oxidation atmosphere of cement kiln. The latter adjustment is to add a composite reducing agent in the process of cement grinding and reduce the content of Cr6 + in the cement. The method of co-disposal of chromium-containing wastes in the cement kiln is stable in operation, green and environmental protection, achieving the effect of solid waste reduction and energy saving and emission reduction, reducing the impact of chromium-containing hazardous wastes, and has good social and economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种水泥窑协同处置含铬废物的方法
本专利技术涉及水泥窑协同处置相关
，具体为一种水泥窑协同处置含铬废物的方法。
技术介绍
在工业生产中，一些电镀、印染、皮革冶金等行业会产生较多的含铬废渣，废渣中的铬主要为三价铬和六价铬，其中三价铬对人体几乎不产生有害作用，而六价铬对人体危害很大，容易流失扩散而构成对生态污染，治理难度很大，目前国内六价铬处理方法主要是生物材料吸附法、蒸发、沉淀、活性炭吸附、离子交换树脂、电渗析等，而这些方法主要用于修复重金属污染工业物、贵金属回收、金属的富集以及从水体中去除重金属离子，存在处理困难或费用偏高、效率较低、存在二次污染等问题，使得大量含铬废料的处理颇为不便。水泥窑协同处置固废技术可利用水泥生产的多种技术优势和便利条件。相较于传统处置方式，水泥窑协同处置危废拥有无害化、资源化、节约化的显著优势，同时有研究表明将含有重金属元素(Cr,Co,Ni,Cu,Cd,Pb,Zn,As)的危险工业废弃物掺入工业生料中,重金属离子会固溶到熟料晶格中，水泥熟料矿物可以固化绝大部分重金属元素，且该固化行为具有选择性，这使得通过水泥窑协同处置含铬废料时可行的，但是过高的重金属摄入量才会对熟料的形成和组成产生可测量的影响，容易对水泥的生产带来不便，使得很少有水泥窑协同处置专门处理含铬废料。针对上述问题，在原有水泥窑协同处置方法的基础上进行创新设计。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种水泥窑协同处置含铬废物的方法，以解决上述
技术介绍
中提出大量含铬废料处理效益较低，普通水泥窑协同处置直接煅烧容易影响水泥的产品质量的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种水泥窑协同处置含铬废物的方法，包括以下步骤：前道配伍，三级配伍工艺→中道控制，煅烧固化及联动监控→后道调整，还原稳定；(1)所述前道配伍通过源头控制、分类堆放多次均化、合理投加三个控制环节，使含铬废物成分均匀，配合水泥窑协同处置；(2)所述中道控制过程中，水泥窑煅烧熟料晶格可以对重金属离子进行固化，将危废中的Cr离子固化到晶格中，实现无害化处置，且通过水泥窑较弱的煅烧氧化气氛，减少Cr3+向Cr6+氧化的比率，局部还原气氛，能够局部实现Cr6+的还原，减少Cr6+的含量；(3)所述后道调整是在水泥粉磨过程中加入矿粉、硫酸亚铁、亚硫酸钙和高效络合还原剂复合还原剂，将水泥中的Cr6+还原，大大降低水泥中Cr6+的含量。