[發明專利]一種重金屬污泥無害化處理及資源化利用方法

有效

• 申請號: 201610059588.7
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105506292B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 楊桂海
• 申請（專利權）人: 肇慶市新榮昌工業環保有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B15/00;C22B23/02
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;宋靜娜

技術領域

本發明屬于工業危險廢棄物處理領域，尤其涉及一種重金屬污泥無害化處理及資源化利用方法。

背景技術

近年來我國經濟高速發展，城市化進程加快，但粗放型的經濟發展模式造成了資源短缺、環境污染等一系列問題，嚴重影響了經濟、生態的可持續發展。因此，將傳統經濟發展中“經濟—產品—廢物排放”這一線性物流模式改造成為“資源—產品—再生資源”的物資循環模式，從而實現可持續發展，具有非常重要的現實意義。

重金屬污泥中由于含有Cu、Ni、Al、Cr等多種重金屬離子，具有潛在的開采價值。重金屬污泥的處理技術從最初的簡單填埋、焚燒處置到系統地從中回收各種金屬，污泥的綜合利用從消納性的無害化處理已提高到資源良性循環的新水平。熔煉法冶煉重金屬污泥，能夠徹底解決重金屬污泥的金屬污染問題，可以實現“零排放”，金屬回收率高，從環境保護方面講，熔煉法是值得推廣的清潔生產工藝。

公開號為“CN 101597691 A”的中國專利申請公開了處理含銅含鎳固體廢物的工藝方法，其特點是首先采用沸騰回轉干燥法對固體廢物進行預處理得到入爐爐料，然后采用還原法對入爐爐料進行還原熔煉，所述的還原熔煉為在還原熔煉爐內加入炭精燃料，其燃燒放出的熱量使爐料熔化，同時形成一氧化碳還原氣氛，使銅或鎳的金屬氧化物還原，還原熔煉得到的液銅或液鎳經過澆鑄得到次粗銅、次粗鎳、冰銅或冰鎳，還原熔煉得到的爐渣經過水淬處理回收利用，還原熔煉得到的煙氣經過尾氣處理系統回收利用。但由于重金屬污泥含水率高，熔煉爐對進爐物料含水率要求高、脫水耗能高，導致經濟效益不高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足之處而提供了一種環保節能、經濟效益好、重金屬回收率高的重金屬污泥無害化處理及資源化利用方法。

本發明采用的技術方案為：一種重金屬污泥無害化處理及資源化利用方法，包括以下步驟：

1)將重金屬污泥調制成含水率為92％～95％的泥漿，向泥漿中加入占重金屬污泥重量3～5％的重金屬穩定劑，攪拌混合均勻；

其中，重金屬穩定劑由以下重量份的組分混合而成：火山石粉5～10份，石灰石粉10～20份，氧化鈣5～10份，丙烯酰胺3～5份，聚合氯化鋁25～30份以及重金屬螯合劑3～5份；

2)將穩定后的泥漿泵入隔膜式板框壓濾機，在1.2～1.5MPa壓力下脫水30～40min；

3)將脫水后的泥漿在600～750℃下干燥30～40min，使其含水率下降至15％～20％；

4)向干燥后的重金屬污泥中摻入硅酸鹽水泥，然后將摻有硅酸鹽水泥的重金屬污泥加壓制得磚型物料；其中，所述硅酸鹽水泥的重量為重金屬重量的4％～7％；

5)在熔劑和還原劑存在的條件下，將制得的磚型物料在1250～1300℃下進行還原熔煉，將所述重金屬污泥中的金屬氧化物還原；其中，還原劑為炭精，炭精燃燒時放出的熱量足以使磚型物料熔化，同時形成還原氣氛；磚型物料和熔劑的重量比為100：5-8；

6)分離金屬與料渣，并處理重金屬污泥在干燥及還原熔煉過程產生的廢氣。

在上述技術方案中，重金屬穩定劑可將重金屬穩定在污泥中，在進行污泥的壓濾時，可有效減少進入壓濾廢水中的重金屬的量；特別是，重金屬穩定劑中加入比表面積大的火山石粉后，顯著提高了重金屬穩定劑對重金屬的穩定效果；石灰石不僅可以在步驟1)和步驟2)用于穩定重金屬，還可在還原熔煉步 驟中起到穩定重金屬，減少重金屬向飛灰、煙氣中的遷移的作用。

優選地，所述重金屬穩定劑由以下重量份的組分混合而成：火山石粉3份，石灰石粉15份，丙烯酰胺4份，聚合氯化鋁28份以及重金屬螯合劑4份。

優選地，所述重金屬螯合劑基本骨架為聚乙烯亞胺，其分子量為50000～100000。更優選地，所述重金屬螯合劑的分子量為80000。

優選地，所述硅酸鹽水泥中摻有占硅酸鹽水泥總重量3％的硫酸鈉以及占硅酸鹽水泥總重量3％的十二烷基苯磺酸鈉。

十二烷基苯磺酸鈉和硫酸鈉的加入不僅可以改善水泥的性能，降低水泥工業能耗和設備損耗；同時發明人發現在還原熔煉時，硫酸鈉的存在還有助于提高石灰石對重金屬的吸附能力，減少重金屬向飛灰、煙氣中的遷移。

優選地，所述熔劑為石灰石、碎玻璃和硼砂的混合物，其中，石灰石、碎玻璃和硼砂的重量比為6:2:0.2。

優選地，所述重金屬污泥為含銅、含鎳重金屬污泥。