CN104060092A - 一种生化污泥的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生化污泥的处理方法，该方法包括：将生化污泥与金属矿混合，并将得到的混合物料进行烧结。通过上述技术方案，通过将生化污泥与金属矿混合并烧结，在不影响烧结矿质量的同时，一方面使得难以处理的生化污泥在不增加成本及操作步骤的情况下进行了有效地处理。另一方面，有效地回收了生化污泥中的铁元素，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体地，涉及一种在对金属矿进行烧结的同时处理生化污泥的方法。
背景技术
随着现代工业的高速发展，石油化工产品越来越多，生化污泥量也日益增多。生化污泥除含有大量生命力较弱的菌体外，还含有大量的菌体吸附的酚、氰及部分苯并芘等有毒有害有机物，是最为难处理的废弃物之一，对环境污染较为严重。
目前对生化污泥的处理方法主要有填埋、焚烧和配煤炼焦三种。其中，填埋为最简便的处理方法，但却并不能从根本上解决生化污泥对环境的污染；焚烧能够有效降低生化污泥所带来的污染，但运行成本较高，需要较大的投资；配煤炼焦提高了焦炭灰分，使焦炭质量下降。
因此，亟需开发一种简便、有效且成本低的生化污泥的处理方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中存在的上述缺陷，提供一种简便、有效且成本低的生化污泥的处理方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种生化污泥的处理方法，该方法包括：将生化污泥与金属矿混合，并将得到的混合物料进行烧结。
优选地，相对于100重量份的所述金属矿，所述生化污泥的用量为0.6-23重量份。
优选地，所述生化污泥中的全铁含量不低于30重量%。
优选地，所述方法还包括：在将所述生化污泥与所述金属矿混合的过程中加入熔剂和燃料。
通过上述技术方案，通过将生化污泥与金属矿混合进行烧结，在不影响烧结矿质量的同时，使得难以处理的生化污泥在不增加成本及操作步骤的情况下进行了有效的处理，并且在高温烧结的过程中，其中的有毒有害有机物能够分解为对环境无污染的水和二氧化碳。在优选的情况下，所述生化污泥的全铁含量不低于30重量%，其高温焙烧后全铁含量可高达80重量%以上，当其与铁矿混合烧结时，可以有效地回收生化污泥中的铁，增加了其利用价值。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种生化污泥的处理方法，该方法包括：将生化污泥与金属矿混合，并将得到的混合物料进行烧结。
根据本发明，对生化污泥和金属矿混合的比例没有特别的限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行调整。优选的情况下，相对于100重量份的所述金属矿，所述生化污泥的用量为0.6-23重量份，优选为3.5-14.5重量份时。当生化污泥和金属矿按照上述范围使用时，对烧结矿质量没有明显影响。
本发明中，术语“生化污泥”是指用生物化学的方法处理废水时产生的沉淀物、颗粒物和漂浮物。
本发明中对生化污泥的来源没有特别的限制，例如，所述生化污泥可以为在处理生活废水或工业废水工艺中产生的生化污泥。本发明的发明人通过将生化污泥和金属矿混合，并将混合后的物料再进行烧结以制备烧结矿，发现在不影响烧结矿质量的同时，一方面，生化污泥中的有毒有害有机物在高温烧结的过程中会被氧化为二氧化碳和水等无毒物质，因此可以大大降低对环境的污染。另一方面，将生化污泥进行烧结中，可有效的回收生化污泥中的铁元素。最重要的是，将生化污泥添加到原本就需要烧结的金属矿中进行烧结，从而不需要消耗额外的设备和成本就可以对生化污泥进行有效地处理，还可以将其变废为宝，实现了一举两得的效果，具有良好的环保效益和经济效益。
另外，本发明的发明人通过对大量的生化污泥的化学检验分析还了解到，生化污泥中含有一定量的铁，其中，以焦化生化污泥最高，其全铁含量在30重量%以上，且高温焙烧后的残留物全铁含量有80重量%以上。因此，在优选情况下，所述生化污泥为焦化生化污泥。
本发明中，术语“全铁”是样品经化学分析确定的铁元素的总含量，是指通过氧化亚锡还原滴定的方法测定的全铁含量。其中，氧化亚锡还原滴定为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。
