一种含铍硅渣资源化处置方法及应用技术

本发明专利技术公开一种含铍硅渣资源化处置方法及其应用，所述处置方法为将含铍硅渣与辅料混合均匀后在850℃～1300℃的条件下进行焙烧后得到焙烧样，所述辅料为一种还原用煤，其中固定碳含量大于55％，发热量大于4000kcal/kg，所述辅料添加量为含铍硅渣质量的4～12％。本发明专利技术的处置工艺流程简单，设备投资少、运行成本低、焙烧产物固化效果好，无二次污染，符合安全、高效、绿色处置含铍硅渣的要求，得到的含铍硅渣焙烧样能用于制备水泥熟料掺合料，使含铍硅渣得到资源化处置。硅渣得到资源化处置。

【技术实现步骤摘要】
一种含铍硅渣资源化处置方法及应用


[0001]本专利技术属于固废处置
，尤其涉及一种含铍硅渣资源化处置方法及应用。

技术介绍

[0002]工业氧化铍主要采用硫酸法生产，生产过程中产生大量含铍废渣，根据产渣环节不同，主要有环保渣、硅渣、铁渣、铝铵矾渣4类，硅渣为铍矿经熔炼得到玻璃体磨细到200目，与浓硫酸混合，在250～300℃反应，使铍、铝氧化物转化成水溶性硫酸盐，而二氧化硅则不与硫酸发生反应得到的渣。相关研究学者对含铍废渣处置开展了一定研究，但结果都不甚理想，存在固铍效果差、成本高等不足。因此，开展含铍硅渣资源化利用无害化技术研究，解决含铍废渣贮存问题，实现含铍废渣安全、高效处置，为全国含铍废渣安全处置提供技术支撑具有重要意义，同时为军品行业可持续发展保驾护航。
[0003]CN109453493A公开了一种用于处理含铍废渣的稳定化药剂及其制备方法和应用，该专利技术专利申请的工艺技术为向含铍废渣中加入粉煤灰、海泡石等调理剂，氧化钙、过磷酸钙等添加剂及固化剂对含铍废渣进行稳定化处理，该工艺流程复杂，同时增大了含铍废渣储量。CN110252761A公开了一种含铍废渣无害化处理的方法，该方法将含铍废渣及金属尾矿进行高温熔炼，使含铍废渣玻璃化，该工艺熔炼温度较高，成本高。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中含铍硅渣处理后固铍效果差、成本高的技术问题，本专利技术提供一种含铍硅渣资源化处置方法及应用，处置工艺流程简单，设备投资少、运行成本低、焙烧产物固化效果好，无二次污染，符合安全、高效、绿色处置含铍硅渣的要求。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案如下：
[0006]本专利技术第一方面提供一种含铍硅渣资源化处置方法，所述处置方法为将含铍硅渣与辅料混合均匀后在850℃～1300℃的条件下进行焙烧后得到焙烧样。
[0007]本专利技术中将含铍硅渣与辅料的焙烧温度设置为850℃～1300℃，焙烧处理温度低于850℃，则会反应不充分，固铍效果达不到毒性浸出要求；如果焙烧处理的温度高于1300℃，则会出现烧结现象且增加能耗。
[0008]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的资源化处置方法中，所述焙烧温度为850℃～1200℃。
[0009]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的资源化处置方法中，所述焙烧温度为900℃～1100℃。
[0010]所述辅料为一种还原用煤，其中固定碳含量大于55％，发热量大于4000kcal/kg。
[0011]本专利技术中加入辅料与含铍硅渣进行焙烧处理，其中辅料是一种改变反应进行方式、提高固铍效率、降低固铍温度、提高硫酸盐脱硫率的物质，加入辅料与含铍硅渣进行焙烧处理过程中，辅料中的碳使焙烧在还原性气氛中进行，还原性气氛有利于硫酸铍和其他硫酸盐的分解，降低硫酸铍转变为绿柱石的反应温度。首先，辅料中的碳可以降低含铍硅渣
的焙烧温度，更易发生物相转变重构，提高硫酸铍物相转变成绿柱石相比例，降低浸出毒性铍含量，起到固铍作用；其次，加入辅料碳焙烧能降低含铍硅渣中S含量，让S以气态SO2形式进入烟气，起到降低脱硫焙烧温度、提高脱硫效率的作用，焙烧渣中硫的降低可提高焙烧样作为水泥熟料的掺入比例。
[0012]所述辅料添加量为含铍硅渣质量的4～12％。
[0013]本专利技术中若含铍硅渣添加辅料的重量比小于4％，则会反应不完全，仍有部分含铍硅渣未反应；如果含铍硅渣添加辅料的重量比高于12％，则会有部分辅料未反应，残余过多的辅料；因此，含铍硅渣添加辅料的重量比为4％～12％。
[0014]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的资源化处置方法中，所述辅料添加量为含铍硅渣质量的4～10％。
[0015]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的资源化处置方法中，所述辅料添加量为含铍硅渣质量的4～8％。
[0016]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的资源化处置方法中，所述含铍硅渣是氧化铍生产过程中铍矿经熔炼后与浓硫酸混合，经250～300℃反应后不与硫酸发生反应得到的渣。
