CN108249892A - 一种氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法，步骤为：将20‑40重量份的含水的泥状氰化尾渣、20‑35重量份的干燥弃土、20‑35重量份的炉渣、5‑10重量份的钙基固硫反应剂混合在一起搅拌均匀；在得到的混合料中加水混匀，调控为适合挤出成型砖坯的塑性指数，并用混合料挤出成型砖坯；将得到的成型砖坯通过宽截面封闭式隧道窑预热、烘干、焙烧制成烧结砖。本发明一种氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法可以彻底解决氰化物的环境危害，其经处置后排入大气的氰化物浓度为零，同时可以资源化制备性能优良的烧结砖，该方法废渣掺量高，氰化尾渣减量化效果明显。

Description

一种氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体地涉及一种氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法。
背景技术
氰化尾渣是黄金冶炼厂排放的经过再生资源提炼后的废渣。目前黄金生产企业排污量较大，转移给危废处置单位处理费用高达3000～5000元/t，加上即将实行危险废物环保税1000元/t，更是大大提高了废水处理污泥的处置成本，使企业负担更重。根据《国家危险废物名录》（2016）规定氰化尾渣泥为危险废物，其浮选硫精矿的浮选废渣也是危险废物。近年来，山东烟台市黄金冶炼行业年生产氰化尾渣均为150万吨以上，占到全市危险废物产生量的80%，数量巨大的氰化尾渣得不到及时处置或储存不规范，极易形成环境隐患。
现有处理氰化尾渣的方法有很多，如专利号CN201611121854.0公开了一种处理氰化尾渣的方法，其是将氰化尾渣、含铜物料与还原剂和造渣剂混合后供给至熔池熔炼炉中进行熔炼处理，使氰化尾渣得到无害化处理，同时可以有效回收氰化尾渣中的金银等有价金属，该专利主要是针对氰化尾渣再选回收金属的，而不是对整体资源化的利用；如专利号CN106269785A公开了一种焙烧氰化尾渣清洁转化的方法，其通过对焙烧氰化尾渣中的含氰物进行多级分段酸化、氧化，多级强效脱水脱除处理，将其清洁转化为浸出液中含氰物小于0.45mg/L，该专利存在工艺过程复杂，无害化处置不彻底，期间容易产生二次污染的问题。
因此，如何设计一种既能无害化处理掉氰化尾渣，又能变害为宝，将其整体综合利用加工出一种性能优良的烧结砖是本发明人潜心研究的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法，其可以彻底解决氰化物的环境危害，其经处置后排入大气的氰化物浓度为零，同时可以资源化制备性能优良的烧结砖，该方法废渣掺量高，氰化尾渣减量化效果明显。
为了实现上述目的，本发明提供一种氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法，其包括如下步骤：
（1）将20-40重量份的含水的泥状氰化尾渣、20-35重量份的干燥弃土、20-35重量份的炉渣、5-10重量份的钙基固硫反应剂混合在一起搅拌均匀；
（2）在步骤（1）得到的混合料中加水混匀，调控为适合挤出成型砖坯的塑性指数，并用混合料挤出成型砖坯；
（3）将步骤（2）得到的成型砖坯通过宽截面封闭式隧道窑预热、烘干、焙烧制成烧结砖。
优选地，所述步骤（1）中的钙基固硫反应剂为碳酸钙、白云石、电石渣和石灰的一种或几种，或铁基激发剂与上述钙剂固硫剂的复配。
优选地，所述步骤（2）中加入的水与氰化尾渣所含的水之和占混合料总重量的13-17%。
优选地，所述塑料指数为7-15。
优选地，所述步骤（3）采用宽截面封闭式隧道窑通过一次码烧工艺，控制所述成型砖坯的预热烘干和焙烧过程。
优选地，所述预热烘干温度控制在45-120℃，焙烧温度在900-1100℃控制焙烧反应的进行。
优选地，在所述隧道窑内实现烧成气氛的控制和固硫反应、氰化物分解的有效进行，其中固硫反应为：CaO+SO2=CaSO3；4CaSO3=CaS+3CaSO4；CaS+2O2=CaSO4；氰化物分解反应为：低温时， 2HCN+O2 =2HCNO；高温时，4HCN+9O2（点燃）=2H2O+4NO2+4CO2 。