根据本发明，为了提高烧结效率以及烧结矿中金属的纯度控制烧结矿碱度、改善烧结技术经济指标和提供热量，本发明的方法还可以包括：在将所述生化污泥与所述金属矿混合的过程中加入熔剂和燃料。
加入的所述熔剂可以与金属矿以及生化污泥中的杂质形成易熔炉渣，使得这些杂质可以在烧结过程中分离出来，从而能够降低最终制备的烧结矿中的杂质含量。所述熔剂可以为冶金技术领域中常规使用的各种熔剂，例如，可以为碱性熔剂、酸性熔剂和中性熔剂中的至少一种。本发明中优选为碱性熔剂。所述碱性熔剂例如可以为生石灰和/或石灰石。本发明中所述熔剂优选生石灰（通常也称为活性石灰）。生石灰可以为本领域常用于烧结工艺中的生石灰。所述生石灰亦称为高反应石灰或软烧石灰，是一种纯度高的石灰，具有体积密度小、气孔率高、结晶细、强度大、比表面积大、含硫量小以及反应力强等特点，因此，被广泛应用于烧结工艺中。
优选地，所述生石灰中CaO的含量为90-95重量%。所述生石灰的活性度优选为280-400mL。
加入的所述燃料可以将生化污泥中的可燃物质充分燃烧。所述燃料可以为本领域常规使用的各种燃料，例如，所述燃料可以选自焦粉和/或煤。
本发明对所述熔剂和燃料的用量没有特别的限制，本领域技术人员能够根据实际需要进行选择。相对于100重量份的所述金属矿，所述熔剂的用量例如可以为18-25重量份，所述燃料的用量例如可以为6-8重量份。优选的，相对于100重量份的所述金属矿，所述熔剂的用量为19-21.5重量份，所述燃料的用量为6.5-7.2重量份。当所述熔剂和燃料的用量在上述范围内时，烧结效率以及烧结矿中金属的纯度可以得到进一步提高。
本发明中，生化污泥与金属矿的混合过程可以按照各种常规的混合方式实施。优选情况下，为了使各物质充分混合均匀，采用搅拌的方式进行混合。
本发明中所述烧结的条件可以为本领域常规的烧结的条件，例如，烧结的温度可以为1050-1150℃，烧结的时间可以为15-60min。
所述金属矿的颗粒尺寸可以为本领域常规的金属矿的颗粒尺寸，为了使制备的球团成球率高且抗压强度好，对于颗粒尺寸小于10mm，优选小于8mm，并且特别对于颗粒尺寸为60μm-8mm的金属矿，采用本发明的生化污泥能够更好地使其成球，并可以改善粉末状金属矿冶炼过程中透气性不好，容易发生翻料及塌料等不利的状况；并能通过使用本发明的生化污泥够使得到的金属矿球团的强度得到显著的改善。其中，所述颗粒尺寸是指通过筛分得到该颗粒的筛网的网孔尺寸。
本发明中对所述金属矿的种类没有特别的限制，例如，可以为钛精矿、铁精矿和钒钛精矿中的至少一种。本发明中，当所述生化污泥为焦化生化污泥时，所述金属矿优选为铁精矿，所述铁精矿的粒度可以为5-8mm。所述铁精矿的制备方法为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。
优选情况下，本发明的烧结方法还包括将烧结后得到的烧结产物进行热筛、冷却和整粒等常规的步骤，从而获得成品烧结矿。热筛、冷却和整粒的方法为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例和对比例中：
所述生化污泥为焦化生化污泥，其中，全铁（TFe）含量为35.19重量%，通过氧化亚锡还原滴定的方法进行测定。
铁精矿、钛精矿和钒钛精矿分别为攀钢高炉冶炼用铁精矿、钛精矿和钒钛精矿，颗粒尺寸为5-8mm。
根据GB13242定义的ISO转鼓强度，是指取烧结矿在ISO转鼓机中转动200转后，＞6.3mm粒级烧结矿占整个烧结矿重量的百分比，是衡量烧结矿强度的重要指标，越高，表示烧结矿的强度越好。在本发明中采用SQZG-4型ISO转鼓机（鹤壁市冶金机械设备有限公司）进行测定。
成品率的计算方法为：烧结矿烧好后倒出，进行自然冷却，自2m高处落下2次，进行筛分，取＞10mm粒级含量的百分数计成品率。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的生化污泥的处理方法。
将100重量份的铁精矿、6.5重量份的生化污泥、20重量份的生石灰（CaO的含量为90%重量%，活性度为300mL）和6.7重量份焦粉进行搅拌混合5分钟。