优选的，所述前道配伍的源头控制为一级配伍，相关人员提前与主要客户沟通，并到产废企业取样，做好进场固废的提前计划工作，制定进场计划，确保入厂固废的有害成分不超过水泥窑的处置能力。优选的，所述前道配伍的分类堆放多次均化为二级配伍，且在进场后进行，根据Cr元素含量将固废分为高中低三个类别，通过计算，分别入库，然后用行车抓斗进行均化，明确规定固废均化后才能入窑，对均化料进行检测，检测结果用于化验室配比和调整。优选的，所述前道配伍的合理投加为三级配伍，且需要对入窑固废投加量进行控制和计算，通过HJ-662、GB30760等国标规定的方法和标准进行计算，明确均化固废的投加量，严格按标准进行投加。优选的，所述中道控制的煅烧固化包括以下内容，A、外掺重金属离子均可在矿物相中进行一定程度的固溶，Cr3+与Fe3+的半径差均小于15％，可置换形成置换型固溶体，Cr3+的离子鲍尔半径与与Ca3+离子鲍尔半径差均大于15％，可以填隙的方式进入这些空洞位置进行固溶；B、在高温锻烧过程中少部分Cr3+可取代硅酸二钙和硅酸三钙中的Si4+而进入矿物晶格内部，同时Cr2O3与水泥窑中含量较为丰富的CaO发生反应生成了铬酸钙，从而实现固化；C、水化过程没有引起重金属元素配位形式的变化，反应形成的铬酸钙及替代硅原子进入晶格中的Cr2O3主要被结合在水化硅酸钙凝胶(C-S-H)。优选的，所述中道控制的联动监控需要建立质量监控体系和反馈调节机制，制定水泥中水溶性铬内控指标，通过配套的信息化管理软件，实时对生产数据进行监控，发现异常机制汇报，并立即调节生产各环节参数和固废掺加量。优选的，所述后道调整的还原稳定需要在联动调控的基础上对水泥中的六价铬进行还原，具体包括以下几个方面，A、药剂采用七水硫酸亚铁、矿粉、亚硫酸钙、络合型还原剂多种还原剂混合搭配使用，以分别起到短期大幅还原作用和长期稳定还原作用，针对产品种类和客户质量要求，调配不同的复合还原剂，确保水泥中水溶性铬大幅低于国家标准且长期保持稳定；B、添加工艺采用液体喷射、粉体混合加入方法联合使用；C、添加点分别设在石膏库旁、水泥助磨剂仓库旁和水泥磨细粉回料管处，其中石膏库旁添加点的粉状复合还原剂通过计量称称量，然后通过入调配库皮带机与石膏一起进入水泥磨中进行粉磨，水泥助磨剂仓库旁添加点的液体复合还原剂通过输送管道与助磨剂一起喷入水泥磨机内进行反应，水泥磨细粉回料管添加点的粉状复合还原剂通过计量称和下料溜子，从水泥磨细粉回料管进入水泥磨机内进行粉磨和反应；D、不同复合还原剂，分别按照适应条件从上述三个投加点投加，并根据生产情况灵活调节复合还原剂种类和投加点，确保水泥产品中水溶性铬指标远低于国家指标。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该水泥窑协同处置含铬废物的方法，1、运行稳定，通过三级配伍各环节合理运行，保持含铬废料和水泥熟料的合适掺量，避免铬金属摄入量过高对熟料的形成和组成产生较大的影响，处置量和产品质量与预期一致，中控系统控制稳定，长期稳定运行，故障率低；2、绿色环保达到固废减量的效果，该处置方案无废水外排，无固体废物外排，含铬固废处置满足产废企业的需求，达到了固废减量和终处理的目的。大大降低了含铬废渣和含铬废液的库存量，产生了良好的社会效益和经济效益；3、该处置方案既利用了水泥窑协同处置固废的先天优势，无需引入新的能源来焚烧含铬危废，减少对周围环境的影响，达到节能降耗的目的，又将其中的无机成分用来当做水泥生产原料，避免浪费，适量的微量元素既避免对水泥熟料造成不良影响，还能作为矿化剂对水泥煅烧起到促进作用，配合对六价铬的还原加工，进一步降低含铬危废的影响。