CN106866173A - 一种钨冶炼废渣基的水处理陶粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钨冶炼废渣基的水处理陶粒及其制备方法，涉及冶炼渣资源化利用及无害化处理技术领域。本发明制备陶粒所用的原料由钨冶炼废渣、河沙、添加剂组成；陶粒的制备方法为：将钨冶炼废渣、河沙、添加剂烘干磨碎成干粉；按配比称取钨冶炼废渣粉料、河沙粉料及添加剂粉料，混合搅拌均匀送至成球制粒机中造粒成型，最后经烘干后煅烧制得陶粒成品。本发明的陶粒表面粗糙、内部多孔，可用作水处理滤料；本发明的制备方法将钨冶炼废渣资源化利用，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种钨冶炼废渣基的水处理陶粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及冶炼渣资源化利用及无害化处理技术领域，具体而言涉及一种钨冶炼废渣基的水处理陶粒及其制备方法。

背景技术

现行钨冶炼企业均采用碱浸工艺处理钨精矿，该工艺会产生大量的钨冶炼废渣，据统计，近20多年来，我国产出的钨冶炼废渣总量已超过60多万吨，而且仍在以每年2万余吨的速度增长。目前产出的钨冶炼废渣多以填埋或堆存为主，一方面占用大量场地，另一方面由于钨冶炼废渣中含大量活性重金属成分及碱性物质，如管理不善，极易造成环境污染。钨冶炼废渣主要构成为水合铁氧化物、水合锰氧化物、二氧化硅及氧化钙等成分，也包含少量伴生金属矿物（随钨精矿产地变化较大），目前对钨冶炼废渣的利用主要是提取其中的少量有价元素（如钽、铌、钪等），并非对废渣的整体利用，因此大量钨冶炼废渣堆放的占地问题及其渗滤液产生的环境污染问题并未得到有效解决。

水处理陶粒为一种具有一定强度和较大比表面积的多孔球形颗粒材料，具有负载水处理微生物的作用，主要作为滤料用于曝气生物滤池等废水处理技术。传统水处理陶粒一般是以黏土和页岩烧结而成，大量开采黏土和页岩会破坏耕地及自然环境，因此采用固体废物为原料制备水处理陶粒可以起到节约自然资源及以废治废的目的。

发明内容

本发明提供了一种钨冶炼废渣基的水处理陶粒及其制备方法，主要解决钨冶炼废渣的无害化处理及资源化利用问题。

本发明的特征是相对建筑陶粒，水处理陶粒价格较高，也即采用钨渣制备水处理陶粒较制备建筑陶粒经济效益更好。

本发明的特征还体现在陶粒原料成本低，同时配方中河沙来源广泛，有机造孔剂可采用农村废弃秸秆，便于企业生产陶粒时就近配置原料。

本发明所述的水处理陶粒，由以下质量百分比的原料制备而成：20-50 wt.%钨冶炼废渣、30-65 wt.%河沙、5-10 wt.%烧结剂、5-15 wt.%造孔剂。

本发明所处理的钨冶炼废渣是指采取碱浸工艺处理钨精矿生产钨产品（如仲钨酸氨或钨酸钠等）过程中形成的废弃渣，主要成分如下。

加水后的钨冶炼废渣具有较强的粘性及可塑性，便于所制备陶粒的造粒成型；钨冶炼渣中的铁、钙、钠氧化物在陶粒烧结过程中都有助烧作用，可显著降低烧结温度，有利于减少陶粒烧结能耗。

本发明陶粒配方中河沙是指从江河中开采出的沙粒，主要成分为SiO₂，且SiO₂含量大于65 wt.%。河沙在陶粒制备过程中主要起烧结固化钨冶炼废渣中重金属及碱性物质的作用。

本发明陶粒配方中烧结剂为具有助烧作用及造孔作用的碳酸钠或/和碳酸氢钠。

本发明陶粒配方中造孔剂由具有造孔作用的有机造孔剂构成，优选为农村废弃秸秆。

本发明所述的利用钨冶炼废渣制备水处理陶粒的方法，具体包括以下步骤。

（1）将钨冶炼废渣、河沙和烧结剂分别烘干后磨碎成干粉，粒度要求小于75微米。

（2）将造孔剂进行干燥、粉碎处理，处理后的造孔剂含水率小于20 wt.%，粒度要求小于1毫米。

（3）按20-50 wt.%钨冶炼废渣、30-65 wt.%河沙、5-10 wt.%烧结剂、5-15 wt.%造孔剂的原料配比分别称取上述粉料，混合搅拌均匀，制得陶粒粉料。

