CN107511057B - 一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂的方法 - Google Patents

一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107511057B
CN107511057B CN201710654100.XA CN201710654100A CN107511057B CN 107511057 B CN107511057 B CN 107511057B CN 201710654100 A CN201710654100 A CN 201710654100A CN 107511057 B CN107511057 B CN 107511057B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sludge
pickling
desulfurizing agent
zinc organic
cupric zinc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710654100.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107511057A (zh
Inventor
张同环
周仕学
刘培
蒋瑞乾
寇小燕
牛海丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University of Science and Technology
Original Assignee
Shandong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University of Science and Technology filed Critical Shandong University of Science and Technology
Priority to CN201710654100.XA priority Critical patent/CN107511057B/zh
Publication of CN107511057A publication Critical patent/CN107511057A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107511057B publication Critical patent/CN107511057B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/81—Solid phase processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/508—Sulfur oxides by treating the gases with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/52—Hydrogen sulfide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/308—Carbonoxysulfide COS

Abstract

本发明公开一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂的方法，包括以下步骤：a将酸洗污泥干燥后冷却；b将含铜锌有机污泥和干燥后的酸洗污泥混合，得到混合污泥，然后进行混捏；混合污泥中含铜锌有机污泥的掺入比例大于或等于20％，以质量分数计；c将混捏后的混合污泥进行模压成型；d将成型后的混合污泥进行氧化焙烧，氧化焙烧过程中通入空气，控制升温速度为10～30℃/min，焙烧温度为300～500℃，焙烧时间为20～120min；e将氧化焙烧后的污泥破碎，即制得脱硫剂。本发明可将含铜锌有机污泥和酸洗污泥进行直接转化，经过干燥‑混捏‑成型‑氧化焙烧后制得脱硫剂，制备工艺简单，无需对其中所含的金属单独回收，降低了工业污泥处理成本。

