專利名稱：不銹鋼下腳泥中溫還原無害化處置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工污染物處理方法，具體是指一種用于不銹鋼加工企業(yè)所產(chǎn)生的下腳泥的無害化處理方法。
背景技術(shù)：
我國是一個(gè)不銹鋼生產(chǎn)大國，年產(chǎn)量已達(dá)2000萬噸，每年都要生產(chǎn)大量的不銹鋼產(chǎn)品，加工過程中伴隨著的是大量的酸洗廢水的產(chǎn)生。而且這些廢水經(jīng)處理后產(chǎn)生的污泥含有大量的重金屬和有害元素，若不進(jìn)行妥善處理，則會嚴(yán)重污染環(huán)境。據(jù)浙江松陽縣的不銹鋼管加工企業(yè)，2011年出產(chǎn)不銹鋼制品達(dá)25萬噸以上，這些企業(yè)在產(chǎn)品深加酸洗過程中每年約有50萬噸酸洗廢水產(chǎn)生，用石灰法處理后產(chǎn)生污泥約
2.8萬噸/a。經(jīng)濕法冶煉提取鉻鎳重金屬后下腳泥(尾渣)仍含有一定的鐵、鎳、鉻等污染物質(zhì)，還屬危險(xiǎn)固廢如處理不當(dāng)將會給環(huán)境帶來了很大的影響。本發(fā)明人根據(jù)對下腳污泥取樣的分析檢測結(jié)果，并經(jīng)過大量的試驗(yàn)研究，提出了對含鎳鉻等重金屬的下腳泥集中進(jìn)行無害化處置的工藝技術(shù)方案。國內(nèi)外目前對含重金屬污泥處置的方法較多，主要分為兩大類一、先進(jìn)行資源化回收利用，后進(jìn)行無害化處置；二、直接進(jìn)行無害化處置。在資源化回收利用方面，又有火法冶煉和濕法冶煉之分，火法冶煉回收率較高，但由于其能耗和環(huán)境污染等瓶頸約束，受到控制；而濕法冶煉雖有其能耗較低的優(yōu)點(diǎn)，但存在下腳泥(尾渣)仍然屬危險(xiǎn)固廢這一突出問題，目前有效的解決辦法是制磚或制水泥；通過玻璃化或晶格扭曲法，使重金屬穩(wěn)定化；但在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，尤其人口聚集城市，如上海市，磚廠和水泥廠已不允許存在；因此，如何科學(xué)解決這一發(fā)展與環(huán)保的矛盾，已成為眾多環(huán)保科技工作者共同關(guān)注，但目前尚未有妥善解決的歷史性難題。而且，在不銹鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生下腳泥中含有陽離子主要為Cr3+、Ni2+、Fe3+、Ca2+ ； 陰離子主要為FiNO3^SO42'Cl—1等，若在下腳泥中重金屬未經(jīng)處理，則不符合我國相關(guān)環(huán)保法律、法規(guī)的規(guī)定，即不能排放。為此，我國的不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)也會對其產(chǎn)生的下腳泥進(jìn)行處理，而處理過程中則需要大量的能耗，比如采用高溫處理，溫度達(dá)到1000°c以上，才能將這些有害的離子進(jìn)行轉(zhuǎn)化，最終才排放或排出系統(tǒng)進(jìn)行另用。另外，目前對上述下腳泥處理所需要的設(shè)備投資也非常巨大，處理成本很高，導(dǎo)致不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)成本上升，最終導(dǎo)致沒有競爭力等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種投資少、處理成本低的無害化處理方法。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的不銹鋼下腳泥中溫還原無害化處置方法，其特征在于包括下述步驟(I)將不銹鋼下腳泥自然晾曬，使其水份的質(zhì)量含量降至35% 45% ;由于在不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)中出來的下腳泥的含水量較高，一般會達(dá)到60 70%，若不進(jìn)行水份降低處理，則對于后面處理工藝過程中的能耗降低會帶來不利影響，而若將水份通過晾曬降到很低，則需要更長的時(shí)間、更大場地等，這些從經(jīng)濟(jì)的角度來講，是需要充分考慮的，否則在實(shí)際運(yùn)用中則不具有推廣價(jià)值，所以在本發(fā)明中，將下腳泥中的水份降至35% 