一种利用钢铁含油污泥制备固体有机/无机复合型粘结剂的方法及粘结剂和应用技术

本发明专利技术公开了一种利用钢铁含油污泥制备固体有机/无机复合型粘结剂的方法及粘结剂和应用。该方法是将钢铁含油污泥与含有氧化钙和/或氢氧化钙活性成分的改性剂在水介质中混合反应后，固液分离，固体产物经过干燥，即得固体有机/无机复合型粘结剂，该复合型粘结剂具有较好的粘结性能，配加入转炉泥中用于圆盘造球或冷固结压团工艺，可有效提高球团强度。该方法不仅实现了钢铁含油污泥的无害化处理，也实现了钢铁含油污泥中有价组分的资源化利用。实现了钢铁含油污泥中有价组分的资源化利用。

A method for preparing solid organic / inorganic composite binder from oily sludge of iron and steel and its binder and Application

【技术实现步骤摘要】
一种利用钢铁含油污泥制备固体有机/无机复合型粘结剂的方法及粘结剂和应用


[0001]本专利技术涉及一种钢铁含油污泥处理方法，具体涉及一种利用钢铁行业冷轧、热轧过程采用化学法处理轧钢含油废水所得含油污泥通过改性处理获得固体有机/无机复合型粘结剂的方法，还涉及固体有机/无机复合型粘结剂在圆盘造球工艺或冷固结压团工艺中的应用，属于固废处理资源化利用


技术介绍

[0002]钢铁含油污泥是由油、水、固三相组成的成分极其复杂的混合物，含有大量的矿物油、合成酯、各种添加剂以及固体杂质，具有很强的稳定性且含有恶臭气味。如果处置不当，其中的有害气体挥发到大气中会直接影响片区的空气质量，金属物质还会通过地表渗入地下，破坏土壤和植被结构，污染地下水源，甚至通过食物链进入人体，引发癌症等疾病。因此，钢铁含油污泥已被列入《国家危险废物名录(2021版)》，并成为钢铁生产企业环保治理的难题。
[0003]钢铁含油污泥含有大量的有价金属，对其有价组分进行回收，变废为宝、资源循环再利用具有重要意义。目前，国内外对油泥的处理方法主要包括堆存、焚烧、固化、热解、机械分离、溶剂萃取等，这些方法仍然存在土地占用量大、造成二次污染、成本高、无法规模化应用等问题，限制了含油污泥的资源化利用。由于钢铁含油污泥本身具有一定粘性和较高铁含量的特性，而钢铁冶炼过程中的圆盘造球和冷固结压团工艺中通常需要添加一定量粘结剂，因此，可以考虑将钢铁含油污泥用于圆盘造球或冷固结压团工艺充当粘结剂，这样不仅能够满足钢铁含油污泥巨大处理量的需求，也可以对其中的有价元素进行回收，实现资源化利用，同时圆盘造球或冷固结压团工艺目前已经是发展相当完备的生产工艺，都具有比较成熟的末端治理系统和装备，因此实现含油污泥资源化利用的同时，也不会对环境造成二次污染。但是由于钢铁含油污泥具有很强的疏水性，根本不满足圆盘造球或冷固结压团工艺对粘结剂的要求，从而导致钢铁含油污泥不可直接用于圆盘造球或冷固结压团工艺，需对其进行适当的改性处理。

