CN108203271A - 用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖及其制备方法，所述免烧免蒸砖包括以下质量份的成分：稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉15‑40份，水泥10‑20份，水渣微粉20‑40份，粉煤灰8‑26份，石屑和建筑砂8‑40份。其制备方法包括干燥、打散过筛、喂料计量、压制成型、自然养护等步骤。本发明采用免烧免蒸的工艺路线制备节能砖，产品节能环保，能耗小、成本低、稳定化处理彻底，有效提高了铅锌冶炼废水处理污泥的资源化处理效率。

Description

用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及资源综合利用领域，尤其涉及一种铅锌冶炼废水处理污泥资源化利用制备免烧免蒸砖的方法。具体涉及一种免烧免蒸的工艺路线制备节能砖及其制备方法。

背景技术

在有色金属冶炼过程中产生的各种炉渣，数量大，品种多。目前，我国有色金属工业固体废物的年排放量约为8000多万吨，占全国工业固体废物的12％左右，堆放需要占用大量宝贵的土地或农田。加上有色金属冶炼废渣的成分复杂，常含有砷、镉、汞、铅等有毒物质，废渣的长期堆放或流失，必然会带来严重的环境污染问题。随着生产的发展，冶炼废渣的排放量还会逐年增加，可堆存废渣的场地日益减少。实际上，国内已发生过含砷渣污染水源，造成人畜中毒和死亡的事故；还有含汞废渣污染用水和食物；以及锡渣严重污染农田土壤，造成大米含镉超标等事故。冶炼废渣的污染问题，已成为影响工农业生产和人民生活的重要因素。如何解决好冶炼废渣的处置和利用，是直接关系到我国生态环境保护和节约天然矿产资源的重要问题。

发明内容

本发明的目的是：提供一种免烧免蒸砖，该产品节能环保、能耗小、成本低、稳定化处理彻底且能有效提高铅锌冶炼废水处理污泥的处理效率和资源化利用效率，解决了现有铅锌冶炼废水处理污泥稳定化处理成本高且不能达到稳定化彻底处理效果的问题。

为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖，所述免烧免蒸砖包括以下质量份的成分：

稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉15-40份，水泥10-20份，水渣微粉20-40份，粉煤灰8-26份，石屑和建筑砂8-40份。

本发明中，所述免烧免蒸砖抗压强度平均值为16～30MPa，吸水率＜18％，毒性浸出合格，软化系数K_r≥0.90，抗冻性为冻后抗压强度平均值为14～29MPa，干燥收缩率平均值为＜0.06％。

免烧免蒸砖浸出液中，As、Cd、Cu、Pb、Zn、Cr、Hg化学成分均小于危险废物浸出毒性鉴别标准值，低于一类污染物最高允许排放浓度。

本发明还提供了一种用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)干燥：将铅锌冶炼废水处理污泥经稳定化后，在90-150℃烘干10-24h，得到团聚块状颗粒料；

2)打散过筛：将团聚块状颗粒料高速搅拌打散成粉体，过20目筛，筛余2-5％，筛下物为稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉；

3)喂料计量：将稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉与粉煤灰、水泥、水渣微粉及石屑和建筑砂按照设定的计量配比混匀；在混匀的粉料中加水混匀，以质量百分比计，用水量为混匀的粉料量与所加水量之和的5％-10％；

4)压制成型：将步骤3)中加水混合均匀的粉料压制成型为砖坯，成型压力为20-25MPa；

5)自然养护：将压制成型的砖坯养护即得免烧免蒸砖，养护温度20-27℃，养护相对湿度90-100，养护时间≥28天。

本发明中，所述稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉，污泥中的重金属得以完全稳定固化。

本发明中可以采用常规的稳定化处置方式，还可以在铅锌冶炼废水处理污泥采用加入稳定化药剂的方法进行稳定化处置，所述稳定化剂，以质量百分比计，所述稳定化药剂包括无机盐类稳定化剂1％-5％、碱性强氧化剂0.25％-1.5％及辅助调节剂0.01％-0.1％。

