CN105772487A - 铬渣污染物及其污染土壤的环保处理方法及所得产物和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于重金属污染物处理领域，尤其涉及一种铬渣污染物及其污染土壤的环保处理方法及所得产物和应用。本发明采用煤粉将铬污染物中的六价铬在高温条件下还原为无毒的三价铬并封存在最终产物玻璃体状物中，而且对外排的烟气进行分离收集再处理，真正实现铬渣污染物及其污染土壤的百分百环保处理，同时煤粉燃烧产生的热量可以充当供暖锅炉的热源，实现能源的合理分配和绿色应用。更重要的是处理方法的最终产物玻璃体状物可以作为建筑材料应用，达到了变废为宝的目的。
Description
技术领域
本发明属于重金属污染物处理领域，尤其涉及一种铬渣污染物及其污染土壤的环保处理方法及所得产物和应用。
背景技术
随着工业文明的快速发展，重金属造成的污染在一步步的恶化，而重金属污染物的代表之一就是铬。铬用于不锈钢，汽车零件，工具，磁带和录像带等领域，应用广泛，而且皮革鞣制、印染等企业排放污水中也含有铬。其中六价铬并易被人体吸收且在体内蓄积，因此土壤中的六价铬很容易通过农作物吸收而被转移到人体中，并对人体健康产生致命的威胁。
现有技术中的铬渣及其污染土壤多采用工程修复措施、化学修复措施或生物修复措施。其中化学修复措施为向土壤中投放改性剂或活性剂，造成土壤pH值、氧化还原条件或离子构成情况产生变化，进而使得六价铬进行吸附、还原或沉淀，实现降低土壤中六价铬的含量。生物修复措施是利用特定的植物、动物或微生物来降低六价铬的毒性。但是这两种方法耗时较长，不利于快速除铬。工程修复措施是采用物理的方法，如将含有六价铬的土壤进行深层翻埋，或对土壤喷淋稀释，虽然降低了土壤中六价铬的浓度，但是六价铬的总含量并没有减少。
发明内容
本发明的目的是提供一种铬渣污染物及其污染土壤的环保处理方法及所得产物和应用，旨在快速解决六价铬对环境造成的污染，并且对最终生产的产物加以利用，真正实现变废为宝。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
设计一种铬渣污染物及其污染土壤的环保处理方法，包括如下步骤：
（1）将铬渣污染物及其污染土壤与原煤按1-3:8-10质量比混合后，粉碎至物料细度为R90=16-20%；
（2）将粉碎后的混合物料输送至旋风炉在1600-2000℃的条件下燃烧至熔融态，再将所得熔融态物质与冷淬液接触进行冷淬，生成无毒副作用的玻璃体状物；
（3）将燃烧时生成的烟气先后进行脱硝和静电除尘处理，尾气达标排放，同时收集得到粉煤灰和烟尘，并经由压缩空气将两者输送至所述旋风炉内继续参与熔融反应；
（4）冷淬后的冷淬液携带玻璃体状物至沉渣池，经沉淀过滤后，一部分冷淬液经过冷却后作为循环冷淬液再次回流参与冷淬，另一部分作为冲渣液循环使用。
所述铬渣污染物为化工厂生产铬盐产品的工业废渣以及与其接触过的建筑垃圾和生活垃圾，其污染物土壤是指与铬渣接触过的表层土壤等，物料细度R90是指用一个筛孔宽度为90微米的筛子来筛选混合物料，留在筛子上方的粒径较大的物料所占总混合物料的百分率，即该百分率越小代表混合物料的粉碎细度越高。
在所述步骤（1）中，铬渣污染物及其污染土壤与原煤的质量比为1：9。
在所述步骤（1）中，所述粉碎包括先后进行的粗粉碎和球磨粉碎。
在所述步骤（1）中，通过输送皮带将分别称量的铬渣污染物及其污染土壤和原煤送至原煤仓混合，经制粉系统粉碎后输向煤粉仓储存。
在所述步骤（2）中，给粉机将粉碎后的混合物料送入旋风炉内在1800℃条件下燃烧至熔融态。
在所述步骤（3）中，其中燃烧生成的烟气先经过脱硝设备脱硝处理，再进行静电除尘处理后得到粉煤灰和烟尘，通过空气斜槽将两者全部送入计量灰斗内，并由螺旋输灰泵送入旋风炉内，在1800℃条件下燃烧至熔融态。
在所述步骤（2）中，所述冷淬液为20-28℃的水。
在所述步骤（4）中，过滤后的循环冷淬液由升压泵泵入玻璃钢冷却塔中，经过冷却塔风机强制冷却至25℃后，通过粒化泵回输参与冷淬，并与玻璃体状物一同排出至沉渣池。
由上述环保处理方法所得的玻璃体状物。