技术实现思路

[0004]针对目前钢铁行业含油污泥产量大、无害化处理和资源化利用难度大的问题，本专利技术的目的在于提供一种利用钢铁含油污泥制备固体有机/无机复合型粘结剂的方法，该方法利用氧化钙和/或氢氧化钙等改性剂对钢铁含油污泥进行改性处理，使其表面亲水性大幅度提高，且可以形成粘结性较好的有机/无机复合型粘结剂，满足圆盘造球或冷固结压团工艺的应用要求，可有效提高圆盘造球或冷固结压团工艺得到的球团或团块性能。该方法不仅实现了钢铁含油污泥的无害化处理，也实现了钢铁含油污泥中有价组分的资源化利用。
[0005]本专利技术的第二个目的是在于提供一种固体有机/无机复合型粘结剂，该粘结剂具
有良好的粘结性能，可用于圆盘造球或冷固结压团工艺，提高球团或团块性能，且成本低，方便贮存和运输。
[0006]本专利技术的第三个目的是在于提供一种固体有机/无机复合型粘结剂的应用，将其应用于圆盘造球或冷固结压团工艺，可有效提高圆盘造球或冷固结压团工艺得到的球团或团块性能。
[0007]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种利用钢铁含油污泥制备固体有机/无机复合型粘结剂的方法，该方法是将钢铁含油污泥与改性剂在水介质中混合反应后，固液分离，固体产物经过干燥，即得；所述改性剂活性成分为氧化钙和/或氢氧化钙。
[0008]本专利技术技术方案关键是在于采用包含氧化钙和/或氢氧化钙活性成分的改性剂对钢铁含油污泥进行改性处理以提高其粘结能力。一方面，利用改性剂的活性成分与含油污泥表面包裹的油膜进行化学反应，从而破坏油膜结构，使含油污泥颗粒表面外露，可以暴露更多的亲水表面，从而改善其粘结性能，另一方面，在改性剂的活性成分的强碱性作用下，将钢铁含油污泥表面的油污中可水解有机物进行水解，从而产生新的亲水基团，以提高钢铁含油污泥颗粒表面的亲水性，也可以改善其粘结性能，第三方面，改性剂的活性成分氢氧化钙或氧化钙经过水化后本身具有一定的粘结性，与改性后的含油污泥形成有机无机复合粘结剂，改善综合粘结能力。
[0009]作为一个优选的方案，所述改性剂选自生石灰、消石灰、CaO粉末、Ca(OH)2中至少一种。针对钢铁含油污泥颗粒表面包裹着一层成分复杂、疏水很强的油膜的特点。优选的改性剂可以与含油污泥表面的油膜通过化学反应而破坏油膜结构，使含油污泥颗粒本身的亲水表面暴露，同时可以产生新的亲水基团。
[0010]作为一个优选的方案，所述钢铁含油污泥为钢铁企业冷轧或热轧过程采用化学法处理轧钢含油废水所得产物。
[0011]作为一个优选的方案，所述改性剂中钙含量为钢铁含油污泥质量的4％～11％。改性剂添加量应足以保证和钢铁含油污泥改性反应后仍有部分剩余，其剩余量为1.4％～3.6％，过量的改性剂可与钢铁含油污泥改性反应产物形成有机/无机复合型粘结剂，以此共同为后续圆盘造球或冷固结压团工艺提供粘结作用。
[0012]作为一个优选的方案，所述改性剂的粒度满足小于0.074mm。改性剂的粒度小，可以提供足够的接触面积，保证改性反应充分进行，同时可减少改性剂用量。
[0013]作为一个优选的方案，所述反应的条件为：搅拌速率为50r/min～350r/min，温度为20℃～80℃，时间为0.5h～3h，固液质量比为1:1～1:4。在优选的反应条件下，适宜的温度可以保证改性反应的顺利进行，适宜的固液比及搅拌速度有利于提高反应效率，足够的反应时间以保证含油污泥可以被充分改性。
[0014]本专利技术涉及的固液分离可以采用离心分离或抽滤分离方式。
[0015]本专利技术涉及的干燥采用常压恒温干燥。
[0016]本专利技术还提供了一种固体有机/无机复合型粘结剂，其由所述方法得到。
[0017]本专利技术还提供了一种固体有机/无机复合型粘结剂的应用，其应用于氧化焙烧球团或金属化球团生产过程。
[0018]作为一个优选的方案，固体有机/无机复合型粘结剂应用于氧化焙烧球团生产的圆盘造球过程或金属化球团生产的冷固结压团过程。
[0019]本专利技术的固体有机/无机复合型粘结剂由改性钢铁含油污泥和过量改性剂组成，改性钢铁含油污泥主要为有机粘结剂，而改性剂主要为无机粘结剂，两者形成的复合粘结剂在圆盘造球或冷固结压团过程中起增强颗粒粘结的作用，同时在圆盘造球或冷固结压团后的氧化焙烧或金属化还原过程中，有机粘结剂中的有机成分被分解掉，余下的铁等金属可以提高氧化焙烧球团或金属化球团的铁品位，而无机粘结剂形成低熔点化合物会产生液相使颗粒致密，有利于提高氧化焙烧球团或金属化球团强度。
[0020]本专利技术提供了一种用于制备固体有机/无机复合型粘结剂的钢铁含油污泥处理方法。
[0021]优选的方案，所述有机/无机粘结剂应用于氧化焙烧球团生产工艺中的圆盘造球过程或金属化球团生产工艺中的冷固结压团过程。
[0022]与已有技术比较，本专利技术技术方案带来的有益技术效果如下：
[0023]1)本专利技术在钢铁含油污泥改性过程中使用了高效且低成本的改性剂，不但对钢铁含油污泥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用钢铁含油污泥制备固体有机/无机复合型粘结剂的方法，其特征在于：将钢铁含油污泥与改性剂在水介质中混合反应后，固液分离，固体产物经过干燥，即得；所述改性剂的活性成分为氧化钙和/或氢氧化钙。2.根据权利要求1所述的一种利用钢铁含油污泥制备固体有机/无机复合型粘结剂的方法，其特征在于：所述改性剂选自生石灰、消石灰、CaO粉末、Ca(OH)2中至少一种。3.根据权利要求1所述的一种利用钢铁含油污泥制备固体有机/无机复合型粘结剂的方法，其特征在于：所述钢铁含油污泥为钢铁企业冷轧或热轧过程采用化学法处理轧钢含油废水所得产物。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种利用钢铁含油污泥制备固体有机/无机复合型粘结剂的方法，其特征在于：所述改性剂中钙含量为钢铁含油污泥质量的4％～11％。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：范晓慧，唐庆余，甘敏，武楷佳，孙增青，季志云，邢金鑫，陈许玲，黄晓贤，袁礼顺，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：