[發(fā)明專利]一種富鐵冶金塵泥和高鈣垃圾焚燒飛灰的協(xié)同熔融處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910736416.2
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN110373546B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 甘敏;范曉慧;汪國靖;葉恒棣;王兆才;周志安;季志云;陳許玲;黃曉賢;袁禮順
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué);中冶長天國際工程有限責(zé)任公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B1/248;C21B13/00;C22B19/30;C22B19/20
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉;魏娟

本發(fā)明公開了一種富鐵冶金塵泥和高鈣垃圾焚燒飛灰的協(xié)同熔融處理方法，該方法是將高鈣垃圾焚燒飛灰進(jìn)行水洗預(yù)處理后，與富鐵冶金塵泥及碳質(zhì)還原劑混合，壓制成團(tuán)，干燥，得到團(tuán)塊；在轉(zhuǎn)底爐底部先布料碳基底料，再在碳基底料表層布料團(tuán)塊，熔融還原，得到粒鐵和CaO?SiO₂?MgO?FeO渣，且從煙氣中回收富鋅原料。該方法通過富鐵冶金塵泥與高鈣垃圾焚燒飛灰的協(xié)同處理，無害化處理了垃圾焚燒飛灰，同時實(shí)現(xiàn)了冶金塵泥的有價(jià)利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二次金屬資源再利用方法，具體涉及一種通過熔融法協(xié)同處理富鐵冶金塵泥和高鈣垃圾焚燒飛灰綜合回收其中鐵、鋅等金屬資源以及獲得耐火材料原料的方法，屬于冶金固廢及垃圾焚燒飛灰無害化處理、資源化利用的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

冶金行業(yè)，尤其是鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展給國民經(jīng)濟(jì)的增長做出了巨大貢獻(xiàn)，但是冶煉生產(chǎn)過程產(chǎn)生的大量固體廢棄物卻也對生態(tài)環(huán)境造成了污染，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年我國鋼鐵行業(yè)的含鐵塵泥產(chǎn)量超過了8000萬噸。含鐵塵泥中通常含有鐵、氧化鈣、氧化鎂、碳等資源，結(jié)合其產(chǎn)量的特點(diǎn)，其具備相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)價(jià)值，值得進(jìn)行二次資源化利用。

垃圾焚燒發(fā)電法是有效處理城市固體廢棄物的方法，但是垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢棄物—垃圾焚燒飛灰(HW18類)的處理也需引起重視。目前應(yīng)用較為廣泛的水泥固化-填埋法雖將含有重金屬和二噁英的垃圾焚燒飛灰穩(wěn)定固化，實(shí)現(xiàn)了垃圾焚燒飛灰的無害化處理，但是增容較大，與垃圾焚燒減容的初衷相悖，此外，從長遠(yuǎn)看，填埋體依舊存在污染物二次釋放的風(fēng)險(xiǎn)，因此，要實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒飛灰的徹底無害化處理，尤其是二噁英的降解，還需借助高溫處理技術(shù)。單獨(dú)興建垃圾焚燒飛灰高溫處理系統(tǒng)不具備經(jīng)濟(jì)性，難以推廣應(yīng)用，因此，利用現(xiàn)有工業(yè)體系中的高溫工序是合理的。值得注意的是，垃圾焚燒飛灰中除了含有有害重金屬和二噁英外，其同時還含有CaO、MgO、C等有價(jià)組分，在對其進(jìn)行無害化處理的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)資源化的利用也是極有意義的。

目前，對于垃圾焚燒飛灰和冶金粉塵的協(xié)同資源化已有相關(guān)研究開展，發(fā)明專利一種垃圾飛灰與冶金粉塵協(xié)同資源化處理的方法(CN107413816A)采用類似于氯化焙燒的方式進(jìn)行氯化揮發(fā)，對有價(jià)金屬的選擇性回收，同時生成燒結(jié)用的鐵酸鈣類物質(zhì)，但是并沒有對二次資源得到充分利用。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前冶金行業(yè)有價(jià)冶金塵泥產(chǎn)量大、難大規(guī)模二次資源化利用和垃圾焚燒飛灰需經(jīng)濟(jì)、高效地高溫?zé)o害化處理和資源化利用的問題，本發(fā)明的目的是在于提供一種通過熔融法協(xié)同處理富鐵冶金塵泥和高鈣垃圾焚燒飛灰的方法，該方法基于富鐵冶金塵泥和高鈣垃圾焚燒飛灰的化學(xué)組成特性，將兩者搭配制成球團(tuán)，并利用轉(zhuǎn)底爐還原工藝，獲得高質(zhì)量粒鐵，同步獲得可以作耐火材料原料的熔融渣，以及回收有價(jià)含鋅粉塵等有色冶金原料，實(shí)現(xiàn)了富鐵含鋅塵泥和垃圾焚燒飛灰的無害化處理、資源化利用，達(dá)到了固體廢棄物綜合利用的目的。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種富鐵冶金塵泥和高鈣垃圾焚燒飛灰的協(xié)同熔融處理方法，該方法包括以下步驟：

1)將高鈣垃圾焚燒飛灰進(jìn)行水洗預(yù)處理；

2)將水洗預(yù)處理后的高鈣垃圾焚燒飛灰與富鐵冶金塵泥及碳質(zhì)還原劑混合，壓制成團(tuán)，干燥，得到團(tuán)塊；

3)在轉(zhuǎn)底爐底部先布料碳基底料，再在碳基底料表層布料團(tuán)塊，熔融還原，得到粒鐵和CaO-SiO₂-MgO-FeO渣，且從煙氣中回收富鋅原料。

優(yōu)選的方案，將高鈣垃圾焚燒飛灰在固液比1kg：5L～8L的條件下進(jìn)行水洗，壓濾，控制濾渣含水量為13～16％。通過優(yōu)化水洗條件可以脫除大部分水溶性金屬離子和鹵素。而通過控制濾渣水含量的目的在于通過后續(xù)與富鐵冶金塵泥、還原劑的混合即可調(diào)控混合料水分至適宜制粒水分，避免了額外的水分添加，簡化工藝。壓濾過程一般采用隔膜壓濾機(jī)。

優(yōu)選的方案，所述高鈣垃圾焚燒飛灰一般為鈣的質(zhì)量百分比含量不低于20％的垃圾焚燒飛灰。如高鈣垃圾焚燒飛灰主要來自爐排爐焚燒爐或流化床焚燒爐產(chǎn)生的飛灰。