CN104630476A - 一种利用重金属污泥制备铬镍铁合金的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于重金属污泥的再利用领域，具体涉及一种利用重金属污泥制备铬镍铁合金的方法。将不锈钢污泥、电镀污泥、铬泥，以及铬镍铁合金生产过程中产生的除尘灰，和红土镍矿混合后，经预干燥、还原焙烧、熔炼制得铬镍铁合金。整个工艺过程中产生的除尘灰、熔炼渣均可回收利用，无二次污染，最大化地节约了资源和能源，降低了生产成本，具有显著的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于重金属污泥的再利用领域，具体涉及一种利用重金属污泥制备铬镍铁合金的方法。
背景技术
近十年来，我国经济高速发展，城市化进程加快，但粗放型的经济发展模式造成了资源短缺、环境污染等一系列问题，严重影响了经济、生态的可持续发展。因此，将传统经济发展中“经济—产品—废物排放”这一线性物流模式改造成为“资源—产品—再生资源”的物资循环模式，从而实现可持续发展，具有非常重要的现实意义。
电镀、不锈钢污泥含Cu、Ni、Al、Cr等多种重金属离子，性质复杂。其中Cr（VI)毒性最大，不仅危害环境，而且直接毒害人体呼吸和消化系统，被列入国家危险废物名单。对污泥的处理技术从最初的简单填埋、焚烧处置到系统地从中回收各种金属，污泥的综合利用从消纳性的无害化处理已提高到资源良性循环的新水平。
公开号为CN 103526029 A的中国专利提供了一种不锈钢酸洗污泥制备镍铬合金的方法，其是将不锈钢酸洗污泥用碱液中和后，经烘干、还原冶炼、熔化冶炼制得镍铬合金。该方法处理的对象为单一的不锈钢酸洗污泥，造车处理成本高，不具备经济效益；而且在合金的制备过程中所产生的烟气、烟尘会产生二次污染。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用重金属污泥制备铬镍铁合金的方法。该方法可同时处理不锈钢污泥、电镀污泥、铬泥，并且能回收利用合金生产过程中产生的除尘灰，避免了产生二次污染；更重要的是，将各种含重金属的污泥混合处理，能显著地降低生产成本，具有显著的经济效益。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用重金属污泥制备铬镍铁合金的方法，包括以下步骤：
（1）将不锈钢污泥、电镀污泥、铬泥，以及铬镍铁合金生产过程中产生的除尘灰，和红土镍矿混合后加入制球机中造球，将混合球在烘干窑中预热烘干；
（2）在干燥后的混合料中加入焦炭、石灰石，在回转窑中进行还原焙烧，制得焙砂；回转窑产生的烟气经过余热锅炉进行预热回收，净化处理达标后排放，收集的烟尘返回原料库作为除尘灰；
（3）将焙砂送入矿热炉中进行熔炼，熔融态的铬镍铁浇铸成锭；熔炼渣经水淬后用于制造水泥添加剂；矿热炉产生的烟气经过汽化冷却烟道回收部分余热、电收尘净化后，送入烘干窑的热风炉或回转窑的燃烧器中燃烧。
步骤（1）中电镀污泥、不锈钢污泥、铬泥、铬镍铁合金生产过程中产生的除尘灰、红土镍矿的质量比为：30-35:15-20:5-8:3-5:35-40。
步骤（2）中焦炭的用量为混合料质量的3~7 %，石灰石的用量为混合料质量的0.5~1.5 %。
步骤（1）中烘干窑的温度为 100℃~300℃；步骤（2）中回转窑的温度为900 ℃-1100 ℃；步骤（3）中矿热炉的温度为1500 ℃~1700 ℃。
步骤（1）中所述的红土镍矿其成分为：Ni含量为1.4-1.9 %，Fe含量为20-30 %。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明对不锈钢污泥、电镀污泥、铬泥等进行综合利用制得铬镍铁合金，通过变废为宝，产生了非常可观的经济效益；同时在污泥生产铬镍铁合金的过程中，所产生的除尘灰返回原料库作为原料之一，所产生的烟气继续给该工艺供热，避免了产生二次污染，节约了资源和能源；将污泥的综合利用从消纳性的无害化处理提高到资源良性循环的新水平；
（2）本发明采用多种含重金属污泥共同处理的模式，通过调节不同种类污泥的质量配比，能使得产品中的成分根据使用途径进行相应变动，有助于开发出更多的产品种类。
具体实施方式
本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。
实施例1
表1 各原料的成分及配比
（1）将不锈钢污泥1、不锈钢污泥2、电镀污泥1、电镀污泥2、铬泥、铬镍铁合金生产过程中产生的除尘灰、和红土镍矿按质量配比混合后加入制球机中造球，将混合球在烘干窑中（300 ℃）预热烘干；
（2）在干燥后的混合料中加入焦炭、石灰石，在回转窑（1000 ℃）中进行还原焙烧，制得焙砂；回转窑产生的烟气经过余热锅炉进行预热回收，净化处理达标后排放，收集的烟尘返回原料库作为除尘灰；
（3）将焙砂送入矿热炉中（1600 ℃）进行熔炼，熔融态的铬镍铁浇铸成锭，制得铬镍铁合金；熔炼渣经水淬后用于制造水泥添加剂；矿热炉产生的烟气经过汽化冷却烟道回收部分余热、电收尘净化后，送入烘干窑的热风炉或回转窑的燃烧器中燃烧。
所制得的铬镍铁合金的成分及镍、铁、其他金属的回收率见表2所示。
表2 产品的成分、金属回收率表
利用重金属污泥制备铬镍铁合金的方法，收入、成本、利润分析
表3 收入表
表4 主材料成本
表5 制造成本表
表6 期间费用表
表7 利润分析表
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种利用重金属污泥制备铬镍铁合金的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将不锈钢污泥、电镀污泥、铬泥，以及铬镍铁合金生产过程中产生的除尘灰，和红土镍矿混合后加入制球机中造球，将混合球在烘干窑中预热烘干；
（2）在干燥后的混合料中加入焦炭、石灰石，在回转窑中进行还原焙烧，制得焙砂；回转窑产生的烟气经过余热锅炉进行预热回收，净化处理达标后排放，收集的烟尘返回原料库作为除尘灰；
（3）将焙砂送入矿热炉中进行熔炼，熔融态的铬镍铁浇铸成锭；熔炼渣经水淬后用于制造水泥添加剂；矿热炉产生的烟气经过汽化冷却烟道回收部分余热、电收尘净化后，送入烘干窑的热风炉或回转窑的燃烧器中燃烧。
2.根据权利要求1所述的利用重金属污泥制备铬镍铁合金的方法，其特征在于：
步骤（1）中电镀污泥、不锈钢污泥、铬泥、铬镍铁合金生产过程中产生的除尘灰、红土镍矿的质量比为：30-35:15-20:5-8:3-5:35-40。
3.根据权利要求1所述的利用重金属污泥制备铬镍铁合金的方法，其特征在于：步骤（2）中焦炭的用量为混合料质量的3~7 %，石灰石的用量为混合料质量的0.5~1.5 %。
4.根据权利要求1所述的利用重金属污泥制备铬镍铁合金的方法，其特征在于：步骤（1）中烘干窑的温度为 100-300 ℃；步骤（2）中回转窑的温度为900-1100℃；步骤（3）中矿热炉的温度为1500 ~1700 ℃。
5.根据权利要求1所述的利用重金属污泥制备铬镍铁合金的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的红土镍矿其成分为：Ni含量为1.4-1.9 %，Fe含量为20-30 %。
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