由上述环保处理方法所得的玻璃体状物在建筑材料中的应用。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1）选择优化了原料配比及各步骤的工艺参数，将含有铬的污染物与煤粉在适宜的高温条件下进行燃烧，使其中六价铬等高价重金属离子被C完全还原成无毒的三价铬状态，并在冷淬作用下形成玻璃体状物，且使低价态的三价铬等重金属离子被封存在玻璃体状物中，实现与自然界生物体绝缘的环保处理，而且为了防止燃烧生成的烟气中夹带煤粉和铬成分排至外界，对烟气进行分离收集再处理，真正实现铬渣污染物及其污染土壤的百分百环保处理；
2）用于冷淬的水源分为两条线路处理并循环使用，形成完全封闭的环保作业线；
3）煤粉燃烧产生的热量可以充当供暖锅炉的热源，实现能源的合理分配和绿色应用；
4）最终生成的产物即玻璃体状物作为建材使用，在道路、房屋等建筑领域具有广阔的应用前景。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
铬渣污染物及其污染土壤的环保处理方法，包括如下步骤：
通过输送皮带将分别称量的原煤和铬渣污染物及其污染土壤送至原煤仓混合，铬渣污染物及其污染土壤与原煤的质量比为1:8，然后由制粉系统先后进行粗粉碎和球磨粉碎至物料细度为R90=16-20%并输向煤粉仓，给粉机根据供暖锅炉的负荷调整转速，将粉碎后的混合物料送入旋风炉内在1600℃条件下燃烧至熔融态，并将所得的熔融态物质与粒化箱中20℃的水接触进行冷淬，生成无毒副作用的玻璃体状物，然后冲渣泵将加压后的水喷出，将粒化箱中的玻璃体状物冲至渣沟并流向沉渣池，捞渣抓斗将沉渣池中的玻璃体状物捞出并晾干，其中燃烧生成的烟气先经过脱硝设备脱硝处理，再进行静电除尘处理后得到粉煤灰和烟尘，通过空气斜槽将两者全部送入计量灰斗内，并由螺旋输灰泵送入旋风炉内，在1600℃条件下燃烧至熔融态。
沉渣池中的水经过过滤网的过滤后，一部分水作为循环冷淬液，由升压泵泵入玻璃钢冷却塔中，经过冷却塔风机强制冷却至20℃后，通过粒化泵打入粒化箱中参与冷淬，并与玻璃体状物一同排出至沉渣池，另一部分水经过冲渣泵加压后推动玻璃体状物结晶体外排。
所得玻璃体状物化验特性指标：六价铬＜0.007mg/L，总价＜0.015mg/L(参照中华人民共和国环境保护行业标准HJ/Y299，六价铬≤0.5mg/L总价≤1.5mg/L)，所以玻璃体状物对环境及人畜非常安全，主要供水泥厂、制砖厂及铺路使用。
实施例2
铬渣污染物及其污染土壤的环保处理方法，包括如下步骤：
通过输送皮带将分别称量的原煤和铬渣污染物及其污染土壤送至原煤仓混合，铬渣污染物及其污染土壤与原煤的质量比为1:9，然后由制粉系统先后进行粗粉碎和球磨粉碎至物料细度为R90=16-20%并输向煤粉仓，给粉机根据供暖锅炉的负荷调整转速，将粉碎后的混合物料送入旋风炉内在1800℃条件下燃烧至熔融态，并将所得的熔融态物质与粒化箱中25℃的水接触进行冷淬，生成无毒副作用的玻璃体状物，然后冲渣泵将加压后的水喷出，将粒化箱中的玻璃体状物冲至渣沟并流向沉渣池，捞渣抓斗将沉渣池中的玻璃体状物捞出并晾干，其中燃烧生成的烟气先经过脱硝设备脱硝处理，再进行静电除尘处理后得到粉煤灰和烟尘，通过空气斜槽将两者全部送入计量灰斗内，并由螺旋输灰泵送入旋风炉内，在1800℃条件下燃烧至熔融态。
沉渣池中的水经过过滤网的过滤后，一部分水作为循环冷淬液，由升压泵泵入玻璃钢冷却塔中，经过冷却塔风机强制冷却至25℃后，通过粒化泵打入粒化箱中参与冷淬，并与玻璃体状物一同排出至沉渣池，另一部分水经过冲渣泵加压后推动玻璃体状物结晶体外排。
所得玻璃体状物化验特性指标：六价铬＜0.007mg/L，总价＜0.015mg/L(参照中华人民共和国环境保护行业标准HJ/Y299，六价铬≤0.5mg/L总价≤1.5mg/L)，所以玻璃体状物对环境及人畜非常安全，主要供水泥厂、制砖厂及铺路使用。
实施例3
铬渣污染物及其污染土壤的环保处理方法，包括如下步骤：
