CN105734297A - 一种不锈钢酸洗污泥减量解毒的方法 - Google Patents

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李秦灿
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Abstract

本发明提供一种不锈钢酸洗污泥减量解毒的方法，属于冶金及环保领域，包括以下步骤：（1）不锈钢酸洗污泥产生后，经堆存自然干燥后水分可降至50%；（2）将污泥、焦炭、黏结剂经配料、混料、造粒后加入立式固化炉内，同时鼓入适量空气进行高温还原焙烧固化，去除50%的水分达到减量，把Cr6＋还原分解转化成Cr3＋，进行彻底解毒，得到镍铬合金基料，送冶炼厂生产镍铬合金；（3）焙烧过程所产生的烟气经布袋除尘后进行湿法脱硫、脱氟达标后排空，少量脱硫、脱氟副产物作为普通固废用于建筑路基等回填料或抛弃。本发明实现了不锈钢酸洗污泥的减量、解毒、资源化高效回收利用，具有显著的经济、环境和社会效益。

Description

一种不锈钢酸洗污泥减量解毒的方法
技术领域
本发明属于冶金及环保领域，具体涉及一种不锈钢酸洗污泥减量解毒的方法。
背景技术
不锈钢生产过程中，为了提高产品的抗腐蚀性和表面质量，冷轧前需经过硫酸、氢氟酸等酸洗表面处理，从而产生大量含有Cr、Ni、F等有毒有害物质的酸洗废液。目前，绝大多数不锈钢厂仍采用石灰、电石渣或氢氧化钙对其进行中和处理。这种方法虽使出水达标，但却产生了大量有毒有害的不锈钢酸洗污泥，属于危险固废，造成二次污染。
近年来我国不锈钢产量逐年增加，2014年产量达2203.6万t/a，2015年达2216.5万t/a，不锈钢酸洗产生的污泥量约为不锈钢产量的3%~5%，酸洗污泥的堆积量将会越来越多，年累积量多达66～110万t/a。合理利用这些酸洗污泥关系到我国不锈钢企业的健康发展。
酸洗污泥中含有大量的残酸和重金属，尤其是六价铬，具有毒性大、易积累、不稳定、热值低、易流失等特点。目前国内外对酸洗污泥大都采取固化防渗填埋处理。这种方式治标不治本，不仅占用大量的土地资源，同时也存在着巨大的环境污染隐患。
中国专利（CN101618892A）公开了不锈钢酸洗废水污泥中重金属的回收和综合利用方法，该技术采用沉淀法从浸出液中回收铬，萃取法回收镍。但该方法需加入大量NaOH、H2O2、Na2CO3等试剂，且易造成铬镍分离不完全，形成二次污染。
中国专利（CN101037289）公开了一种利用工业钢板生产中固体废弃物，如污泥，生产水泥生料用三氧化二铁和氧化铁黑颜料新工艺。首先将金属污泥堆放在自然空气中的场地上干燥，或者在金属酸洗污泥中加入酸液，使其具有流动性，加水并升温至95℃以上，再加入碱性液体，搅拌均匀，脱水、干燥后粉碎得到氧化铁黑。这种方法虽然使得污泥能得到部分利用，但是没有考虑酸洗污泥本身就是中和后的产物，又二次加入酸洗，然后再加碱中和，相当于二次中和，进一步增加了泥的量，会造成二次污染，并且最终的产品成分难控，对水泥生产可能造成影响。
中国专利（CN101086035）公开了废弃金属污泥回收利用的方法，往金属污泥中加H2O2和KMnO4进行强氧化和空气自然氧化，对于含铁高的粉料供给炼铁，或生产配重件，或生产生料水泥，铁含量低的进行焙烧，焙烧温度1200~1300℃，焙烧后仍是以粉料形式供给炼铁或生产配重件。该专利实际上还是把污泥干燥后直接做水泥原料，代价是还要耗用H2O2和KMnO4等资源，而其他以粉料的形式加以利用的方式则因为会对炼铁生产造成影响而难以实施，故仍是一种低附加值的利用方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不锈钢酸洗污泥减量解毒的方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：
1）不锈钢酸洗污泥产生后，经堆存自然干燥后水分可降至50%；
2）将污泥、焦炭、黏结剂经配料、混料、造粒后加入立式固化炉内，同时鼓入适量空气进行高温还原焙烧固化，去除50%的水分达到减量，把Cr6＋还原分解转化成Cr3＋，进行彻底解毒，得到镍铬合金基料，送冶炼厂生产镍铬合金；
3）焙烧过程所产生的烟气经布袋除尘后进行湿法脱硫、脱氟达标后排空，少量脱硫、脱氟副产物作为普通固废用于建筑路基等回填料或抛弃。
其中，所述步骤1）中的不锈钢酸洗污泥含有Ni、Cr、Fe等有价金属元素以及CaF2、MgO、SiO2、CaSO4等物质和水分。
其中，所述步骤2）中的配料成分中，焦炭（C含量82%，S含量1.12%）占污泥量的4~10%，黏结剂为某种无机特种黏结剂。
其中，所述步骤2）中的焙烧机为立式高温焙烧固化炉，焙烧温度1000℃左右，烧结成块率可达90%以上。
其中，减量是指经自然干燥、固化炉焙烧后去除掉了污泥中的50%水分，解毒主要是指将大部分Cr6+还原成Cr3+，降低了毒性，焙烧所得镍铬合金基料中的F、总Cr、Cr6+、总Ni等浓度均远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》GB5085.3-2007中的规定标准，可按照《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB18599-2011中一般工业废物进行堆放和运输处理。
其中，所述步骤3）中的焙烧烟气粉尘浓度≤50～80mg/m3（标况），符合《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》GB28662-2012的要求，进入脱硫系统的烟气温度为80~100℃。
其中，所述步骤3）中的脱硫为钙基湿法工艺，脱硫效率可达90~95%，脱硫、脱氟副产物为亚硫酸钙及硫酸钙、氟化钙等的混合物，排空烟气达到《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》GB28662-2012中现有企业污染物排放浓度限值SO2≤200～600mg/m3（标况），氟化物（以F计）≤4～6mg/m3（标况）的要求。
本发明有益效果在于：实现了不锈钢酸洗污泥危险固废的减量解毒、有价资源的富集回收，具有显著的经济、环境和社会效益。
附图说明
附图为不锈钢酸洗污泥减量解毒工艺流程图。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本说明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
某企业不锈钢酸洗污泥主要成分见表1：
表1某企业不锈钢酸洗污泥主要成分
本发明具体实施步骤如下：
1）不锈钢酸洗污泥产生后，先过滤至60%左右水分，经转运堆存自然干燥后水份可降到50%；
2）合格的污泥经装载机运输至配料仓配料，随后由皮带运输至混料机进行混料，加入焦炭及黏结剂再经造粒后由皮带运输至固化炉内，同时鼓入适量空气，控制整个过程为还原性气氛，进行高温还原焙烧，除去50%的水分达到减量，在高温下把Cr6＋还原分解转化成
Cr3＋，进行彻底解毒，得到镍铬合金基料，送冶炼厂生产镍铬合金；
3）焙烧过程所产生的烟气经布袋除尘后入脱硫塔，经钙基湿法脱硫、脱氟后排空，脱硫副产物采用抛弃法。
表2浸出毒性鉴别标准值（GB5085.3-2007）
表2为《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》GB5085.3-2007相关规定标准：由于该不锈钢酸洗污泥焙烧所得镍铬合金基料中含有较高的Fe、Cr、Ni等重金属元素，委托有资质的分析检测权威机构，对该污泥焙烧矿浸出液中Cr及Cr+6、Ni、F四元素进行了毒性检测试验，检测报告最终测得F：26mg/L<100mg/L、总Cr：1.42mg/L<15mg/L、Cr+6：0.42mg/L<5mg/L、总Ni：0.054mg/L<5mg/L，所得结果均远小于浸出毒性鉴别标准值（GB5085.3-2007），因此可按照《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB18599-2011中一般工业废物进行堆放和运输处理。
焙烧烟气粉尘浓度≤80mg/m3（标况），符合《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》GB28662-2012的要求，烟气温度为150℃，工况下其主要成分见下表3：
表3焙烧烟气主要成分表（工况）
经旋流喷淋塔钙基湿法脱硫、脱氟后，脱硫效率为95%，排空烟气达到《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》GB28662-2012中现有企业污染物排放浓度限值SO2≤600mg/m3（标况），氟化物（以F计）≤6mg/m3（标况）的要求。