附图说明图1为本专利技术整体流程示意图；图2为本专利技术实施例一级配伍中进厂危废转移计划及配伍方案示意图；图3为本专利技术实施例二级配伍中均化配比单及均化后检测结果示意图；图4为本专利技术实施例三级配伍中固废投加量计算示意图；图5为本专利技术中道控制中生产及指标控制示意图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种技术方案：一种水泥窑协同处置含铬废物的方法，包括以下步骤：前道配伍，三级配伍工艺→中道控制，煅烧固化及联动监控→后道调整，还原稳定；(1)前道配伍通过源头控制、分类堆放多次均化、合理投加三个控制环节，使含铬废物成分均匀，便于水泥窑协同处置，实现进厂含铬废物最大化处置的目的；(2)中道控制过程中，水泥窑煅烧熟料晶格对重金属离子具有固化作用，将危废中的Cr离子固化到晶格中，实现无害化处置，且水泥窑煅烧氧化气氛比其他处理方式更弱，能够减少Cr3+向Cr6+本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥窑协同处置含铬废物的方法，其特征在于，包括以下步骤：前道配伍，三级配伍工艺→中道控制，煅烧固化及联动监控→后道调整，还原稳定；(1)所述前道配伍通过源头控制、分类堆放多次均化、合理投加三个控制环节，使含铬废物成分均匀，配合水泥窑协同处置；(2)所述中道控制过程中，水泥窑煅烧熟料晶格可以对重金属离子进行固化，将危废中的Cr离子固化到晶格中，实现无害化处置，且通过水泥窑较弱的煅烧氧化气氛，减少Cr3+向Cr6+氧化的比率，局部还原气氛，能够局部实现Cr6+的还原，减少Cr6+的含量；(3)所述后道调整是在水泥粉磨过程中加入矿粉、硫酸亚铁、亚硫酸钙和高效络合还原剂复合还原剂，将水泥中的Cr6+还原，大大降低水泥中Cr6+的含量。

【技术特征摘要】
1.一种水泥窑协同处置含铬废物的方法，其特征在于，包括以下步骤：前道配伍，三级配伍工艺→中道控制，煅烧固化及联动监控→后道调整，还原稳定；(1)所述前道配伍通过源头控制、分类堆放多次均化、合理投加三个控制环节，使含铬废物成分均匀，配合水泥窑协同处置；(2)所述中道控制过程中，水泥窑煅烧熟料晶格可以对重金属离子进行固化，将危废中的Cr离子固化到晶格中，实现无害化处置，且通过水泥窑较弱的煅烧氧化气氛，减少Cr3+向Cr6+氧化的比率，局部还原气氛，能够局部实现Cr6+的还原，减少Cr6+的含量；(3)所述后道调整是在水泥粉磨过程中加入矿粉、硫酸亚铁、亚硫酸钙和高效络合还原剂复合还原剂，将水泥中的Cr6+还原，大大降低水泥中Cr6+的含量。2.根据权利要求1所述的一种水泥窑协同处置含铬废物的方法，其特征在于：所述前道配伍的源头控制为一级配伍，相关人员提前与主要客户沟通，并到产废企业取样，做好进场固废的提前计划工作，制定进场计划，确保入厂固废的有害成分不超过水泥窑的处置能力。3.根据权利要求1所述的一种水泥窑协同处置含铬废物的方法，其特征在于：所述前道配伍的分类堆放多次均化为二级配伍，且在进场后进行，根据Cr元素含量将固废分为高中低三个类别，通过计算，分别入库，然后用行车抓斗进行均化，明确规定固废均化后才能入窑，对均化料进行检测，检测结果用于化验室配比和调整。4.根据权利要求1所述的一种水泥窑协同处置含铬废物的方法，其特征在于：所述前道配伍的合理投加为三级配伍，且需要对入窑固废投加量进行控制和计算，通过HJ-662、GB30760等国标规定的方法和标准进行计算，明确均化固废的投加量，严格按标准进行投加。5.根据权利要求1所述的一种水泥窑协同处置含铬废物的方法，其特征在于：所述中道控制的煅烧固化包括以下内容，A、外掺重金属离子均可在矿物相中进行一定程度的固溶，Cr3+与Fe3+的半径差均小于15％，可置换形成置换...

【专利技术属性】
技术研发人员：章小华，黄建军，麻敏华，黄敏锐，
申请(专利权)人：浙江红狮环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33