[0017]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的资源化处置方法中，所述含铍硅渣以重量百分比计，铍含量小于0.2％，硫含量为小于15％，二氧化硅含量大于30％，氧化钙含量大于10％。属于危险废物。
[0018]本专利技术中含铍硅渣中铍是采用ICP碱熔法测定的，S是采用高频红外吸收法测定的，SiO2是采用高氯酸脱水重量法测定的，CaO是采用原子吸收光谱法测定的。
[0019]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的资源化处置方法中，所述含铍硅渣的含水率为30％～40％。
[0020]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的资源化处置方法中，所述含铍硅渣与辅料在马弗炉中焙烧，所述马弗炉的功率为10kW～20kW。
[0021]本专利技术中所使用的马弗炉是一种厢式马弗炉，它是目前市场上销售的产品，例如由以商品名为排气型高温马弗炉销售的产品。本专利技术使用的厢式马弗炉功率应根据升温速率进行选择。
[0022]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的资源化处置方法中，所述焙烧时间为30～60min。
[0023]在本专利技术中将焙烧时间设置为30～60min，焙烧处理的时间小于30min，则会反应不完全；如果这种焙烧处理的时间长于60min，则会产生过多不必要的能耗。
[0024]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的资源化处置方法中，所述焙烧时间为45～60min。
[0025]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的资源化处置方法中，所述焙烧样中浸出毒性铍含量小于0.00667mg/L。
[0026]本专利技术中焙烧后所得到的焙烧样中，浸出毒性铍的含量小于0.02mg/L，满足处理标准，其铍基本物相组成是绿柱石、硫酸铍、硅酸铍，且产物中铍主要以绿柱石形式存在。
[0027]本专利技术第二发面提供上述的含铍硅渣资源化处置方法在制备水泥熟料掺合料中的应用，具体为处理后得到的焙烧样用于制备水泥熟料掺合料。
[0028]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的应用中，焙烧样在M32.5品种水泥中掺比为19.5％。
[0029]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的资源化处置方法中，焙烧样在M42.5品种水泥中掺比为14.5％。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0031]本专利技术采用含铍硅渣与还原性煤辅料进行焙烧的方法，得到的焙烧样中浸出毒性铍含量小于0.02mg/L，得到的焙烧样还可以用于水泥熟料的掺合料，使含铍硅渣得到了资源化处置。本专利技术中采用焙烧处置工艺流程简单，设备投资少、运行成本低、焙烧产物固化效果好，无二次污染，符合安全、高效、绿色处置含铍硅渣的要求。
具体实施方式
[0032]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书内容和较佳的实施例对本专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。
[0033]除非另有定义，下文中所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含铍硅渣资源化处置方法，其特征在于，所述处置方法为将含铍硅渣与辅料混合均匀后在850℃～1300℃的条件下进行焙烧后得到焙烧样；所述辅料为一种还原用煤，其中固定碳含量大于55％，发热量大于4000kcal/kg；所述辅料添加量为含铍硅渣质量的4～12％。2.根据权利要求1所述的含铍硅渣资源化处置方法，其特征在于，所述含铍硅渣是氧化铍生产过程中铍矿经熔炼后与浓硫酸混合，经250～300℃反应后不与硫酸发生反应得到的渣。3.根据权利要求1所述的含铍硅渣资源化处置方法，其特征在于，所述含铍硅渣以重量百分比计，铍含量小于0.2％，硫含量为小于15％，二氧化硅含量大于30％，氧化钙含量大于10％。4.根据权利要求1所述的含铍硅渣资源化处置方法，其特征在于，所述含铍硅渣的含水率为30％～40％...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭庆，毛拥军，王松林，陈沪飞，曾志彦，陈泽宗，谢奕斌，李卫，
申请(专利权)人：五矿铍业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：