优选地，所述氰化物分解反应的温度为常温至1200℃。
优选地，所述隧道窑的下面设有烟气管道，通过所述烟气管道将烟气热量用于砖坯余热烘干。
优选地，所述预热烘干热量取自窑尾废气，烘干后废气循环用于焙烧窑燃烧气源。
采用上述方案后，本发明氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法通过以氰化尾渣、干燥弃土和炉渣为主要掺料的烧结砖处理氰化尾渣污泥，在烧结砖过程中，炉渣中所含热值得到充分利用，节省外加燃料，降低了制造成本；氰化尾渣与干燥弃土等制砖矿物原料在砖的高温焙烧阶段能够较好地熔合，使氰化尾渣达到焚烧分解处理的目的，同时避免了污泥焚烧灰的二次污染；针对制砖主要原料氰化尾渣中含硫较高的问题，通过添加钙基固硫反应剂进行该机固硫试验，使得多数硫以稳定状态固化在烧结砖坯中；处理过程预热烘干、焙烧采用密闭式工艺，烘干气体采用窑尾废气，烘干后废气循环用于焙烧窑燃烧气源，焙烧后废气脱硫脱硝压力减小且排入大气的气体中氰化物浓度为零，本方法无害化处置彻底，解决了氰化物严重环境危害的同时资源化制备了性能优良的烧结砖，且该方法废渣掺量高，氰化尾渣减量化效果明显，实用性强，有利于进行标准化生产及推广。
具体实施方式
下面结合具体实施例说明本发明所涉及的氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法。
实施例1
一种氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法，包括如下步骤：
（1）将40重量份的含水的泥状氰化尾渣、25重量份的干燥弃土、30重量份的炉渣、5重量份的钙基固硫剂混合在一起搅拌均匀，钙剂固化剂为碳酸钙、白云石、电石渣和石灰的一种或多种，或铁基激发剂与上述钙基固硫剂的复配；
（2）在步骤（1）得到的混合料中加入水混匀，加入的水与氰化尾渣所含的水之和占混合料总重量的14%，调控合适的塑性指数为8-9，在成型压力为2.5MPa下挤出成型砖坯；
（3）将步骤（2）得到的成型砖坯采用宽截面封闭式隧道窑通过一次码烧工艺控制砖坯的预热、烘干、焙烧制成烧结砖，预热烘干温度为100-110℃，焙烧温度为950℃控制焙烧反应的进行，预热烘干热量取自窑尾废气，烘干后废气循环用于焙烧窑燃烧气源，最后得到烧结砖，在隧道窑内实现烧成气氛的控制和固硫反应、氰化物分解的有效进行，其中固硫反应为：CaO+SO2=CaSO3；4CaSO3=CaS+3CaSO4；CaS+2O2=CaSO4；氰化物分解反应为：低温时，2HCN+O2 =2HCNO；高温时，4HCN+9O2（点燃）=2H2O+4NO2+4CO2 。氰化物分解反应的温度为常温至1200℃，隧道窑的下面设有烟气管道，通过烟气管道将烟气热量用于砖坯余热烘干。
实施例2
（1）将35重量份的含水的泥状氰化尾渣、25重量份的干燥弃土、30重量份的炉渣、5重量份的钙基固硫剂混合在一起搅拌均匀，钙剂固化剂为碳酸钙、白云石、电石渣和石灰的一种或多种，或铁基激发剂与上述钙基固硫剂的复配；
（2）在步骤（1）得到的混合料中加入水混匀，加入的水与氰化尾渣所含的水之和占混合料总重量的15%，调控合适的塑性指数为7-8，在成型压力为3MPa下挤出成型砖坯；
（3）将步骤（2）得到的成型砖坯采用宽截面封闭式隧道窑通过一次码烧工艺控制砖坯的预热、烘干、焙烧制成烧结砖，预热烘干温度为90-120℃，焙烧温度为1050℃控制焙烧反应的进行，预热烘干热量取自窑尾废气，烘干后废气循环用于焙烧窑燃烧气源，最后得到烧结砖，在隧道窑内实现烧成气氛的控制和固硫反应、氰化物分解的有效进行，其中固硫反应为：CaO+SO2=CaSO3；4CaSO3=CaS+3CaSO4；CaS+2O2=CaSO4；氰化物分解反应为：低温时，2HCN+O2 =2HCNO；高温时，4HCN+9O2（点燃）=2H2O+4NO2+4CO2 。氰化物分解反应的温度为常温至1200℃，隧道窑的下面设有烟气管道，通过烟气管道将烟气热量用于砖坯余热烘干。
实施例3
（1）将35重量份的含水的泥状氰化尾渣、30重量份的干燥弃土、28重量份的炉渣、7重量份的钙基固硫剂混合在一起搅拌均匀，钙剂固化剂为碳酸钙、白云石、电石渣和石灰的一种或多种，或铁基激发剂与上述钙基固硫剂的复配；
