一种利用冶炼工业废渣同步烟气脱硫脱硝处理制备胶凝材料的方法及所得凝胶材料的应用技术

本发明专利技术属于工业废弃物资源化处理技术领域，特别涉及一种利用冶炼工业废渣同步烟气脱硫脱硝处理制备胶凝材料的方法及所得凝胶材料的应用。本发明专利技术首先将冶炼工业废渣进行热活化预处理，将矿渣渣中的MnS或FeS、铁橄榄石大量转化为锰氧化物或铁氧化物，在脱硫脱硝的反应过程中与SO

【技术实现步骤摘要】
一种利用冶炼工业废渣同步烟气脱硫脱硝处理制备胶凝材料的方法及所得凝胶材料的应用
本专利技术属于工业废弃物资源化处理
，特别涉及一种利用冶炼工业废渣同步烟气脱硫脱硝处理制备胶凝材料的方法及所得凝胶材料的应用。
技术介绍
SO2和NOx是有色金属冶炼过程中释放的主要污染物，是产生酸雨、光化学烟雾和温室效应等气象灾害的主要原因，严重影响了人类生存环境和健康。当前，同时处理二氧化硫和氮氧化物成熟技术主要包括应用湿式烟气脱硫(WFGD)和选择性催化还原技术(SCR)组合，该两种方法脱硫脱硝效率高，运行稳定，但是耗水量大，投资和运行成本较高。因此有色金属冶炼行业迫切需求一种低成本，流程简单的烟气同时脱硫脱硝新技术。矿浆脱硫是利用矿浆中含有大量金属氧化物及金属离子，能液相催化氧化SO2生成SO42-从而去除烟气中的SO2的技术。但是由于NO的溶解度在矿浆中极低，如何在矿浆液相同步脱硫过程中将NO转化为溶解度更高的含氮物质(包括NO2、N2O4、N2O5)，以去除烟气中的NO，仍值得进一步研究。铁锰合金与铜冶炼工业中会产生大量的铁锰合金渣与铜冶炼渣，通过XRD与XRF对其进行表征，发现这两种渣的组成成分中SiO2、CaO、MgO和Al2O3分别达到30～40％、20～30％、5～10％和8～10％，同时含有一定量的MnS、FeS、MnO、Fe3O4和硅酸盐等，是一种含高钙镁铝的固体废物，目前对该类含高钙镁铝的固体废物处理方法主要仍在于单纯作为掺料用于制备高性能混凝土。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种利用冶炼工业废渣同步烟气脱硫脱硝处理制备胶凝材料的方法，由本专利技术提供的方法可以充分利用含高钙镁铝的冶炼工业废渣同步烟气脱硫脱硝处理，最终得到具有较高水化活性的胶凝材料，实现工业废弃物的高效利用；本专利技术还提供了所得凝胶材料的应用。为了实现上述专利技术的目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种利用冶炼工业废渣同步烟气脱硫脱硝处理制备胶凝材料的方法，包括以下步骤：将冶炼工业废渣和相调节剂混合后进行热活化预处理，得到活化渣；将所述活化渣、氧化剂和水混合，得到浆液；将所述浆液与待处理烟气接触，对烟气进行脱硫脱硝处理，得到含硫含硝的浆液；将所述含硫含硝的浆液进行固液分离，得到固相和液相；对所述固相进行干燥，得到所述胶凝材料。优选的，所述冶炼工业废渣包括铁锰合金渣和/或铜冶炼渣；所述相调节剂为CaO、Na2CO3或B2O3。优选的，所述冶炼工业废渣与相调节剂的质量比为10：(1～3)。优选的，所述热活化预处理包括：将所述混合得到的混合物料依次进行的第一研磨、焙烧和第二研磨；所述焙烧的温度为800～1200℃，时间为60～180min；所述第一研磨和第二研磨所得产物的粒径独立地为200～300目。优选的，所述氧化剂包括KMnO4或NaClO2。优选的，所述活化渣和氧化剂的质量比为10：(0.3～0.8)；所述浆液中活化渣的浓度为50g/L。优选的，所述烟气中SO2的体积浓度为300～1000ppm，NO的体积浓度为200～500ppm，O2的体积浓度为1％～10％；所述烟气的流速为200～800mL/min。优选的，所述脱硫脱硝处理中浆液与烟气的体积比为1：(600～1000)；所述脱硫脱硝处理的温度为30～45℃，时间为5～12h。优选的，所述后处理包括依次进行的除杂和浓缩。本专利技术还提供了上述技术方案所述方法得到的凝胶材料作为建筑材料在建筑领域的应用。本专利技术提供了一种利用冶炼工业废渣同步烟气脱硫脱硝处理制备胶凝材料的方法，包括以下步骤：将冶炼工业废渣和相调节剂混合后进行热活化预处理，得到活化渣；将所述活化渣、氧化剂和水混合，得到浆液；将所述浆液与待处理烟气接触，对烟气进行脱硫脱硝处理，得到含硫含硝的浆液；将所述含硫含硝的浆液进行固液分离，得到固相和液相；对所述固相进行干燥，得到所述胶凝材料。本专利技术首先将冶炼工业废渣进行热活化预处理，将矿渣中的MnS或FeS、铁橄榄石大量转化为锰氧化物或铁氧化物，在脱硫脱硝的反应过程中铁、锰氧化物能够与SO2、NOx发生反应，生成可溶于水的硫酸盐和硝酸盐类，不仅能够提高脱硫脱硝效率，而且能利用SO2和NOx的强还原性及生成产物中的硫酸和硝酸将矿渣中过多的锰、铁浸出，从而提高矿渣的水化活性，更有利于胶凝材料的制备。