Claims (7)

1.一种不锈钢酸洗污泥减量解毒的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）不锈钢酸洗污泥产生后，经堆存自然干燥后水分可降至50%；
2）将污泥、焦炭、黏结剂经配料、混料、造粒后加入立式固化炉内，同时鼓入适量空气进行高温还原焙烧固化，去除50%的水分达到减量，把Cr6＋还原分解转化成Cr3＋，进行彻底解毒，得到镍铬合金基料，送冶炼厂生产镍铬合金；
3）焙烧过程所产生的烟气经布袋除尘后进行湿法脱硫、脱氟达标后排空，少量脱硫、脱氟副产物作为普通固废用于建筑路基等回填料或抛弃。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢酸洗污泥减量解毒的方法，其特征在于，所述步骤1）中的不锈钢酸洗污泥含有Ni、Cr、Fe等有价金属元素以及CaF2、MgO、SiO2、CaSO4等物质和水分。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢酸洗污泥减量解毒的方法，其特征在于，所述步骤2）中的配料成分中，焦炭（C含量82%，S含量1.12%）占污泥量的4~10%，黏结剂为某种无机特种黏结剂。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢酸洗污泥减量解毒的方法，其特征在于，所述步骤2）中的焙烧机为立式高温焙烧固化炉，焙烧温度1000℃左右，烧结成块率可达90%以上。
5.根据权利要求1所述的一种不锈钢酸洗污泥减量解毒的方法，其特征在于，减量是指经自然干燥、固化炉高温焙烧后去除掉了污泥中的水分，解毒主要是指将Cr6+还原成Cr3+，降低了毒性，焙烧所得镍铬合金基料中的F、总Cr、Cr6+、总Ni等浓度均远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》GB5085.3-2007中的规定标准，可按照《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB18599-2011中一般工业废物进行堆放和运输处理。
6.根据权利要求1所述的一种不锈钢酸洗污泥减量解毒的方法，其特征在于，所述步骤3）中的焙烧烟气粉尘浓度≤50～80mg/m3（标况），符合《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》GB28662-2012的要求，进入脱硫系统的烟气温度为80~100℃。
7.根据权利要求1所述的一种不锈钢酸洗污泥减量解毒的方法，其特征在于，所述步骤3）中的脱硫为传统成熟的钙基湿法工艺，脱硫效率可达90~95%，脱硫、脱氟副产物为亚硫酸钙及硫酸钙、氟化钙等的混合物，排空烟气达到《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》GB28662-2012中现有企业污染物排放浓度限值SO2≤200～600mg/m3（标况），氟化物（以F计）≤4～6mg/m3（标况）的要求。
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