（2）在步骤（1）得到的混合料中加入水混匀，加入的水与氰化尾渣所含的水之和占混合料总重量的16%，调控合适的塑性指数为9-10，在成型压力为2MPa下挤出成型砖坯；
（3）将步骤（2）得到的成型砖坯采用宽截面封闭式隧道窑通过一次码烧工艺控制砖坯的预热、烘干、焙烧制成烧结砖，预热烘干温度为110-120℃，焙烧温度为1100℃控制焙烧反应的进行，预热烘干热量取自窑尾废气，烘干后废气循环用于焙烧窑燃烧气源，最后得到烧结砖，在隧道窑内实现烧成气氛的控制和固硫反应、氰化物分解的有效进行，其中固硫反应为：CaO+SO2=CaSO3；4CaSO3=CaS+3CaSO4；CaS+2O2=CaSO4；氰化物分解反应为：低温时，2HCN+O2 =2HCNO；高温时，4HCN+9O2（点燃）=2H2O+4NO2+4CO2 。氰化物分解反应的温度为常温至1200℃，隧道窑的下面设有烟气管道，通过烟气管道将烟气热量用于砖坯余热烘干。
实施例4
（1）将20重量份的含水的泥状氰化尾渣、35重量份的干燥弃土、35重量份的炉渣、10重量份的钙基固硫剂混合在一起搅拌均匀，钙剂固化剂为碳酸钙、白云石、电石渣和石灰的一种或多种，或铁基激发剂与上述钙基固硫剂的复配；
（2）在步骤（1）得到的混合料中加入水混匀，加入的水与氰化尾渣所含的水之和占混合料总重量的15%，调控合适的塑性指数为9-10，在成型压力为2MPa下挤出成型砖坯；
（3）将步骤（2）得到的成型砖坯采用宽截面封闭式隧道窑通过一次码烧工艺控制砖坯的预热、烘干、焙烧制成烧结砖，预热烘干温度为110-120℃，焙烧温度为1100℃控制焙烧反应的进行，预热烘干热量取自窑尾废气，烘干后废气循环用于焙烧窑燃烧气源，最后得到烧结砖，在隧道窑内实现烧成气氛的控制和固硫反应、氰化物分解的有效进行，其中固硫反应为：CaO+SO2=CaSO3；4CaSO3=CaS+3CaSO4；CaS+2O2=CaSO4；氰化物分解反应为：低温时，2HCN+O2 =2HCNO；高温时，4HCN+9O2（点燃）=2H2O+4NO2+4CO2 。氰化物分解反应的温度为常温至1200℃，隧道窑的下面设有烟气管道，通过烟气管道将烟气热量用于砖坯余热烘干。
实施例5
（1）将40重量份的含水的泥状氰化尾渣、30重量份的干燥弃土、20重量份的炉渣、10重量份的钙基固硫剂混合在一起搅拌均匀，钙剂固化剂为碳酸钙、白云石、电石渣和石灰的一种或多种，或铁基激发剂与上述钙基固硫剂的复配；
（2）在步骤（1）得到的混合料中加入水混匀，加入的水与氰化尾渣所含的水之和占混合料总重量的14%，调控合适的塑性指数为8-10，在成型压力为2MPa下挤出成型砖坯；
（3）将步骤（2）得到的成型砖坯采用宽截面封闭式隧道窑通过一次码烧工艺控制砖坯的预热、烘干、焙烧制成烧结砖，预热烘干温度为110-120℃，焙烧温度为1100℃控制焙烧反应的进行，预热烘干热量取自窑尾废气，烘干后废气循环用于焙烧窑燃烧气源，最后得到烧结砖，在隧道窑内实现烧成气氛的控制和固硫反应、氰化物分解的有效进行，其中固硫反应为：CaO+SO2=CaSO3；4CaSO3=CaS+3CaSO4；CaS+2O2=CaSO4；氰化物分解反应为：低温时，2HCN+O2 =2HCNO；高温时，4HCN+9O2（点燃）=2H2O+4NO2+4CO2 。氰化物分解反应的温度为常温至1200℃，隧道窑的下面设有烟气管道，通过烟气管道将烟气热量用于砖坯余热烘干。
实施例6
（1）将40重量份的含水的泥状氰化尾渣、20重量份的干燥弃土、30重量份的炉渣、10重量份的钙基固硫剂混合在一起搅拌均匀，钙剂固化剂为碳酸钙、白云石、电石渣和石灰的一种或多种，或铁基激发剂与上述钙基固硫剂的复配；
（2）在步骤（1）得到的混合料中加入水混匀，加入的水与氰化尾渣所含的水之和占混合料总重量的16%，调控合适的塑性指数为9-10，在成型压力为2MPa下挤出成型砖坯；
（3）将步骤（2）得到的成型砖坯采用宽截面封闭式隧道窑通过一次码烧工艺控制砖坯的预热、烘干、焙烧制成烧结砖，预热烘干温度为110-120℃，焙烧温度为1100℃控制焙烧反应的进行，预热烘干热量取自窑尾废气，烘干后废气循环用于焙烧窑燃烧气源，最后得到烧结砖，在隧道窑内实现烧成气氛的控制和固硫反应、氰化物分解的有效进行，其中固硫反应为：CaO+SO2=CaSO3；4CaSO3=CaS+3CaSO4；CaS+2O2=CaSO4；氰化物分解反应为：低温时，2HCN+O2 =2HCNO；高温时，4HCN+9O2（点燃）=2H2O+4NO2+4CO2 。氰化物分解反应的温度为常温至1200℃，隧道窑的下面设有烟气管道，通过烟气管道将烟气热量用于砖坯余热烘干。
