[發(fā)明專利]一種二次鋁灰渣還原危險固廢重金屬及熔渣利用的方法

有效

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• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112958584B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設計）人: 張深根;沈漢林;劉波
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B3/38;B09B3/40;B09B3/70;C22B7/00;B09B101/25;B09B101/55
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明涉及固廢資源化領域，公開了一種二次鋁灰渣還原危險固廢重金屬及熔渣利用的方法。將二次鋁灰渣與危險固廢、廢玻璃和生石灰混合，以二次鋁灰渣中的氮化鋁為還原劑，采用熔融法將危險固廢重金屬還原金屬相，以廢玻璃和生石灰調降熔渣粘度，實現(xiàn)金屬相富集并與熔渣分離；熔渣高值化利用于建材。本發(fā)明將二次鋁灰渣中氮化鋁作為還原劑，避免了氮化鋁水解產生氨氣污染；將重金屬離子還原為金屬態(tài)，實現(xiàn)資源化利用、避免了重金屬污染；熔渣資源化利用于建材。本發(fā)明實現(xiàn)了二次鋁灰渣協(xié)同處置危險固廢，實現(xiàn)了固廢全組分高值化利用，具有流程短、無污染、易于產業(yè)化的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及固廢資源化領域，特別涉及一種二次鋁灰渣還原危險固廢重金屬及熔渣利用的方法。

背景技術

隨著工業(yè)的發(fā)展和生活水平提高，二次鋁灰渣、不銹鋼渣、酸洗污泥、鉛鋅冶煉渣、銅鎳水淬渣和含有重金屬的市政污泥量增長迅速。二次鋁灰渣含有大量氧化鋁(40-60wt.％)、氮化鋁(20-40wt.％)、鹽類精煉劑(鈉鹽、鉀鹽和氟鹽合計10-20wt.％)及少量的金屬鋁，填埋處置致氮化鋁易水解產生氨氣污染和鹽類精煉劑污染。不銹鋼渣、酸洗污泥、鉛鋅冶煉渣、銅鎳水淬渣和含有重金屬的市政污泥均含有大量的Cr、Ni、Pb、Cd、Cu、Zn等有毒重金屬，填埋處置成本高且環(huán)境風險性較高。因此，二次鋁灰渣和含重金屬固廢處置的問題亟待解決。

目前，處理二次鋁灰渣的方法有濕法和火法兩種。濕法處理主要包含以下幾個步驟，首先水洗-蒸發(fā)除鹽、吸收氮化鋁水解產生的氨氣，然后酸溶或堿溶，將二次鋁灰渣中的鋁浸出、過濾得到浸出液，最后經(jīng)過沉淀、焙燒等工藝制備出產品。火法處理主要將二次鋁灰渣用于建筑材料和耐火材料，其包含以下幾個步驟，首先水洗-蒸發(fā)除鹽、吸收氮化鋁水解產生的氨氣，將除鹽脫氮的二次鋁灰渣和其他原料均勻混合，經(jīng)燒結或熔融等熱處理工藝制備建筑材料和耐火材料。目前，處理含重金屬固廢的方法有固化重金屬和回收重金屬兩種。固化處理主要通過制備玻璃或微晶玻璃將重金屬氧化物固定于基體中，消除重金屬污染。回收重金屬有濕法和火法兩種，濕法先將含重金屬固廢溶解于酸溶液中，再通過還原劑將重金屬選擇性地還原，火法通過富集重金屬氧化物或直接熔融還原達到回收重金屬的目的。

中國發(fā)明專利(CN106830030B)公開了一種利用鋁灰安全高效生產砂狀氧化鋁的方法，通過調整拜耳法工藝，利用鋁灰中的鋁元素生產砂狀氧化鋁，同時對生產中氨氣、氫氣進來了二次利用，但所回收氨氣雜質含量較高，利用難度較高。

中國發(fā)明專利(CN108516688A)公開了一種利用鋁灰為主要原料生產尖晶石微晶玻璃的方法，產品抗壓強度400-500MPa，抗彎強度70-90MPa，但氮化鋁被氧氣氧化為氧化鋁，未實現(xiàn)其高還原性的價值。

中國發(fā)明專利(CN110563336A)公開了一種鋁灰渣無需除鹽除氮制備微晶玻璃的方法，將鋁灰渣中的氮化鋁氧化為氧化鋁，氟鹽、氯鹽固化在玻璃相中，但氮化鋁被氧氣氧化為氧化鋁，未實現(xiàn)其高還原性的價值。

中國發(fā)明專利(CN111471871A)公開了一種電爐不銹鋼渣中鉻資源回收的方法，通過將不銹鋼渣熔融再降溫，使不銹鋼渣中鉻向穩(wěn)定的尖晶石相富集，接著通過重選分離含鉻尖晶石，達到回收重金屬鉻的目的，但所得含鉻尖晶石較為穩(wěn)定，提取其中的鉻元素成本較高，且易造成二次污染。

中國發(fā)明專利(CN106282746A)公開了一種渣浴還原處理電爐不銹鋼渣的方法，先將不銹鋼渣熔融形成熔渣池，再加入鋁灰，利用鋁灰中金屬鋁還原不銹鋼渣中的鐵、錳、鉻的氧化物，但所用鋁灰中金屬鋁含量為25-35wt.％，鋁灰中的金屬鋁具有較高回收價值，且回收成本低，用于還原不銹鋼渣中的鐵、錳、鉻的氧化物是一種資源浪費，同時所得熔渣未處理，產生二次固廢。