一种利用赤泥减少制备陶粒过程中重金属挥发的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用赤泥减少制备陶粒过程中重金属挥发的方法，包括以下步骤：准备，将含有重金属的原料与赤泥分别在80

【技术实现步骤摘要】
一种利用赤泥减少制备陶粒过程中重金属挥发的方法


[0001]本专利技术涉及固体废弃物资源化利用
，具体涉及一种利用赤泥减少制备陶粒过程中重金属挥发的方法。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]重金属污染是一个严重的环境问题，因为与有机物质不同，重金属是不可生物降解的。电镀行业是我国发展较快的一个行业，在表面处理工业中占有较大的比重。电镀废水处理过程中产生的污泥因含有大量复杂的重金属使其成为一种产生量巨大的危险废物，如不经处理直接进入环境，对环境和人类都会产生非常严重的影响。电镀污泥中含量较高的重金属主要为锌、铜、镍。
[0004]目前，电镀污泥的处理处置方法主要有填埋处置、固化/稳定化等，这些方法虽然处置过程相对简单，但是存在重金属缓释带来的二次污染问题。常见的重金属污染土壤修复方法主要分为两类：一是从土壤中彻底去除重金属，二是将重金属固化/稳定化，降低其生物有效性和移动性。其中，高温烧结是一种有效的重金属固化/稳定化方式。将重金属污染土壤通过高温烧结的方式制备成陶粒，即实现了重金属的固化/稳定化，同时制备的陶粒可应用于建材、路基材料、水处理等多个领域，实现资源化利用。
[0005]但是在利用含重金属固体废弃物烧结陶粒时，铜、锌、镍等重金属在烧结过程中的挥发行为是缺少关注的，挥发行为对尾气处置成本影响较大，且会影响二次飞灰的处置难度。中国专利技术专利
‑
CN110436806A,公开了一种增强重金属固化效果的添加剂及其应用与使用方法，所述添加剂包括还原剂/氧化剂、助熔剂、钝化剂中的两种或三种，添加剂成分多，且陶粒制备方法复杂。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种利用赤泥减少制备陶粒过程中重金属挥发的方法，在含有重金属的原料制备陶粒的过程中，通过添加赤泥和控制烧结温度，使得原材料中更多的重金属固定在烧结陶粒中，从而减少重金属的挥发，同时保证重金属的低浸出性。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]在本专利技术的第一方面，提供了一种利用赤泥减少重金属挥发的陶粒制备方法，包括以下步骤：
[0009]准备：将含有重金属的原料与赤泥分别在80
‑
120℃条件下烘干5
‑
8小时，随后进行除杂、破碎和筛分处理；
[0010]造粒：将一定比例的原料与赤泥混合均匀，以重量份比计，原料75
‑
99份、赤泥1
‑
25
份；加入混合料质量13％
‑
20％的水，通过造粒设备制备成球形体；
[0011]制备：将制备的球形体在80
‑
120℃条件下干燥4
‑
8小时，随后进行烧结，烧结条件为：升温速率5
‑
20℃/mi n，预热温度400
‑
500℃，预热时间10
‑
25mi n，烧结温度1050
‑
1200℃，烧结时间10
‑
25mi n，烧结完成经自然冷却后取出。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述含有重金属的原料为重金属污染土壤或重金属污染土壤和电镀污泥的混合原料。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，含有重金属的原料为重金属污染土壤和电镀污泥的混合时，电镀污泥的掺量为0
‑
15份。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述赤泥中Fe2O3含量在20％
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65％之间。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述筛分处理时采用80
‑
100目筛进行筛分。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述筛分处理时采用100目筛进行筛分。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，在准备过程中，将含有重金属的原料与赤泥分别在120℃条件下烘干8小时。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，在造粒过程中，水的添加量为原料与赤泥混合料质量的15％。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，烧结条件为：升温速率10
‑
20℃/mi n，预热温度450
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500℃，预热时间20
‑
25mi n，烧结温度1100
‑
1200℃，烧结时间20
‑
25mi n。
[0020]在本专利技术的第二方面，提供了一种陶粒，采用第一方面的方法得到，其特征在于，陶粒中的锌挥发率低于10％，铜挥发率低于10％，镍挥发率低于10％。
[0021]本专利技术一个或多个技术方案具有以下有益效果：
[0022](1)本专利技术提供的方法，以重金属污染土壤和电镀污泥作为原材料，在陶粒制备过程中加入赤泥，赤泥中的Fe2O3、Al2O3以及SiO2等成分，能够作为陶粒制备的原材料，且赤泥中较高含量的Fe2O3在陶粒烧结过程中能够与原料中的铜、锌等重金属结合形成Cu
‑
Fe、Zn
‑
Fe、Ni
‑
Fe尖晶石，从而减少烧结过程中重金属的挥发。
[0023](2)本专利技术提供的方法，通过赤泥的添加能够降低烧结过程中液相的形成温度，通过调节赤泥添加量进而控制烧结温度，在保证重金属固定效率的同时降低能耗。
[0024](3)本专利技术提供的方法利用赤泥减少制备陶粒过程中中金属的挥发，陶粒在制备过程中锌挥发率低于10％，铜挥发率低于10％，镍挥发率低于10％，提高了陶粒在烧结过程中的固化效果；同时，制备陶粒的过程中消耗了一定的赤泥，实现了固体废弃物的资源化利用。
具体实施方式
[0025]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分，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，均属于本专利技术保护的范围。
[0026]由于现有技术中在制备陶粒过程中，通过增加添加剂来增强重金属的固化效果，存在添加剂成分多、制备方法复杂、重金属存在缓释等不足，针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种利用赤泥减少陶粒生产过程中重金属挥发的方法，将赤泥、重金属污染土壤、电镀污泥等作为原料制备陶粒，赤泥中的主要成分为Fe2O3、Al 2
O3以及SiO2等，能够作为陶
粒制备的原材料，且赤泥中较高含量的Fe2O3在陶粒烧结过程中能够与原料中的铜、锌等重金属结合形成Cu
‑
Fe、Zn
‑
Fe、N i
‑
Fe尖晶石，从而减少烧结过程中重金属的挥发。
[0027]为了表明本专利技术的有益效果，对以下各实施例中的重金属挥发率进行计算，计算方法如下：
[0028]重金属挥发率(％本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用赤泥减少制备陶粒过程中重金属挥发的方法，其特征在于，包括以下步骤：准备：将含有重金属的原料与赤泥分别在80
‑
120℃条件下烘干5
‑
8小时，随后进行除杂、破碎和筛分处理；造粒：将一定比例的原料与赤泥混合均匀，以重量份比计，原料75
‑
99份、赤泥1
‑
25份；加入混合料质量13％
‑
20％的水，通过造粒设备制备成球形体；制备：将制备的球形体在80
‑
120℃条件下干燥4
‑
8小时，随后进行烧结，烧结条件为：升温速率5
‑
20℃/min，预热温度400
‑
500℃，预热时间10
‑
25min，烧结温度1050
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1200℃，烧结时间10
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25min，烧结完成经自然冷却后取出。2.如权利要求1所述的利用赤泥减少制备陶粒过程中重金属挥发的方法，其特征在于，所述含有重金属的原料为重金属污染土壤或重金属污染土壤和电镀污泥的混合原料。3.如权利要求2所述的利用赤泥减少制备陶粒过程中重金属挥发的方法，其特征在于，含有重金属的原料为重金属污染土壤和电镀污泥的混合时，电镀污泥的掺量为0
‑
15份。...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵莹莹，田超，李书慧，杨延峰，马近伟，
申请(专利权)人：山东山科生态环境研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：