按照标准《烧结普通砖》（GB5101-2003）的方法测试氰化尾渣烧结砖性能，结果见表1 。
表1
由表1可知，氰化尾渣资源化利用制备的烧结砖的各项指标均达到国标《烧结普通砖》（GB5101-2003）的性能要求。
表2 氰化尾渣烧结砖浸出毒性检测结果
由表2可以看出，烧结砖溶出的重金属和氰化物降低明显，原因在于：氰化尾渣经过高温焙烧后，其中的绝大部分重金属和氰化物已经与在高温焙烧阶段形成的硅酸盐玻璃相融合，形成稳定的固溶体，不会溶出污染环境。因此，氰化尾渣烧结砖作为外墙材料溶出有害重金属及氰化物极低，满足《中华人民共和国国家标准-危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）和《中华人民共和国国家标准-废水综合排放标准》（GB8978—1996）中对应标准，对环境安全将不会产生危害。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将20-40重量份的含水的泥状氰化尾渣、20-35重量份的干燥弃土、20-35重量份的炉渣、5-10重量份的钙基固硫反应剂混合在一起搅拌均匀；
（2）在步骤（1）得到的混合料中加水混匀，调控为适合挤出成型砖坯的塑性指数，并用混合料挤出成型砖坯；
（3）将步骤（2）得到的成型砖坯通过宽截面封闭式隧道窑预热、烘干、焙烧制成烧结砖。
2.根据权利要求1所述的氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的钙基固硫反应剂为碳酸钙、白云石、电石渣和石灰的一种或几种，或铁基激发剂与上述钙剂固硫剂的复配。
3.根据权利要求1所述的氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法，其特征在于，所述步骤（2）中加入的水与氰化尾渣所含的水之和占混合料总重量的13-17%。
4.根据权利要求3所述的氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法，其特征在于，所述塑料指数为7-15。
5.根据权利要求1所述的氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法，其特征在于，所述步骤（3）采用宽截面封闭式隧道窑通过一次码烧工艺，控制所述成型砖坯的预热烘干和焙烧过程。
6.根据权利要求5所述的氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法，其特征在于，所述预热烘干温度控制在45-120℃，焙烧温度在900-1100℃控制焙烧反应的进行。
7.根据权利要求6所述的氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法，其特征在于，在所述隧道窑内实现烧成气氛的控制和固硫反应、氰化物分解的有效进行，其中固硫反应为：CaO+SO2=CaSO3；4CaSO3=CaS+3CaSO4；CaS+2O2=CaSO4；氰化物分解反应为：低温时， 2HCN+O2 =2HCNO；高温时，4HCN+9O2（点燃）=2H2O+4NO2+4CO2 。
8.根据权利要求7所述的氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法，其特征在于，所述氰化物分解反应的温度为常温至1200℃。
9.根据权利要求5-8任一项所述的氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法，其特征在于，所述隧道窑的下面设有烟气管道，通过所述烟气管道将烟气热量用于砖坯余热烘干。
10.根据权利要求9所述的氰化尾渣无害化处理制备烧结砖的方法，其特征在于，所述预热烘干热量取自窑尾废气，烘干后废气循环用于焙烧窑燃烧气源。
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