本发明中，所述无机盐类稳定化剂是指磷酸钙、硫酸钙、硫酸铁和硫酸亚铁中的一种或多种组合。

本发明中，所述碱性强氧化剂是指高锰酸钾和亚硫酸钠中的一种或多种。

本发明中，所述辅助调节剂是指石灰、沸石、菱苦土和活性炭中的一种或多种。

如图2所示，本发明采用的铅锌冶炼废水处理污泥的主要组分为CaSO₄·2H₂O，一方面CaSO₄·2H₂O可以作为其它组分的激发剂；另一方面，污泥中的二水石膏具有相当大的活性，发生溶解析晶，生成强度极高的次生石膏晶体。

本发明所采用的粉煤灰，含有的大量活性二氧化硅、活性氧化铝和活性氧化铁等，在添加剂的作用下与水泥水化反应产生的氢氧化钙(粉煤灰中含有一部分活性氧化钙，与水反应也提供一部分氢氧化钙)与水发生水化反应，生成类似于水泥水化产物的水硬性胶凝物质。

本发明所采用的水渣微粉，其水硬活性是潜在的，水泥水化产生的氢氧化钙，与水渣微粉中的二氧化硅和氧化铝发生溶解，同时又与之反应生成水化硅酸钙、水化铝酸钙，水化铝酸钙又与中和渣中的石膏反应生成水化硫铝酸钙。

本发明由水泥、水渣微粉、粉煤灰、石膏和建筑砂组成的复合胶凝材料，通过材料间相互激发作用，水化反应交替进行，由不断形成的晶体和凝胶提供强度，凝胶含量越高，材料的强度越高、耐水性能越好，表现出高强、耐候、耐腐蚀、吸附有害毒物等特点，其性能因时间的增长而表现更加优异。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种铅锌冶炼废水处理污泥资源化利用制备免烧免蒸砖的方法，用于对铅锌冶炼废水处理污泥进行处理，以获得免烧免蒸砖制品，解决了由于铅锌冶炼废水处理污泥产生量大，转移给危废处置单位处理费用高，而且不能彻底解决污染的问题。本发明综合利用铅锌冶炼废水处理污泥和粉煤灰等工业废渣，添加水泥、水渣微粉、石屑等材料稳定化固化处理，满足建筑用砖要求和有毒有害物质浸出要求，生产出免烧免蒸砖(标砖、路面砖、砌块等)，用于自用和对外销售，是优化资源配置，减少固废处理资金的最好办法，还可以安排社会劳动力就业，为企业创造环境效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明免烧免蒸砖制备方法的工艺流程图。

图2是本发明中铅锌冶炼废水处理污泥的X射线衍射物相分析图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)干燥：将铅锌冶炼废水处理污泥经稳定化后，在100℃烘干24h，得到团聚块状颗粒料；

2)打散过筛：将团聚块状颗粒料高速搅拌打散成粉体，过20目筛，筛余2％，筛下物为稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉；

3)喂料计量：将稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉与粉煤灰、水泥、水渣微粉及石屑按照设定的计量配比(稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉30份、水泥13份、水渣微粉30份、粉煤灰16份、石屑和建筑砂11份)混匀；在混匀的粉料中加水混匀，以质量百分比计，用水量为混匀的粉料量与所加水量之和的5％；

4)压制成型：将步骤3)中加水混合均匀的粉料压制成型为砖坯，成型压力为20MPa；

5)自然养护：将压制成型的砖坯养护即得免烧免蒸砖，养护温度25℃，养护相对湿度90，养护时间28天。

本实施例中所述稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉的具体制备方法为：在铅锌冶炼废水处理污泥采用加入稳定化药剂的方法进行稳定化处置，以质量百分比计，所述稳定化药剂包括硫酸铁用量为1％、高锰酸钾用量为0.25％、石灰为0.01％。

制备的免烧免蒸砖抗压强度平均值为16MPa，吸水率为14％，毒性浸出合格，软化系数K_r为1.0，抗冻性为冻后抗压强度平均值为14MPa，干燥收缩率平均值为0.04％。