Description

一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂 的方法
技术领域
本发明涉及工业污泥处理领域，具体地说是涉及一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂的方法。
背景技术
镀铜钢丝湿式拉拔过程中，钢丝在穿过模具时，不可避免地会发生磨损，磨损下来的这部分镀层会随润滑液进入淤泥池中沉淀下来。淤泥中除了含有以不饱和脂肪酸为主的润滑液有机组分，也含有铜锌等过渡金属，其中铜锌含量在30％以上，有价成分较高。因环保的要求，含铜有机污泥不能随意堆放，目前大多数拉拔钢丝生产企业不具备自己处理污泥的技术，往往委托环保公司进行处理，环保公司处理厂家通常采用直接焚烧-废渣再熔炼分别提取金属的方式来处理含铜锌有机污泥。
酸洗污泥，也称酸洗废水处理污泥，是金属表面处理过程排出的酸洗废水经处理产生的固体废物。目前，酸洗废水集中处理水平很低，大部分酸洗废水主要由产生企业自行采用廉价易得的石灰中和沉淀，由于石灰对重金属沉淀效果差，反应过程中仍有大量石灰未参与反应就被其他絮体包裹而沉于污泥中，导致污泥产生量大。同时，酸洗污泥中含有大量未有效沉淀去除的镍、铬、铁等重金属和残酸，如果随意倾倒或者简易填埋，极易引发严重的环境污染问题。目前，国内酸洗污泥的处理主要以堆存和简易填埋为主，资源化利用研究尚处于起步探索阶段。资源化利用可分为火法冶炼(高温条件下通过焦炭等还原剂从酸洗污泥中回收铁、镍、铬等金属)和湿法处理(通过化学沉淀、离子交换等方法从酸洗污泥酸浸液中回收镍、铬等重金属)两大类。两种方法目的都是分别回收酸洗污泥中的金属，回收成本也较高，同时也会带来二次污染问题。
目前钢丝拉拔生产对其产生的含铜锌润滑液污泥和酸洗污泥都不具有独自处理的技术，往往委托外单位环保公司进行处理，从而需要较高的运输成本和高昂的处理成本，因此亟需一种廉价，简单，能够就近处理污泥的方法工艺。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂的方法。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂的方法，包括以下步骤：
a将酸洗污泥干燥后冷却；
b将含铜锌有机污泥和干燥后的酸洗污泥混合，得到混合污泥，然后进行混捏；混合污泥中含铜锌有机污泥的掺入比例大于或等于20％，以质量分数计；
c将混捏后的混合污泥进行模压成型；
d将成型后的混合污泥进行氧化焙烧，氧化焙烧过程中通入空气，控制升温速度为10～30℃/min，焙烧温度为300～500℃，焙烧时间为20～120min；
e将氧化焙烧后的污泥破碎，即制得脱硫剂。
优选的，步骤a中：干燥温度为100℃，干燥时间为1～4h。
优选的，步骤b中：混捏时间为10～60min。
优选的，步骤e中：将氧化焙烧后的污泥破碎至2～5mm。
本发明的有益技术效果是：
(1)本发明可将含铜锌有机污泥和酸洗污泥进行直接转化，经过干燥-混捏-成型-氧化焙烧后制得脱硫剂，制备工艺简单，无需对其中所含的金属单独回收，既解决了污染物的排放问题，又充分利用了污泥中的有价成分，降低了工业污泥处理成本，开拓了“以废治废”的环境治理新思路。
(2)本发明充分利用该类工业污泥粒度为微纳米级的特性，比表面积大，化学反应活性高，无需额外研磨；本发明充分利用污泥中的有机成分为造孔剂，无需格外添加造孔剂，就可形成多孔脱硫剂；本发明利用含铜锌有机污泥自身的粘结性，无需额外添加粘结剂即可成型。
(3)本发明所制脱硫剂包含多种活性组分，可制备铜锌铁基脱硫剂，脱硫效果好。
具体实施方式
本发明所用含铜锌有机污泥为镀黄铜钢丝湿式拉拔过程中被模具磨损下的微细金属颗粒随润滑液排出后经沉淀得到，含铜锌有机污泥中无机组分为黄铜Cu0.64Zn0.36，铜含量约为20.55％，锌含量约为11.56％，黄铜金属颗粒粒度为微纳米级；有机组分为不饱和脂肪酸，使得含铜锌有机污泥黏度较大，无需添加粘结剂即可成型，其中无机组分在一定温度下与氧气反应，其中的铜锌组分转化成ZnO、CuO，这两者正是脱硫剂的有效活性组分。
所用酸洗污泥来自盐酸除铁锈废液，经过过量消石灰中和，絮凝沉淀、压滤后产生，主要成分为三氯化铁、水合氧化铁和水。100℃干燥样含铁量约26.71％，三氯化铁在加热脱水过程中，会发生水解，最终变成氧化铁。酸洗污泥粒度细，含水多，黏度也较大。酸洗污泥经过一定温度焙烧之后，部分水合氧化铁会转化为Fe2O3。
将混合污泥制成脱硫剂，与含硫化合物反应后，脱硫剂中的ZnO、CuO、Fe2O3分别转化成ZnS、CuxSy、FemSn等硫化物。
本发明将含铜锌有机污泥和酸洗污泥，经过干燥-混捏-成型-焙烧后制得脱硫剂。焙烧过程中有机成分挥发造孔，微纳米金属颗粒作为粘结剂粘结成型，形成具有一定机械强度，具有多孔结构、具有多活性组分的高效脱硫剂，可用于脱除H2S，COS，CS2，SO2等含硫组分。
原料混合比例为含铜锌有机污泥样占比例为20％～100％，酸洗污泥样占0～80％。当含铜锌有机污泥样用量比例100％时，所制脱硫剂为铜锌基脱硫剂，当掺入酸洗污泥时，所制脱硫剂为铜锌铁基脱硫剂，铜锌污泥中有机组分起粘结剂及造孔剂作用，因此含铜锌有机污泥掺入比例不能太少，最少为20％，否则脱硫剂气孔率低，不利于脱硫反应。
酸洗污泥100℃干燥1-4h，FeCl3发生水解，生成水合氧化铁，污泥中自由水被脱除。
原料混捏时间为10～60min，使含铜锌有机污泥和酸洗污泥充分混合。
混捏料塑性较好，可采用模压成型或挤压成型方式成型，成型压力略高于常压即可。
氧化焙烧过程为通入空气焙烧，焙烧温度300～500℃，升温速度10～30℃/min，焙烧时间为20～120min。在此过程中，含铜锌有机污泥中部分铜锌元素被氧化成CuO，ZnO，酸洗污泥中铁元素转化成Fe2O3。焙烧温度过高金属烧结，失去微纳米粒度优势，焙烧温度过低，有机组分不能完全挥发或碳化；升温速率过低，焙烧时间会延长，升温速率过高，有机组分挥发速度过快，导致成型样品裂开；焙烧时间过短，有机组分不完全挥发，焙烧时间过长，能源浪费。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
(1)原料预处理：将酸洗污泥样在100℃下干燥1小时，冷却；
(2)将含铜锌有机污泥和干燥后的酸洗污泥按照质量比混合，得到混合污泥，并混捏20min，其中含铜锌有机污泥占50％，酸洗污泥样占50％；
(3)将混捏后的混合污泥模压成型；
(4)将成型后的混合污泥进行氧化焙烧，焙烧温度350℃，升温速率10℃/min，350℃保温60min，在焙烧反应管中同时通入空气，及时排出污泥所释放出的气体，然后将焙烧样在空气中冷却；
(5)将氧化焙烧后的污泥破碎至3mm左右，即制得脱硫剂，物相组成主要有CuO，ZnO，Cu0.64Zn0.36和水合氧化铁Fe2O3·xH2O。
(6)脱硫性能测试：将制得的脱硫剂进行硫化氢脱除试验，硫化氢脱除反应条件为：脱硫剂用量5g，硫化氢浓度7500mg/m3，反应空速1000h-1，脱硫反应温度300℃，反应，该脱硫剂的含硫量为8.73％，脱硫产物有Cu39S28，Cu9S5，ZnS，FeS，FeS2等。
实施例2
(1)原料预处理：将酸洗污泥样在100℃下干燥2小时，冷却；
(2)将含铜锌有机污泥和干燥后的酸洗污泥按照质量比混合，并混捏40min，其中含铜锌有机污泥占100％，酸洗污泥样占0％；
(3)将混捏后的污泥模压成型；
(4)将成型后的污泥进行氧化焙烧，焙烧温度400℃，升温速率20℃/min，400℃保温30min，在焙烧反应管中同时通入空气，及时排出污泥所释放出的气体，然后将焙烧样在空气中冷却；
(5)将氧化焙烧后的污泥破碎至3mm左右，即制得脱硫剂，物相组成主要有CuO，ZnO和少量Cu0.64Zn0.36。
(6)脱硫性能测试：将制得的脱硫剂进行硫化氢脱除试验，硫化氢脱除反应条件为：脱硫剂用量5g，硫化氢浓度7500mg/m3，反应空速1000h-1，脱硫反应温度350℃，反应，该脱硫剂的含硫量为14.57％，脱硫产物有Cu39S28，Cu9S5，ZnS等。
实施例3
(1)原料预处理：将酸洗污泥样在100℃下干燥1.5小时，冷却；
(2)将含铜锌有机污泥和干燥后的酸洗污泥按照质量比混合，并混捏35min，其中含铜锌有机污泥占40％，酸洗污泥样占60％；
(3)将混捏后的污泥模压成型；
(4)将成型后的污泥进行氧化焙烧，焙烧温度500℃，升温速率20℃/min，500℃保温20min，在焙烧反应管中同时通入空气，及时排出污泥所释放出的气体，然后将焙烧样在空气中冷却；
(5)将氧化焙烧后的污泥破碎至3mm左右，即制得脱硫剂，物相组成主要有CuO，ZnO，Fe2O3和少量水合氧化铁Fe2O3·xH2O。
(6)脱硫性能测试：将制得的脱硫剂进行硫化氢脱除试验，硫化氢脱除反应条件为：脱硫剂用量5g，硫化氢浓度8200mg/m3，反应空速1500h-1，脱硫反应温度400℃，反应，该脱硫剂的含硫量为10.87％。脱硫后对脱硫剂进行XRD检测，脱硫产物有Cu39S28，Cu9S5，ZnS，FeS和FeS2。
实施例4
(1)原料预处理：将酸洗污泥样在100℃下干燥1.5小时，冷却；
(2)将含铜锌有机污泥和干燥后的酸洗污泥按照质量比混合，并混捏35min，其中含铜锌有机污泥占20％，酸洗污泥样占80％；
(3)将混捏后的污泥模压成型；
(4)将成型后的污泥进行氧化焙烧，焙烧温度400℃，升温速率30℃/min，400℃保温60min，在焙烧反应管中同时通入空气，及时排出污泥所释放出的气体，然后将焙烧样在空气中冷却；
(5)将氧化焙烧后的污泥破碎至3mm左右，即制得脱硫剂。
(6)脱硫性能测试：将制得的脱硫剂进行硫化氢脱除试验，硫化氢脱除反应条件为：脱硫剂用量5g，硫化氢浓度7200mg/m3，反应空速2000h-1，脱硫反应温度400℃，反应，该脱硫剂的含硫量为14.91％。脱硫后对脱硫剂进行XRD检测，脱硫产物有FeS，FeS2，Cu39S28，Cu9S5，ZnS等。

