[發明專利]一種鉛鋅冶煉廢渣的固化處理工藝

無效

• 申請號: 201210567520.1
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103011726A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 譚宏斌;馬小玲;侯小強;郭從盛;夏鵬舉;李雷權;王華
• 申請（專利權）人: 陜西理工學院
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B28/06;C04B28/08;C04B18/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

技術領域

本發明涉及一種冶煉工業有害廢渣的處理方法，特別涉及一種用水硬性膠凝材料固化鉛鋅冶煉廢渣的處理方法。

背景技術

近十年來，我國鉛鋅冶金保持了快速增長的勢頭，2010年，鉛鋅總產量達到958.10萬噸。我國鉛鋅金屬產量已連續多年位居世界第一。在產品產能飛速發展的同時，生產過程中的各類冶煉渣的處理問題逐步凸現，不僅關系到資源的綜合循環利用，而且更關系到對自然環境的深遠影響。由于在礦物原生過程中，鉛鋅多以相互伴生的形式存在，這就形成了冶煉過程中鉛鋅聯合的普遍格局。我國鋅冶煉行業工藝繁多，火濕法并舉，但采用濕法（焙燒—浸出—電積工藝）生產的約占70%，成為主流，并有進一步取代火法煉鋅的趨勢。在濕法煉鋅過程中，首先要進行脫硫，目前國內多為焙燒脫硫，焙燒過程中產生的焙砂、焙塵均作為半成品進入下段流程。采用硫酸體系對焙燒礦進行浸出，此過程是產生鋅渣的主要環節。在一個10×10⁴t/a的電鋅冶煉廠，投入鋅品位約50%的情況下，系統產各類渣約為96121.5噸，其中，浸出渣為主要渣[侯曉波.鉛鋅冶煉渣處理的系統分析及研究[J].云南冶金，2011，40（3）：42-46]。以某大型鉛/鋅冶煉廠濕法煉鋅中性-酸性復浸出工藝的浸出渣經揮發窯系統回收部分有價金屬（鋅、鉛、銦、鍺等）后所得到的二次渣；廢渣風干后經球磨機磨細，過0.1mm篩，105℃下烘干，其主要化學成分及含量如下：Fe?34.81%、Cu?1.31%、Zn?2.84%、Pb?0.57%、As?0.42%、Ag?97mg/kg、Ga?923mg/kg、In?96mg/kg、Cd?30mg/kg、S?5.1%、C(焦炭)20.48%、石英20.36%，其余為Mn、Ca、K、Al、Mg等，約占14%[潘鳳開，郭朝暉，程義，等.Pb/Zn冶煉廢渣中重金屬的生物浸出-鹽浸處理[J].環境工程學報，2008，2（12）：1672-1676]。這些廢渣的堆存直接影響自然環境，并對環境如土壤、水體和農作物等造成危害；在對廢渣進行浸出實驗發現，砷是棄渣中污染環境的重要有害元素之一，其次是氟；實驗發現最大砷浸出濃度值為1075ug/L，氟為8.48mg/L；研究還發現在所研究的pH范圍（4-60）內，浸出液pH與渣中重金屬離子的浸出呈負相關，而與F以及As的浸出呈正相關[楊景田，蘇欣捷，武慶芬，等.鉛鋅冶煉棄渣有害特征及其浸出行為研究[J].環境科學，1988，9（6）：17-22]。

鉛鋅渣由于含有Pb、Zn、Cu、Cd等重金屬，As和F等有害非金屬，屬于危險廢物的范疇。目前對于危險廢物的處理，首先對有害物質穩定化后，再進行固化。

所謂穩定化是在危險廢物中添加穩定劑，將有害污染物轉變為化學上更穩定形式的過程，使有害污染物變成低溶解性、低遷移性或低毒性物質。穩定化一般分為化學穩定化和物理穩定化。化學穩定化是通過有害物質與穩定劑之間的化學反應，改變有害物質的化學形態和降低有害物質的溶解度和反應性；物理穩定化是將危險廢物與穩定劑混合，形成堅固的物質，污染物被物理性捕獲到固體物質的矩陣中[華明良，羅保明，薛軍.高濃度含砷廢液的直接固化穩定化試驗研究[J].中國環保產業，2008，（7）：49-55]

所謂固化是在危險廢物中添加固化劑，使其轉變為不可流動固體或形成緊密固體的過程。在該工藝中所用的固化劑可以是一種，也可以是多種。在毒性污染物和添加劑之間可以有、也可以沒有化學結合作用。固化產物可以運輸和堆存。

在危險廢物處理時，常采用水泥固化法。水泥固化法，它具有工藝簡單、成本低、原材料易得等特點。但是水泥固化也存在一些不可忽視的問題：孔隙率較大，體積成倍增多，進入安全填埋場，造成庫容浪費；此外，由于水泥固化以包裹形式為主，易產生反溶，造成二次污染等。吳少林等采用藥劑穩定化、水泥固化以及二者結合等方法對鋅渣進行了處理研究，研究發現采用該方法處理鋅渣是完全可行的[吳少林，鐘玉鳳，戴玉芬，等.鋅渣的固化處理及浸出毒性試驗研究[J].南昌航空大學學報(自然科學版)，2007，21（2）：67-71]。

但是吳少林等采用的藥劑為有機物，隨著時間的延長，有機物將發生分解，使其失去對有害離子的螯合能力，在地下水、地表水和雨水的作用下，有害離子將回到生物圈，對環境再次造成危害。

發明內容

本發明的目的是提供一種可提高固化體抗水的浸蝕能力及穩定性的用水泥固化鉛鋅廢渣的處理方法。

為達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的：

一種鉛鋅冶煉廢渣的固化處理工藝，其特征是，包括下述步驟：