[發明專利]一種重金屬廢渣機械干法硫化處理方法

有效

• 申請號: 201210122319.2
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102688874A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 柴立元;閔小波;柯勇;梁彥杰;李青竹;彭兵;唐崇儉
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;C01B17/20;C01G9/08;B02C17/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 袁靖

技術領域

本發明屬于環境工程領域，涉及一種重金屬廢物的機械硫化處理方法。

背景技術

重金屬固體廢物是重金屬污染環境的主要形態之一。隨著社會的進步、科技的發展，人類對有色金屬的開采、冶煉、加工等生產活動也日漸頻繁，產生的重金屬固體廢物不論是數量上還是種類上都大大增加。重金屬廢物的排放和堆存，不僅占用了大量的土地，而且其中常含有砷、鎘、鉛、鋅、銅和汞等多種重金屬，對環境和人類健康構成了極大的威脅。另一方面，我國目前礦產資源緊缺，形勢嚴峻。鉛、鋅、鎢、錫、銻、稀土礦資源比較豐富，但富礦多數已開發利用；鉛、鋅、銅等礦物大量依賴進口。重金屬固體廢物中含有銅、鉛、鋅、鎘等多種有價金屬，日益成為一種具有開發利用價值的二次資源。因此，重金屬固體廢棄物無害化、資源化處理的方法和技術具有較大的市場需求量，尤其是對于工藝簡單、環境友好、成本節約的重金屬固體廢棄物處理技術或方法極為需求。

目前，重金屬固體廢物無害化、資源化處理方法主要包括資源回收和固化處理。其中固化處理一般只能實現重金屬廢渣的無害化處理，并且固化處理增容比較大，成本較高，不能實現重金屬資源的資源化回收。而常規的回收工藝主要有濕法浸出和火法冶煉兩種方法。但是，對于濕法浸出技術而言，由于重金屬廢渣雜質多，成分復雜，導致浸出液除雜工藝復雜，回收率低。如化學浸出、細菌浸出等可以用于廢物中有價金屬的回收，但由于回收效率、技術經濟性以及二次污染等方面存在問題，難以進行商業應用；而火法冶煉的工藝能耗大，成本高，也難以推廣應用。

重金屬廢渣中的金屬大多以氧化物、氫氧化物等簡單或復雜的含氧化合物存在，利用硫化技術將重金屬廢渣變為更為穩定的硫化物，不僅可以實現重金屬的穩定化，而且其中的重金屬硫化物可以通過浮選回收的方式得到硫化精礦，從而使得金屬資源得以回收利用。

國內外關于重金屬廢渣的硫化技術主要有溶液硫化、水熱硫化、焙燒硫化、機械硫化。溶液硫化的硫化劑一般采用硫化鈉，該方法不僅重金屬硫化率不高，而且會產生廢水和廢氣；焙燒硫化要求嚴格控制焙燒氣氛，并且成本較高、能耗大；而關于水熱硫化和機械硫化技術的研究尚處于起步階段，現有的硫化方法主要有機械濕法硫化和水熱硫化，硫化劑主要采用硫化鈉溶液。采用機械濕法硫化工藝處理過程中會產生硫化氫及強堿性廢水等二次污染問題，一些重金屬的硫化率也較低，同時硫化鈉的成本也較高。而采用水熱硫化不僅存在前面所述問題，還存在能耗大、成本高等問題，這些都嚴重阻礙了該技術的推廣使用。

發明內容

本發明的目的是提供一種重金屬廢物機械干法硫化處理方法。該方法具有工藝簡單、操作方便，處理過程中不產生廢水、廢氣，沒有二次污染等優點。

本發明的目的是通過以下方式實現的：

重金屬廢渣機械干法硫化處理方法，包括以下步驟：

重金屬廢渣烘干至恒重后，加入硫化劑和硫化促進劑，在球磨機中進行干式球磨，球料質量比30～50∶1，轉速為400～600r/min，球磨時間2～10h后，取出物料即重金屬廢渣機械硫化產物；保證n(Me)∶n(S)∶n(Al)＝1∶1.2～2∶0.8～1.5，其中n(Me)指重金屬廢物中重金屬的總物質的量，n(S)代表硫化劑中硫單質的物質的量，所述的硫化劑包括含硫磺粉末、硫磺粒、硫磺塊和含有硫磺單質的工業廢渣中的一種或幾種；所述的硫化促進劑包括純鋁粉、鋁冶煉行業及鋁生產行業產生的廢鋁渣和屑、報廢的鋁制品、含鋁的工業廢物中的一種或幾種；n(Al)代表硫化促進劑中鋁單質的物質的量。

所述的重金屬廢渣為冶煉、化工、電鍍行業產生的含重金屬的固體廢棄物，包括冶煉廢渣、重金屬粉塵、重金屬污泥及沉積物、浮選尾礦、尾砂中的一種或幾種。

所述的重金屬包括Zn、Pb、Cu、Cd、Cr、Hg、Ag中的一種或幾種。

所述的重金屬包括以氧化物、氫氧化物、硫酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽的一種或幾種的形態存在。

所述的重金屬廢渣機械干法硫化處理使用的設備包括行星式球磨機、攪拌球磨機或高能球磨機。