本专利技术利用金属冶炼工业产生的冶炼废渣处理冶炼工业废气中的SO2和NOx，既解决了金属冶炼行业低成本、高效率的烟气脱硫脱硝需求，又利用废气资源实现冶炼工业废渣的净化分离，得到一种胶凝材料，实现了冶炼工业废渣和废气的资源化利用。附图说明图1为实施例1脱硫脱硝处理结果检测图；图2为实施例2脱硫脱硝处理结果检测图；图3为实施例3脱硫脱硝处理结果检测图。具体实施方式本专利技术提供了一种利用冶炼工业废渣同步烟气脱硫脱硝处理制备胶凝材料的方法，包括以下步骤：将冶炼工业废渣和相调节剂混合后进行热活化预处理，得到活化渣；将所述活化渣、氧化剂和水混合，得到浆液；将所述浆液与待处理烟气接触，对烟气进行脱硫脱硝处理，得到含硫含硝的浆液；将所述含硫含硝的浆液进行固液分离，得到固相和液相；对所述固相进行干燥，得到所述胶凝材料。本专利技术将冶炼工业废渣和相调节剂混合后进行热活化预处理，得到活化渣。在本专利技术中，所述冶炼工业废渣优选为金属冶炼工业废渣，更优选包括铁锰合金渣和/或铜冶炼渣。在本专利技术中，所述相调节剂优选为CaO、Na2CO3或B2O3。在本专利技术中，所述冶炼工业废渣与相调节剂的质量比优选为10：(1～3)。冶炼工业废渣的主要组成优选包括锰合金渣和/或铜合金渣。在本专利技术中，当所述冶炼工业废渣包括锰合金渣和铜合金渣时，所述锰合金渣和铜冶炼渣的质量比优选≥2。在本专利技术中，所述热活化预处理优选包括依次进行的第一研磨、焙烧和第二研磨。在本专利技术中，所述焙烧的温度优选为800～1200℃，更优选为900～1100℃；时间优选为60～180min，更优选为80～160min。在本专利技术中，所述焙烧的温度优选由室温升温得到；所述升温的速率优选为5～10℃/min，更优选为6～9℃/min。在本专利技术中，所述焙烧的设备优选为马弗炉。所述第一研磨和第二研磨所得产物的粒径独立地优选为200～300目。本专利技术对所述第一研磨和第二研磨没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的研磨即可。在本专利技术中，所述第二研磨优选在焙烧的产物冷却后进行。本专利技术在相调节剂及热激发的作用下，冶炼工业废渣原物相中含量高达8～10wt.％的低活性物相MnS可转化为锰氧化物；低活性的铁橄榄石还原成铁并生成硅酸钙及铁氧化物，有利于提高对烟气的脱硫脱硝效率，也有利于提高胶凝材料的水化活性；相调节剂中含有的游离氧，在高温的条件下打断锰渣中原有的硅氧网络结构，使结晶体中硅氧四面体、锰氧八面体网络结构解体，产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用冶炼工业废渣同步烟气脱硫脱硝处理制备胶凝材料的方法，包括以下步骤：/n将冶炼工业废渣和相调节剂混合后进行热活化预处理，得到活化渣；/n将所述活化渣、氧化剂和水混合，得到浆液；/n将所述浆液与待处理烟气接触，对烟气进行脱硫脱硝处理，得到含硫含硝的浆液；/n将所述含硫含硝的浆液进行固液分离，得到固相和液相；/n对所述固相进行干燥，得到所述胶凝材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用冶炼工业废渣同步烟气脱硫脱硝处理制备胶凝材料的方法，包括以下步骤：
将冶炼工业废渣和相调节剂混合后进行热活化预处理，得到活化渣；
将所述活化渣、氧化剂和水混合，得到浆液；
将所述浆液与待处理烟气接触，对烟气进行脱硫脱硝处理，得到含硫含硝的浆液；
将所述含硫含硝的浆液进行固液分离，得到固相和液相；
对所述固相进行干燥，得到所述胶凝材料。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冶炼工业废渣包括铁锰合金渣和/或铜冶炼渣；所述相调节剂为CaO、Na2CO3或B2O3。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述冶炼工业废渣与相调节剂的质量比为10：(1～3)。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热活化预处理包括：将所述混合得到的混合物料依次进行第一研磨、焙烧和第二研磨；所述焙烧的温度为800～1200℃，时间为60～180min；所述第一研磨和第二研磨所得产物的粒径独立...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁平，包加成，孙鑫，骆燕苏，李凯，王驰，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53