实施例2

如图1所示，一种用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)干燥：将铅锌冶炼废水处理污泥经稳定化后，在120℃烘干15h，得到团聚块状颗粒料；

2)打散过筛：将团聚块状颗粒料高速搅拌打散成粉体，过20目筛，筛余3％，筛下物为稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉；

3)喂料计量：将稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉与粉煤灰、水泥、水渣微粉及石屑按照设定的计量配比(稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉32份、水泥14份、水渣微粉31份、粉煤灰12份、石屑和建筑砂14份)混匀；在混匀的粉料中加水混匀，以质量百分比计，用水量为混匀的粉料量与所加水量之和的7％；

4)压制成型：将步骤3)中加水混合均匀的粉料压制成型为砖坯，成型压力为23MPa；

5)自然养护：将压制成型的砖坯养护即得免烧免蒸砖，养护温度27℃，养护相对湿度100，养护时间30天。

本实施例中所述稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉的具体制备方法为：在铅锌冶炼废水处理污泥采用加入稳定化药剂的方法进行稳定化处置，以质量百分比计，所述稳定化药剂包括硫酸钙用量为3％、双氧水用量为0.50％、沸石为0.030％。

制备的免烧免蒸砖抗压强度平均值为18MPa，吸水率为13％，毒性浸出合格，软化系数K_r为1.5，抗冻性为冻后抗压强度平均值为15MPa，干燥收缩率平均值为0.03％。

实施例3

如图1所示，一种用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)干燥：将铅锌冶炼废水处理污泥经稳定化后，在150℃烘干12h，得到团聚块状颗粒料；

2)打散过筛：将团聚块状颗粒料高速搅拌打散成粉体，过20目筛，筛余4％，筛下物为稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉；

3)喂料计量：将稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉与粉煤灰、水泥、水渣微粉及石屑按照设定的计量配比(稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉34份、325R水泥17份、水渣微粉34份、粉煤灰14份、石屑和建筑砂8份)混匀；在混匀的粉料中加水混匀，以质量百分比计，用水量为混匀的粉料量与所加水量之和的10％；

4)压制成型：将步骤3)中加水混合均匀的粉料压制成型为砖坯，成型压力为25MPa；

5)自然养护：将压制成型的砖坯养护即得免烧免蒸砖，养护温度25℃，养护相对湿度90，养护时间28天。

本实施例中所述稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉的具体制备方法为：在铅锌冶炼废水处理污泥采用加入稳定化药剂的方法进行稳定化处置，以质量百分比计，所述稳定化药剂包括磷酸钙用量为4％、高锰酸钾和双氧水用量之和为0.75％、活性炭为0.070％。

制备的免烧免蒸砖抗压强度平均值为17MPa，吸水率为13％，毒性浸出合格，软化系数K_r为1.8，抗冻性为冻后抗压强度平均值为16MPa，干燥收缩率平均值为0.03％。

实施例4

如图1所示，一种用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)干燥：将铅锌冶炼废水处理污泥经稳定化后，在90℃烘干24h，得到团聚块状颗粒料；

2)打散过筛：将团聚块状颗粒料高速搅拌打散成粉体，过20目筛，筛余5％，筛下物为稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉；

3)喂料计量：将稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉与粉煤灰、水泥、水渣微粉及石屑按照设定的计量配比(稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉40份、325R水泥20份、水渣微粉40份、粉煤灰26份、石屑和建筑砂40份)混匀；在混匀的粉料中加水混匀，以质量百分比计，用水量为混匀的粉料量与所加水量之和的10％；

4)压制成型：将步骤3)中加水混合均匀的粉料压制成型为砖坯，成型压力为25MPa；

5)自然养护：将压制成型的砖坯养护即得免烧免蒸砖，养护温度20℃，养护相对湿度90，养护时间28天。

本实施例中所述稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉的具体制备方法为：在铅锌冶炼废水处理污泥采用加入稳定化药剂的方法进行稳定化处置，以质量百分比计，所述稳定化药剂包括硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸钙的用量之和为5％、高锰酸钾和双氧水用量之和为1％、石灰和菱苦土为0.1％。

