[發明專利]一種高砷重金屬污泥資源綜合利用的方法

有效

• 申請號: 201410197446.8
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN104003592A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 王華;祝星;祁先進;胡建杭;魏永剛;廖天鵬;李轅成
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C01B17/74
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種高砷重金屬污泥資源綜合利用的方法，屬于資源綜合利用與環境保護技術領域。

背景技術

有色金屬工業是我國國民經濟重要的基礎原材料產業，而作為能源、水資源、礦石資源、再生資源消耗量很大的資源密集型產業，其“三廢”資源化利用潛力巨大，“三廢”資源化利用技術對于有色金屬工業可持續發展有著重要的意義。銅作為有色金屬中的十大主要金屬之一，其產量也較大，銅冶金工業“三廢”資源化利用對于提升銅冶金工業競爭力與發展清潔生產具有十分積極的意義。

在我國主要的銅冶煉方法是火法冶煉，其冶煉污泥主要來源于酸性廢水處理，酸性廢水一般通過石灰鐵鹽法處理，酸性廢水經過處理后的得到水質合格的污泥同時也產生大量的的銅冶煉污泥。銅冶煉污泥中除富含重金屬外，其主要成分為CaSO₄，其余部分元素如表1所示，實施例1中的銅冶煉污泥X射線熒光光譜分析(XRF)如圖1所示，其含量達到50%以上，既是一種二次資源，又是二次污染源。銅冶煉通常未經處理和利用，直接堆放或填埋，在自然條件下，經雨水淋溶和滲濾會對土壤、地下水、地表水體及農作物造成二次污染。重金屬及砷進入水體和土壤后難以被生物降解，并可通過生物鏈富集，危害人體健康。另外，污泥隨意堆放，會侵占大量土地。因此對銅冶煉過程中產生污泥的來源、類別、特性及無害化、資源化處理研究是十分必要的。

表1

我國銅產量巨大，因此而帶來的是每年銅冶煉污泥量巨大，以一個年產十萬噸粗銅的火法冶煉廠為例，其日產污泥量達到30噸。這部分冶煉污泥不能很好的利用，不但是資源的一種浪費，且占用大量土地，造成環境的污染。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題及不足，本發明提供一種高砷重金屬污泥資源綜合利用的方法。該方法通過將含CaSO₄的銅冶煉污泥制備得到產品硫酸，直接富集易揮發性有價成分于灰渣中，而難揮發性重金屬將采用酸性廢水處理提取有價金屬，本發明通過以下技術方案實現。

一種高砷重金屬污泥資源綜合利用的方法，其具體步驟如下：

（1）首先將高砷重金屬污泥自然風干后破碎至粒度為10μm以下，然后在200℃以下條件下干燥得到干燥高砷重金屬污泥；

（2）向步驟（1）得到的干燥高砷重金屬污泥中按照干燥高砷重金屬污泥按照質量比為1：10～40加入碳質燃料并混合均勻，然后在900℃~1500℃條件下高溫分解0.5～2h制備得到富含SO₂的塵氣和熱解產物；

（3）將步驟（2）得到的熱解產物采用酸性廢水處理提取有價金屬，而富含SO₂的塵氣進行預熱回收、凈化收塵至溫度為430℃獲得SO₂煙氣和易揮發性成分富集灰渣，最后將SO₂煙氣輸送到制酸系統制備得到硫酸，易揮發性成分富集灰渣進一步回收利用有價成分。

所述高砷重金屬污泥中包括以下質量百分比組分：CaSO₄＞40%、As＞1%、Zn＞2%。

所述步驟（2）碳質燃料為無煙煤或焦炭。

本發明的有益效果是：（1）實現了污泥的資源化循環利用，避免的大量污泥的產生以及重金屬污泥帶來的污染；（2）該方法不僅實現了污泥的循環利用，還達到了回收SO₂制酸與富集有價成分的目的，通過該工藝可以直接富集易揮發性有價成分于灰渣中，而而難揮發性重金屬將采用酸性廢水處理提取有價金屬，并可實現這些重金屬回收利用；（3）系統內部實現余熱回收與利用可大大提高系統運行的能源利用效率，降低工藝運行成本；（4）本方法提出一種極具應用前景的冶煉污泥循環綜合利用的方法，對于冶煉行業的節能減排與環境保護都具有重要意義。

附圖說明

圖1是本發明實施例1中的銅冶煉污泥X射線熒光光譜分析(XRF)圖；

圖2是本發明工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式，對本發明作進一步說明。

實施例1

如圖2所示，該高砷重金屬污泥資源綜合利用的方法，其具體步驟如下：

（1）首先將高砷重金屬污泥自然風干后破碎至粒度為10μm以下，然后在200℃以下條件下干燥得到干燥高砷重金屬污泥，其中高砷重金屬污泥中包括以下質量百分比組分：Ca28.10%，其余主要成分如表1的物料1^#所示；