将上述所得的混合物料在1100℃下烧结40min，得到烧结铁矿。所得烧结铁矿的转鼓强度为73.2%，成品率为78%。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的生化污泥的处理方法。
将100重量份的钛精矿、3.5重量份的生化污泥、19重量份的生石灰（CaO的含量为93%重量%，活性度为280mL）和6.5重量份煤进行搅拌混合5分钟。
将上述所得的混合物料在1150℃下烧结15min，得到烧结钛矿。所得烧结铁矿的转鼓强度73.5%，成品率为77%。
实施例3
本实施例用于说明本发明提供的生化污泥的处理方法。
将100重量份的钒钛精矿、14.5重量份的生化污泥、21.5重量份的石灰石（CaCO3的含量为95重量%）和7.2重量份焦粉进行搅拌混合5分钟。
将上述所得的混合物料在1050℃下烧结60min，得到烧结钒钛矿。所得烧结铁矿的转鼓强度72.8%，成品率为75.6%。
实施例4
本实施例用于说明本发明提供的生化污泥的处理方法。
按照实施例1的方法进行生化污泥的处理，不同的是，将100重量份的铁精矿、0.6重量份的生化污泥、18重量份的生石灰和8重量份的焦粉进行搅拌混合。所得烧结铁矿的转鼓强度72.5%，成品率为75%。
实施例5
本实施例用于说明本发明提供的生化污泥的处理方法。
按照实施例1的方法进行生化污泥的处理，不同的是，将100重量份的铁精矿、23重量份的生化污泥、25重量份的生石灰和6重量份的焦粉进行混合。所得烧结铁矿的转鼓强度71.9%，成品率为74.7%。
对比例1
本对比例用于说明参比方法对铁精矿进行烧结的方法。
按照实施例1的方法进行生化污泥的处理，不同的是，用于混合的原料中不含有生化污泥。所得烧结铁矿的转鼓强度73.6%，成品率为72.1%。
由以上实施例和对比例可以看出，采用本发明的技术方案，通过将生化污泥与金属矿进行混合并烧结，不需要消耗成本就可以完成对生化污泥的处理，从而有效地降低了烧结矿的制造成本。另外，通过对烧结矿成本进行测试可以看出，添加生化污泥后所得的烧结矿的转鼓强度相比采用常规的方法得到的烧结矿的转鼓强度，基本不变，但成品率却有了明显的提高，这表明在烧结原料中生化污泥对烧结矿质量不会产生影响，还可以提高成品率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种生化污泥的处理方法，该方法包括：将生化污泥与金属矿混合，并将得到的混合物料进行烧结。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，相对于100重量份的所述金属矿，所述生化污泥的用量为0.6-23重量份，优选为3.5-14.5重量份。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述生化污泥中的全铁含量不低于30重量%。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：在将所述生化污泥与所述金属矿混合的过程中加入熔剂和燃料。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，相对于100重量份的所述金属矿，所述熔剂的用量为18-25重量份，所述燃料的用量为6-8重量份。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，相对于100重量份的所述金属矿，所述熔剂的用量为19-21.5重量份，所述燃料的用量为6.5-7.2重量份。
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的方法，其中，所述熔剂为碱性溶剂，所述碱性溶剂为生石灰和/或石灰石；所述燃料为焦粉和/或煤。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述烧结的条件包括：温度为1050-1150℃，时间为15-60min。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属矿的颗粒尺寸小于10mm，优选小于8mm。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属矿为铁精矿、钛精矿和钒钛精矿中的至少一种。
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