45%是經(jīng)發(fā)明人長期運(yùn)行后、綜合經(jīng)濟(jì)成本得出的結(jié)論；(2)將上述經(jīng)晾曬的不銹鋼下腳泥再經(jīng)烘干，使不銹鋼下腳泥的水份質(zhì)量含量降至5% 10% ;為了更有效處理下腳泥，需要把下腳泥中的水份再進(jìn)一步降低，在本發(fā)明中選擇了烘干方法來去除下腳泥中的水份，也是發(fā)明人經(jīng)綜合經(jīng)濟(jì)成本考慮后得出的結(jié)論； 而且其中水份含量的多少更是發(fā)明人長期總結(jié)的結(jié)果；(3)再經(jīng)烘干的不銹鋼下腳泥中加入添加劑、還原劑，并混合均勻；其中所述的添加劑為氧化鈣、或氧化鎂、或兩者的混合物；作為優(yōu)選，本發(fā)明中的還原劑為煤炭，煤炭用量為下腳泥質(zhì)量的4 6% ；在不銹鋼下腳泥中含有Cr3+、Ni2+、Fe3+、Ca2+等陽離子，陰離子主要為F' NO3' SO42'Cl-1 等，通過加入添加劑，則添加劑可以與下腳泥中的離子進(jìn)行反應(yīng)，其反應(yīng)機(jī)理為金屬的鹵化物及硫酸鹽被鈣鎂離子置換成相應(yīng)的氧化物MeR2+CaO = CaR2+Me OMeR2+MgO = MgR2+Me O由上述反應(yīng)可見=F^cr1及SO/—與添加劑發(fā)生置換反應(yīng)，形成中溫下相對穩(wěn)定的鈣、鎂鹽，并置換出相應(yīng)的金屬氧化物；本發(fā)明中的中溫，是相對于目前現(xiàn)有技術(shù)中的高溫 (一般指1000°c以上)而言的，中溫一般是指600 800°C的范圍；經(jīng)600°C中溫還原，NOf1 完全被還原成氮氧化物，并釋放出相應(yīng)的金屬氧化物。同時(shí)，在本發(fā)明中采用煤炭作為還原劑，也是充分考慮了能耗的問題。在600°C時(shí)， 煤炭中的炭處于較活躍階段(始燃點(diǎn))，可充分發(fā)揮出還原劑的作用，金屬氧化物被還原為相應(yīng)的低價(jià)氧化物Me0+C0 = Me+C02C+C02 = 2C0MeO+C = Me+CO其中Cr3+降價(jià)為Cr2+(無毒)，Ni2+降價(jià)為Ni、Fe3+降價(jià)為Fe3O4，可以實(shí)現(xiàn)下腳泥的無害化處理目標(biāo)。(4)將混合均勻后的不銹鋼下腳泥在600°C 700°C下處理2. O 2. 5小時(shí)，即可。作為優(yōu)選，上述不銹鋼下腳泥中溫還原無害化處置方法的步驟(3)中的添加劑為氧化鈣，氧化鈣用量為下腳泥質(zhì)量的4 6%。作為優(yōu)選，上述不銹鋼下腳泥中溫還原無害化處置方法的步驟(3)中混合均勻的過程采用球磨粉碎的處理方法，使混合物料的粒徑為0.04_以下。在本發(fā)明中，通過球磨、粉碎的過程，可以更好把下腳泥與還原劑、添加劑混合均勻，而且可以把粒徑變細(xì)，則對于本發(fā)明的反應(yīng)過程實(shí)現(xiàn)更為有利，進(jìn)行快速、充分等，所以發(fā)明人為了取得更好的經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)效果，采用了球磨粉碎。作為優(yōu)選，上述不銹鋼下腳泥中溫還原無害化處置方法的步驟(4)中的處理溫度為600°C 630°C。本發(fā)明作為一個(gè)有效降低能耗的方法，采用更低的溫度則更好，所以可以選擇此溫度。有益效果可以把不銹鋼生產(chǎn)產(chǎn)生的下腳泥中的重金屬離子轉(zhuǎn)化為符合國家環(huán)保要求的無害化物質(zhì)；由于本發(fā)明采用中溫還原(600 700°C )，相比傳統(tǒng)高溫(1100 1300°C )還原具有投資少、能耗低，系統(tǒng)設(shè)施占地面積小，可靠性高，運(yùn)行費(fèi)用低等；本發(fā)明中以重金屬無害化為目的，可有效解決不銹鋼污泥的就地?zé)o害化處置問題；同時(shí)，本發(fā)明的方法也適用于電鍍行業(yè)等各種含重金屬污泥的無害化處置，為徹底解決環(huán)保行業(yè)重金屬無害化問題，開拓了先河；具有廣闊的市場前景。