通过输送皮带将分别称量的原煤和铬渣污染物及其污染土壤送至原煤仓混合，铬渣污染物及其污染土壤与原煤的质量比为2:10，然后由制粉系统先后进行粗粉碎和球磨粉碎至物料细度为R90=16-20%并输向煤粉仓，给粉机根据供暖锅炉的负荷调整转速，将粉碎后的混合物料送入旋风炉内在2000℃条件下燃烧至熔融态，并将所得的熔融态物质与粒化箱中28℃的水接触进行冷淬，生成无毒副作用的玻璃体状物，然后冲渣泵将加压后的水喷出，将粒化箱中的玻璃体状物冲至渣沟并流向沉渣池，捞渣抓斗将沉渣池中的玻璃体状物捞出并晾干，其中燃烧生成的烟气先经过脱硝设备脱硝处理，再进行静电除尘处理后得到粉煤灰和烟尘，通过空气斜槽将两者全部送入计量灰斗内，并由螺旋输灰泵送入旋风炉内，在2000℃条件下燃烧至熔融态。
沉渣池中的水经过过滤网的过滤后，一部分水作为循环冷淬液，由升压泵泵入玻璃钢冷却塔中，经过冷却塔风机强制冷却至28℃后，通过粒化泵打入粒化箱中参与冷淬，并与玻璃体状物一同排出至沉渣池，另一部分水经过冲渣泵加压后推动玻璃体状物结晶体外排。
所得玻璃体状物化验特性指标：六价铬＜0.007mg/L，总价＜0.015mg/L(参照中华人民共和国环境保护行业标准HJ/Y299，六价铬≤0.5mg/L总价≤1.5mg/L)，所以玻璃体状物对环境及人畜非常安全，主要供水泥厂、制砖厂、及铺路使用。
Claims (10)
1.一种铬渣污染物及其污染土壤的环保处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将铬渣污染物及其污染土壤与原煤按1-3:8-10的质量比混合后，粉碎至物料细度为R90=16-20%；
（2）将粉碎后的混合物料输送至旋风炉在1600-2000℃的条件下燃烧至熔融态，再将所得熔融态物质与冷淬液接触进行冷淬，生成无毒副作用的玻璃体状物；
（3）将燃烧时生成的烟气先后进行脱硝和静电除尘处理，尾气达标排放，同时收集得到粉煤灰和烟尘，并经由压缩空气将两者输送至所述旋风炉内继续参与熔融反应；
（4）冷淬后的冷淬液携带玻璃体状物至沉渣池，经沉淀过滤后，一部分冷淬液经过冷却后作为循环冷淬液再次回流参与冷淬，另一部分作为冲渣液循环使用。
2.如权利要求1所述的环保处理方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，铬渣污染物及其污染土壤与原煤的质量比为1：9。
3.如权利要求1所述的环保处理方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述粉碎包括先后进行的粗粉碎和球磨粉碎。
4.如权利要求1所述的环保处理方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，通过输送皮带将分别称量的铬渣污染物及其污染土壤和原煤送至原煤仓混合，经制粉系统粉碎后输向煤粉仓储存。
5.如权利要求4所述的环保处理方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，给粉机将粉碎后的混合物料送入旋风炉内在1800℃条件下燃烧至熔融态。
6.如权利要求1所述的环保处理方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，其中燃烧生成的烟气先经过脱硝设备脱硝处理，再进行静电除尘处理后得到粉煤灰和烟尘，通过空气斜槽将两者全部送入计量灰斗内，并由螺旋输灰泵送入旋风炉内，在1800℃条件下燃烧至熔融态。
7.如权利要求1所述的环保处理方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，所述冷淬液为20-28℃的水。
8.如权利要求1所述的环保处理方法，其特征在于，在所述步骤（4）中，过滤后的循环冷淬液由升压泵泵入玻璃钢冷却塔中，经过冷却塔风机强制冷却至25℃后，通过粒化泵回输参与冷淬，并与玻璃体状物一同排出至沉渣池。
9.一种由权利要求1-8所述环保处理方法所得的玻璃体状物。
10.由权利要求1-8所述环保处理方法所得的玻璃体状物在建筑材料中的应用。
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