一种钙铬砂的制备方法技术

一种钙铬砂的制备方法，将含铬污泥经过调质、分解、焙烧等工艺，确保Cr元素以无毒性、不挥发的低价态保留在钙铬砂中，制备成具有高附加值的钙铬砂，同时在焙烧过程中收集含硫烟气制备硫酸，使污泥中所含的硫酸盐被还原分解并用于制酸，避免硫元素扩散形成大气污染，既实现含铬污泥无害化处理，又将含铬污泥中的铬、钙和硫元素资源化综合利用，显著减少相关生产过程中危险固废排放，降低危废处置成本，生成的钙铬砂可作为不锈钢、铬合金、陶瓷、彩色玻璃、人造石材、微晶玻璃、涂料等生产的原料。涂料等生产的原料。

【技术实现步骤摘要】
一种钙铬砂的制备方法


[0001]本专利技术属于工业危险固体废弃物处理
，尤其涉及一种钙铬砂的制备方法。

技术介绍

[0002]含铬污泥是钢铁、有色金属等行业所产生的固体危险废弃物，其成分随原材料及生产工艺有较大的波动。例如，钢铁企业冷轧生产机组铬酸盐钝化处理工艺废水经处理后，会产生大量的含铬污泥，其主要成分为硫酸钙、亚硫酸钙和铬的化合物沉淀。污泥中致癌物质重金属Cr呈易溶性且含量达到0.5～20％，而被纳入危险废物范围。含铬污泥经压滤成饼后含水率一般为50％
‑
60％。另外含铬污泥中还含有少量的Zn、Pt、F等元素，导致无法在冶金生产中循环利用，也不能直接应用于玻璃等建材生产，成为钢铁、电镀企业的负担。
[0003]含铬污泥中所含的Cr元素是一种价值较高的矿物资源，是中国的短缺矿种，中国每年消费量的80％以上依靠进口。铬应用广泛，在建材行业，可用作玻璃、陶瓷、人造石材、涂料的色料，也可作为微晶玻璃晶核剂等等；在冶金行业，铬是生产不锈钢、含铬合金的主要原料。氧化钙是诸多硅酸盐建筑材料的主要成分，也是重要的冶金辅料。
[0004]有关含铬污泥处理的技术较多，有固化稳定填埋、酸浸出、氨浸出、高温碱性焙烧浸出、微生物法等方法，一般是将铬元素富集后回收，或将污泥作为水泥、陶瓷等原料小比例掺入使用，这些技术都存在处理成本高、无害化处理不彻底、烟气处理量大、存在二次重金属污染等问题。
[0005]目前钢铁、有色金属等企业含铬污泥一般都外委处置，处置费高。含铬污泥的环保化资源化处置是相关企业固废零排放亟需解决的技术难题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种钙铬砂的制备方法，以含铬污泥为主要原料，将含铬污泥中的铬以无害的低价态富集在残余物中形成钙铬砂，同时在处理过程中将含铬污泥中硫元素分解逸出后用于制硫酸或亚硫酸钠，实现含铬污泥的无害化处理和资源化利用，将含铬污泥变废为宝，生成的钙铬砂可作为不锈钢、铬合金、陶瓷、彩色玻璃、人造石材、微晶玻璃、涂料等生产的原料。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是，
[0008]一种钙铬砂的制备方法，包括如下步骤：
[0009]1)配合料制备
[0010]将含铬污泥与调质料混合均匀后造粒，形成含铬污泥配合料；所述调质料与含铬污泥重量比为1:0.5～50；
[0011]所述调质料成分按照重量百分比包括：SiO2：1
‑
80％、Al2O3：1
‑
30％、CaF2：0
‑
1％、B2O3：0
‑
2％、Na2O：0.2
‑
5％、K2O：0.1
‑
1％、P2O5：0.1
‑
2％、Fe2O3：0.05
‑
8％、C：10
‑
83％；
[0012]2)烘干
[0013]将含铬污泥配合粒烘干，烘干温度100～280℃；
[0014]3)焙烧
[0015]含铬污泥配合料焙烧后形成钙铬砂，焙烧温度为850～1180℃，焙烧时间为30～180min；焙烧过程中收集含硫烟气；
[0016]4)冷却。
[0017]优选的，步骤1)中，所述配合料粒径D
50
为0.5～10mm。
[0018]优选的，步骤2)中，所述烘干时间为20～240min。
[0019]优选的，将步骤3)焙烧过程中收集的含硫烟气制备成硫酸。
[0020]优选的，步骤4)中，所述冷却过程中回收钙铬砂中的余热。
[0021]本专利技术所述钙铬砂的熔融温度为950～1300℃。
[0022]进一步，按照所述方法多批次制备钙铬砂，所得钙铬砂按照含铬量的不同，分别送入对应料仓进行均化，之后按照预设定的比例从不同料仓取出钙铬砂并混匀、均化，获得所需求含铬量的钙铬砂。
[0023]优选的，所述料仓的数量为3～10。
[0024]在本专利技术的方法中，含铬污泥与调质料混合调质后，在后续的焙烧和冷却过程中，调质料中的还原剂优先与环境中氧气等氧化性物质反应，使环境呈还原性，确保含铬污泥中的Cr元素以无毒性、不挥发的低价态保留在钙铬砂中，制备出高附加值的钙铬砂；同时，在焙烧过程中收集硫酸盐分解产生的烟气，用于制备硫酸，避免硫元素扩散形成大气污染。该方法在实现含铬污泥无害化处理的同时，可以将含铬污泥中的铬、钙和硫元素综合利用，显著减少相关生产过程中危险固废排放，降低危废处置成本。