Claims (4)

1.一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂的方法，其特征在于包括以下步骤：
a将酸洗污泥干燥后冷却；
b将含铜锌有机污泥和干燥后的酸洗污泥混合，得到混合污泥，然后进行混捏；混合污泥中含铜锌有机污泥的掺入比例大于或等于20％，小于100％，以质量分数计；
c将混捏后的混合污泥进行模压成型；
d将成型后的混合污泥进行氧化焙烧，氧化焙烧过程中通入空气，控制升温速度为10～30℃/min，焙烧温度为300～500℃，焙烧时间为20～120min；
e将氧化焙烧后的污泥破碎，即制得脱硫剂。
2.根据权利要求1所述的一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂的方法，其特征在于，步骤a中：干燥温度为100℃，干燥时间为1～4h。
3.根据权利要求1所述的一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂的方法，其特征在于，步骤b中：混捏时间为10～60min。
4.根据权利要求1所述的一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂的方法，其特征在于，步骤e中：将氧化焙烧后的污泥破碎至2～5mm。
CN201710654100.XA 2017-08-03 2017-08-03 一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂的方法 Active CN107511057B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710654100.XA CN107511057B (zh) 2017-08-03 2017-08-03 一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710654100.XA CN107511057B (zh) 2017-08-03 2017-08-03 一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107511057A CN107511057A (zh) 2017-12-26
CN107511057B true CN107511057B (zh) 2019-06-28