（4）将陶粒粉料送至成球制粒机中造粒成型，制得陶粒坯料。

（5）将陶粒坯料在105℃下烘干2-4小时。

（6）将烘干后的陶粒坯入烧结炉，至850-950℃保温1-2小时，随炉冷却，出炉得陶粒成品。

本发明得到的陶粒表面粗糙、内部多孔，可用作水处理滤料。本发明将钨冶炼废渣作为主要成分制备水处理陶粒，可以通过高温反应固化其中的活性重金属成分及碱性物质，消除钨冶炼废渣露天堆放对水土环境的污染，并使钨冶炼废渣得以资源化利用。本发明所述的制备方法简单易行、成本低，实现了钨冶炼废渣的无害化处理及资源化利用，具有良好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

实施例一。

某公司钨冶炼废渣，主要成分如下。

成分		Fe	Mn			CaO
								含量(wt.%)	12.5	30.7	15.6	1.3	2.6	10.2	5.1

将钨冶炼废渣烘干磨碎成干粉，粒度小于75微米。

某地产河沙，主要成分为SiO₂ ，河沙SiO₂含量为76.5 wt.%，烘干磨碎成干粉，粒度小于75微米。

采用碳酸钠作为烧结剂，磨碎成干粉，粒度小于75微米。

采用干燥粉碎的农村废弃秸秆作为造孔剂，含水率小于20 wt.%，粒度小于1毫米。

按40 wt.%钨冶炼废渣、40 wt.%河沙、5 wt.%碳酸钠、15 wt.%造孔剂的原料配比分别称取上述粉料，混合搅拌均匀，制得陶粒粉料。

将陶粒粉料送至成球制粒机中造粒成型，制得陶粒坯料。

将陶粒坯料在105℃下烘干3小时。

将烘干后的陶粒坯入烧结炉，升温速度15℃/min，至950℃保温1.5小时，随炉冷却，出炉得陶粒成品。

所制得陶粒产品的主要性能（见下表）符合CJ/T 299—2008对水处理陶粒滤料的主要性能标准要求。

破碎率+磨损率(%)	含泥量(%)	盐酸可溶率(%)	空隙率(%)
					1.8	0.2	1.2	42.5

实施例二。

某公司钨冶炼废渣，主要成分如下。

成分		Fe	Mn			CaO
								含量(wt.%)	12.5	30.7	15.6	1.3	2.6	10.2	5.1

将钨冶炼废渣烘干磨碎成干粉，粒度小于75微米。

某地产河沙，主要成分为SiO₂ ，河沙SiO₂含量为76.5 wt.%，烘干磨碎成干粉，粒度小于75微米。

采用碳酸钠作为烧结剂，磨碎成干粉，粒度小于75微米。

采用干燥粉碎的农村废弃秸秆作为造孔剂，含水率小于20 wt.%，粒度小于1毫米。

按30 wt.%钨冶炼废渣、50 wt.%河沙、5 wt.%碳酸钠、15 wt.%造孔剂的原料配比分别称取上述粉料，混合搅拌均匀，制得陶粒粉料。

将陶粒粉料送至成球制粒机中造粒成型，制得陶粒坯料。

将陶粒坯料在105℃下烘干3小时。

将烘干后的陶粒坯入烧结炉，升温速度15℃/min，至900℃保温1.5小时，随炉冷却，出炉得陶粒成品。

所制得陶粒产品的主要性能（见下表）符合CJ/T 299—2008对水处理陶粒滤料的主要性能标准要求。

Claims (5)

1.一种钨冶炼废渣基的水处理陶粒，其特征在于，由以下质量百分比的原料制备而成：20-50 wt.%钨冶炼废渣、30-65 wt.%河沙、5-10 wt.%烧结剂、5-15 wt.%造孔剂；所述钨冶炼废渣为采取碱浸工艺处理钨精矿生产钨产品过程中形成的废弃渣，其成分主要含SiO₂ 3-20 wt.%、Fe 10-35 wt.%、Mn 8-28 wt.%、CaO 2-30 wt.%、Na₂O 1-8 wt.%。

2.根据权利要求1所述的水处理陶粒，其特征在于，所述河沙为从江河中开采出的沙粒，主要成分为SiO₂ ，且SiO₂含量大于65 wt.%。

3.根据权利要求1所述的水处理陶粒，其特征在于，所述烧结剂由具有助烧作用和造孔作用的碳酸钠或/和碳酸氢钠构成。

4.根据权利要求1所述的水处理陶粒，其特征在于，所述造孔剂剂由具有造孔作用的有机造孔剂构成。

5.一种制备权利要求1所述水处理陶粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将钨冶炼废渣、河沙和烧结剂分别烘干后磨碎成干粉，粒度要求小于75微米；

（2）将造孔剂进行干燥、粉碎处理，处理后的造孔剂含水率小于20 wt.%，粒度要求小于1毫米；

（3）按原料配比分别称取上述粉料，混合搅拌均匀，制得陶粒粉料；

（4）将陶粒粉料送至成球制粒机中造粒成型，制得陶粒坯料；

（5）将陶粒坯料在105℃下烘干2-4小时；

（6）将烘干后的陶粒坯入烧结炉，至850-950℃保温1-2小时，随炉冷却，出炉得陶粒成品。