[0025]由于调质料中添加有Na2O、K2O、B2O3等低熔点组合助熔剂和碳类还原剂，可以显著降低硫酸盐分解温度，使含铬污泥中的硫酸盐分解温度由1400℃以上降低至800～1150℃，减少设备投资和处理过程能耗，从而减少生产成本。
[0026]在焙烧过程中，调质料中的还原剂C与环境中O2及含铬污泥中硫酸盐分解产物O2发生反应生成CO，CO又能促进硫酸盐的分解，从而使含铬污泥中的硫酸盐成分彻底分解，逸出的含硫气体以烟气形式排出。将含硫烟气用于硫酸制作，使其得到合理应用，避免硫元素扩散形成大气污染，充分利用了含铬污泥的资源价值，显著减少相关生产过程中危险固废排放，降低危废处置成本。
[0027]出于不同产品利用不同含铬量的钙铬砂作为原料生产的需要，可以按照本专利技术所述方法多批次制备钙铬砂，所得钙铬砂按照含铬量的不同，分别送入对应料仓进行均化，之后按照预设定的比例从不同料仓取出钙铬砂并混匀、均化，获得所需求含铬量的钙铬砂。这样可以按照不同的需要制备成分稳定的钙铬砂，使其成分控制在一定范围内，提高钙铬砂成分和性能稳定性，有利于产品应用和市场推广，进一步提高钙铬砂的价值。
[0028]本专利技术添加有Na2O、K2O、B2O3等低熔点组合助熔剂，降低了钙铬砂得熔融温度，其熔融温度为950～1300℃，且成分稳定，熔化能耗低，附加值高，可用作不锈钢、铬合金、绿色玻璃、微晶玻璃、陶瓷釉料、涂料等的生产原料，具有良好的经济价值和推广应用前景。
[0029]本专利技术的有益效果：
[0030]1.本专利技术将含铬污泥调质、焙烧，调质料中还原剂使环境呈还原性，确保含铬污泥中的Cr元素以无毒性、不挥发的低价态保留在钙铬砂中，制备成具有高附加值的钙铬砂，实
现含铬污泥中的铬、钙元素资源化利用，显著减少相关生产过程中危险固废排放，降低危废处置成本。
[0031]2.本专利技术含铬污泥的处理过程中，含铬污泥与调质料混合后，由于调质料中添加Na2O、K2O、B2O3等低熔点组合助熔剂，可以降低含铬污泥中的硫酸盐分解温度及配合料的焙烧温度，减少能耗，从而减少生产成本。
[0032]3.调质料中的还原剂C和环境中O2及含铬污泥中的硫酸盐分解产物O2发生反应生成CO，CO又能促进硫酸盐的分解，可使含铬污泥中的硫酸盐成分彻底分解，形成的含硫烟气可用于制作硫酸，使硫元素得到合理应用，避免硫元素扩散形成大气污染，充分利用含铬污泥的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙铬砂的制备方法，其特征是，包括如下步骤：1)配合料制备将含铬污泥与调质料混合均匀后造粒，形成含铬污泥配合料；所述调质料与含铬污泥重量比为1:0.5～50；所述调质料成分按照重量百分比包括：SiO2：1
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80％、Al2O3：1
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30％、CaF2：0
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1％、B2O3：0
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2％、Na2O：0.2
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5％、K2O：0.1
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1％、P2O5：0.1
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2％、Fe2O3：0.05
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8％、C：10
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83％；2)烘干将含铬污泥配合料烘干，烘干温度100～280℃；3)焙烧含铬污泥配合料焙烧后形成钙铬砂，焙烧温度为850～1180℃，焙烧时间为30～180min；焙烧过程中收集含硫烟气；4)冷却。2.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢梦芹，肖永力，李永谦，杨翠平，李恩超，张友平，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：