[發(fā)明專利]鈹渣脫毒與水泥窯協(xié)同資源化處理系統(tǒng)及工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910113576.1
• 申請(qǐng)日: 2019-02-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109761514B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖喜才;王柱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙中硅環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B7/147
• 分類號(hào): C04B7/147;C04B7/38;B01D53/56;B01D53/78;C01F3/02;C01C1/24
• 代理公司: 長(zhǎng)沙楚為知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43217
• 代理人: 李大為

本發(fā)明公開(kāi)了一種鈹渣脫毒與水泥窯協(xié)同資源化處理系統(tǒng)及工藝，利用鈹渣在酸性條件下經(jīng)過(guò)水洗可以形成硫酸鈹溶液和固體渣，其中硫酸鈹溶液與氨水反應(yīng)后，生成氫氧化鈹沉淀，將沉淀分離后用于回收氫氧化鈹；而固體渣經(jīng)過(guò)處理后送入系統(tǒng)水泥窯高溫煅燒，將固體渣中含有的鈹固熔于水泥熟料晶格中，形成鐵鈹酸鈣、鋁鈹酸鈣和鈹酸鈣等礦物，水泥中鈹含量達(dá)到微量，浸出溶度小于0.1μg/l，符合水泥原料要求，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氨氮化合物轉(zhuǎn)化成氨水或銨鹽，可以作為水泥窯脫硝劑或返回鈹冶煉廠作為助劑使用，完全可以消除殘留，徹底消除毒害特性，實(shí)現(xiàn)鈹渣資源化、無(wú)害化處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鈹金屬提煉過(guò)程中廢渣脫毒的處理方法，尤其涉及一種利用水泥窯協(xié)同資源化處理鈹渣的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

鈹是一種灰白色的堿土金屬，既能溶于酸也能溶于堿，是兩性金屬，鈹及其化合物都具有劇毒，2017年國(guó)際世衛(wèi)組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單將鈹列為一類致癌物質(zhì)。

鈹是一種具有獨(dú)特的、優(yōu)良的物理、化學(xué)、機(jī)械及核性能的稀有輕金屬，自從人類發(fā)現(xiàn)鈹元素，鈹?shù)男再|(zhì)即引起科學(xué)家們的極大關(guān)注。隨著科技的發(fā)展，鈹?shù)慕饘佟⒑辖鸷脱趸锶N主要形態(tài)已廣泛應(yīng)用于原子能、火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、航空、航天、電子、儀表、石化、陶瓷等行業(yè)。1926年開(kāi)始人們就注意到在不同金屬中加入少量鈹，便可改善它們的性能。之后，鈹相繼獲得各種應(yīng)用，特別是近年來(lái)由于電子、航天技術(shù)的發(fā)展和需求，鈹合金的研究工作更活躍也更為普遍。鈹銅合金產(chǎn)品幾乎已滲透到了所有的工業(yè)領(lǐng)域，近幾年在民用領(lǐng)域的應(yīng)用也在不斷擴(kuò)大。氧化鈹主要用于鈹銅合金的生產(chǎn)，小部分以金屬鈹形式應(yīng)用，另有少量用作氧化鈹陶瓷等，是一種高附加值基礎(chǔ)材料。近年來(lái)隨著高科技領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，氧化鈹及鈹銅合金供不應(yīng)求，市場(chǎng)潛力巨大，大力研發(fā)鈹冶煉工業(yè)技術(shù)有巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，具有重要的戰(zhàn)略意義。

自然界中含鈹?shù)V物有30多種，其中僅有綠柱石具有工藝價(jià)值，綠柱石是一種鈹硅酸鹽礦，其中BeO含量9-13％。從綠柱石中鈹提取分離技術(shù)雖取得一定進(jìn)展，目前有硫酸法、硫酸萃取法、氟化法等方式，但大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用方法很少，我國(guó)水口山六廠所采用的提鈹生產(chǎn)流程是加熔劑熔煉法，其工藝流程為：鈹?shù)V石+方解石→熔煉→酸化浸出→蒸發(fā)結(jié)晶→中和除鐵→沉淀→氫氧化鈹→煅燒。金屬總回收率為73％-75％，產(chǎn)品質(zhì)量BeO為95％-99％。

鈹渣是鈹提取過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣，包括酸溶渣(也稱鈹渣)和沉礬渣(也稱鋁銨礬渣)，生產(chǎn)中每生產(chǎn)1噸鈹產(chǎn)生100多噸酸溶渣和14-18噸鋁銨礬渣，由于廢渣中含有0.1-0.3％的鈹，鈹渣中的鈹以BeO、Be(OH)₂、BeSO₄等化合物形式存在，在浸出時(shí)毒性遠(yuǎn)高于浸出毒性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(小于0.1mg/l)，同時(shí)還有大量氨氮化合物，而被列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》中HW20--含鈹廢物。目前技術(shù)條件下，鈹渣沒(méi)有有效的科學(xué)的處置方式，大都是直接倒入渣壩，當(dāng)遇到雨水時(shí)，鈹渣中的水溶性鈹就會(huì)溶于水中，進(jìn)入地表、農(nóng)田及江河等，構(gòu)成對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重危害，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

為減少有害固廢對(duì)環(huán)境的危害、利用水泥窯協(xié)同處理技術(shù)對(duì)鈹渣進(jìn)行資源化、無(wú)害化處理，在回收鈹資源的同時(shí)，將氨氮化合物轉(zhuǎn)化成的氨水、硫酸銨可用于鈹提煉工業(yè)也可以作為水泥窯脫硝劑處理，而其他雜質(zhì)如SiO₂和鈣、鋁、鐵等化合物完全可以作為水泥原料使用，從而實(shí)現(xiàn)鈹渣脫毒與資源化處理。

目前處理鈹渣過(guò)程主要存在處置成本高、能耗大、無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理以及造成二次污染的問(wèn)題：

(1)經(jīng)過(guò)洗滌后的固體渣中仍然存在微量的鈹，直接排放后仍然會(huì)對(duì)環(huán)境以及人體健康造成嚴(yán)重威脅。

(2)鈹渣的洗滌脫毒過(guò)程中產(chǎn)生的氮氧化物以及反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氨氣直接排放后也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

(3)處理過(guò)程中產(chǎn)生大量的廢液，這些廢液中也存在一定數(shù)量的金屬鈹及其他重金屬離子，直接排放后既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容