圖I本發(fā)明的流程示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實(shí)施作具體說明實(shí)施例I根據(jù)圖I所示的操作方法，把不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)所產(chǎn)生的下腳泥130T/天的量先進(jìn)行晾曬，經(jīng)測定，剛出生產(chǎn)流水線后的含水量為65%，經(jīng)晾曬后達(dá)到40%后，將下腳泥在干燥機(jī)中烘干，直至下腳泥的含水量為10%，分別按質(zhì)量比例為5%，把氧化鈣和煤炭混入不腳泥中，攪拌均勻，其中下腳泥進(jìn)行水溶性PH測定為8.2(按I : 4的比例)，再把混合物料裝入馬弗爐燒結(jié)，燒結(jié)溫度恒定為610°C，每過半小時(shí)取出一樣品，分別標(biāo)記為1、2、3、4，持續(xù)2小時(shí)即可。把樣品都用硫酸硝酸法做極限毒性浸出(危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別 GB5085. 3-2007):分別取樣品1、2、3、4各30克，加入10倍的蒸餾水，用硫酸硝酸2 : I的溶液調(diào)PH到3. 2，攪拌4小時(shí)，保持pH3. 2，測上清液的各離子含量，具體見表I :
權(quán)利要求
1.不銹鋼下腳泥中溫還原無害化處置方法，其特征在于包括下述步驟(1)將不銹鋼下腳泥自然晾曬，使其水份的質(zhì)量含量降至35% 45%；(2)將上述經(jīng)晾曬的不銹鋼下腳泥再經(jīng)烘干，使不銹鋼下腳泥的水份質(zhì)量含量降至 5% 10% ；(3)再經(jīng)烘干的不銹鋼下腳泥中加入添加劑、還原劑，并混合均勻；其中所述的添加劑為氧化鈣、或氧化鎂、或兩者的混合物；(4)將混合均勻后的不銹鋼下腳泥在600°C 700°C下處理2.O 2. 5小時(shí)，即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的不銹鋼下腳泥中溫還原無害化處置方法，其特征在于步驟 (3)中的添加劑為氧化鈣，氧化鈣用量為下腳泥質(zhì)量的4 6%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的不銹鋼下腳泥中溫還原無害化處置方法，其特征在于步驟 (3)中所述的還原劑為煤炭，煤炭用量為下腳泥質(zhì)量的4 6%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的不銹鋼下腳泥中溫還原無害化處置方法，其特征在于步驟(3)中混合均勻的過程采用球磨粉碎的處理方法，使混合物料的粒徑為O.04mm以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的不銹鋼下腳泥中溫還原無害化處置方法，其特征在于步驟(4)中的處理溫度為600°C 630°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種化工污染物處理方法，具體是指一種用于不銹鋼加工企業(yè)所產(chǎn)生的下腳泥的無害化處理方法。本發(fā)明先將不銹鋼下腳泥自然晾曬，使其水份的質(zhì)量含量降至35％～45％；然后再對上述下腳泥進(jìn)行烘干，使不銹鋼下腳泥的水份質(zhì)量含量降至5％～10％；再經(jīng)烘干的不銹鋼下腳泥中加入添加劑、還原劑，并混合均勻；最后將混合均勻后的不銹鋼下腳泥在600℃～700℃下處理2.0～2.5小時(shí)，即可。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是具有投資少、能耗低，系統(tǒng)設(shè)施占地面積小，可靠性高，運(yùn)行費(fèi)用低等；本發(fā)明的方法也適用于電鍍行業(yè)等各種含重金屬污泥的無害化處置，為徹底解決環(huán)保行業(yè)重金屬無害化問題，開拓了先河；具有廣闊的市場前景。
文檔編號C02F11/00GK102583920SQ20121006308
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者陳啟松 申請人:陳啟松