制备的免烧免蒸砖抗压强度平均值为30MPa，吸水率为13％，毒性浸出合格，软化系数K_r为1.8，抗冻性为冻后抗压强度平均值为29MPa，干燥收缩率平均值为0.03％。

实施例5

如图1所示，一种用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)干燥：将铅锌冶炼废水处理污泥经稳定化后，在150℃烘干10h，得到团聚块状颗粒料；

2)打散过筛：将团聚块状颗粒料高速搅拌打散成粉体，过20目筛，筛余4％，筛下物为稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉；

3)喂料计量：将稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉与粉煤灰、水泥、水渣微粉及石屑按照设定的计量配比(稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉15份、325R水泥10份、水渣微粉20份、粉煤灰8份、石屑和建筑砂8份)混匀；在混匀的粉料中加水混匀，以质量百分比计，用水量为混匀的粉料量与所加水量之和的10％；

4)压制成型：将步骤3)中加水混合均匀的粉料压制成型为砖坯，成型压力为25MPa；

5)自然养护：将压制成型的砖坯养护即得免烧免蒸砖，养护温度25℃，养护相对湿度90，养护时间28天。

本实施例中所述稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉的具体制备方法为：采用常规的稳定化处理方法。

制备的免烧免蒸砖抗压强度平均值为17MPa，吸水率为13％，毒性浸出合格，软化系数K_r为1.2，抗冻性为冻后抗压强度平均值为16MPa，干燥收缩率平均值为0.03％。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖，其特征在于，所述免烧免蒸砖包括以下质量份的成分：

稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉15-40份，水泥10-20份，水渣微粉20-40份，粉煤灰8-26份，石屑和建筑砂8-40份。

2.根据权利要求1所述的一种用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖，其特征在于，所述稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉的具体制备方法为：

在铅锌冶炼废水处理污泥采用加入稳定化药剂的方法进行稳定化处置，以质量百分比计，所述稳定化药剂包括无机盐类稳定化剂1％-5％、碱性强氧化剂0.25％-1.5％及辅助调节剂0.01％-0.1％。

3.根据权利要求2所述的一种用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖，其特征在于，所述无机盐类稳定化剂是指磷酸钙、硫酸钙、硫酸铁和硫酸亚铁中的一种或多种组合。

4.根据权利要求2所述的一种用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖，其特征在于，所述碱性强氧化剂是指高锰酸钾和亚硫酸钠中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的一种用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖，其特征在于，所述辅助调节剂是指石灰、沸石、菱苦土和活性炭中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖，其特征在于，所述免烧免蒸砖抗压强度平均值为16～30MPa，吸水率＜18％，毒性浸出合格，软化系数K_r≥0.90，抗冻性为冻后抗压强度平均值为14～29MPa，干燥收缩率平均值为＜0.06％。

7.权利要求1-6任一项所述的一种用铅锌冶炼废水处理污泥制备的免烧免蒸砖的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)干燥：将铅锌冶炼废水处理污泥经稳定化后，在90-150℃烘干10-24h，得到团聚块状颗粒料；

2)打散过筛：将团聚块状颗粒料高速搅拌打散成粉体，过20目筛，筛余2-5％，筛下物为稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉；

3)喂料计量：将稳定化处置后的铅锌冶炼废水处理污泥干粉与粉煤灰、水泥、水渣微粉及石屑和建筑砂按照设定的计量配比混匀；在混匀的粉料中加水混匀，以质量百分比计，用水量为混匀的粉料量与所加水量之和的5％-10％；

4)压制成型：将步骤3)中加水混合均匀的粉料压制成型为砖坯，成型压力为20-25MPa；

5)自然养护：将压制成型的砖坯养护即得免烧免蒸砖，养护温度20-27℃，养护相对湿度90-100，养护时间≥28天。