Family

ID=60723115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710654100.XA Active CN107511057B (zh) 2017-08-03 2017-08-03 一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107511057B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109486542A (zh) * 2018-12-25 2019-03-19 山东华泰纸业股份有限公司 一种利用造纸废水厂化学污泥制备脱硫剂的方法
CN110078323A (zh) * 2019-02-28 2019-08-02 西安热工研究院有限公司 一种利用石灰污泥制作湿法脱硫剂的系统及方法
WO2021201795A1 (en) * 2020-04-03 2021-10-07 T.C. Piri Reis Universitesi Exhaust flue gas integrated treatment plant

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005095822A (ja) * 2003-09-26 2005-04-14 Denki Kagaku Kogyo Kk 排ガス処理材、ガスフィルター、及び排ガスの処理方法
CN103521046A (zh) * 2012-07-04 2014-01-22 北京三聚环保新材料股份有限公司 一种以铜锌废催化剂制备常温脱硫剂的方法
CN106311718A (zh) * 2016-04-18 2017-01-11 李大伦 一种含重金属废弃物的无害化处置和资源化利用方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005095822A (ja) * 2003-09-26 2005-04-14 Denki Kagaku Kogyo Kk 排ガス処理材、ガスフィルター、及び排ガスの処理方法
CN103521046A (zh) * 2012-07-04 2014-01-22 北京三聚环保新材料股份有限公司 一种以铜锌废催化剂制备常温脱硫剂的方法
CN106311718A (zh) * 2016-04-18 2017-01-11 李大伦 一种含重金属废弃物的无害化处置和资源化利用方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《高硫强粘结性煤高温热解脱硫的研究》;周仕学等;《煤炭转化》;20000225;44-46页

Also Published As

Publication number Publication date
CN107511057A (zh) 2017-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shu et al. Simultaneous stabilization/solidification of Mn2+ and NH4+-N from electrolytic manganese residue using MgO and different phosphate resource
CN107511057B (zh) 一种利用含铜锌有机污泥和酸洗污泥制备多活性组分脱硫剂的方法
CN101503761B (zh) 一种从加压浸出的高硫渣中分离和回收有价金属的方法
CN109574319A (zh) 有色金属冶炼高砷污酸的固砷工艺
CN103526017A (zh) 一种铜冶炼烟气生产硫酸所产酸泥中有价元素的提取方法
CN105271624B (zh) 一种协同处置重金属污泥的方法
CN105567976B (zh) 一种提钒工业酸性废水处理及有价金属综合回收的方法
CN107188361A (zh) 一种缓释硫化剂及其制备方法和缓释硫化剂用于净化酸性溶液中重金属和砷的方法
CN102234161A (zh) 高浓度含砷废水处理方法
CN107619068A (zh) 一种铁锍制备硫化氢用于污酸处理的方法
CN103351049A (zh) 处理污酸的方法
CN101545038A (zh) 用贫锡硫化矿尾矿生产铁精矿的方法
CN101545037B (zh) 用贫锡氧化矿尾矿生产铁精矿的方法
CN102424489A (zh) 脱硫含铅废水循环利用处理方法
CN107400555A (zh) 一种利用废弃机油生产切削油和脱模剂的方法
CN108033488B (zh) 利用硫铁矿烧渣、粉煤灰和聚乙烯醇生产过程废硫酸制备聚合硫酸硅酸铁铝的方法
CN101972596A (zh) 一种用二氧化硫废气制备亚硫酸钠和单质硫的方法
CN109097598A (zh) 一种湿法炼锌中钴渣综合回收利用方法
Wijenayake et al. Removal of Cu and Sb from waste acid process of copper smelters for minimizing waste generation
CN104402145B (zh) 利用含亚铁盐废水制备氢氧化铁的生产方法
CN100410394C (zh) 一种用氧化锌矿与锌灰渣生产锌精矿和铅精矿的方法
CN104480312B (zh) 一种汽车尾气催化剂贵金属回收的方法
CN107162151B (zh) 一种用于处理废水中重金属元素的制剂及其制备方法
CN109265483A (zh) 一种硫化砷渣综合利用的方法
CN110282649A (zh) 一种含砷石膏的处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant