CN110066146A

CN110066146A - 钨渣回收及再利用方法

Info

Publication number: CN110066146A
Application number: CN201910328487.9A
Authority: CN
Inventors: 刘虎; 聂辰熙; 章少华
Original assignee: Nanchang University
Current assignee: Nanchang University
Priority date: 2019-04-23
Filing date: 2019-04-23
Publication date: 2019-07-30

Abstract

本发明公开了一种钨渣回收及再利用方法，包括：S1.从钨渣中回收有价金属得到二次钨渣，有价金属包括钨、铁及锰；S2.对高岭土进行煅烧活化得到偏高岭土，并对偏高岭土进行球磨；S3.按照预设比例混合高炉渣、球磨后的偏高岭土及二次钨渣，外加碱性激发剂和水进行混料；S4.将混料后得到的料浆注模成型；S5.对模型养护及脱模得到钨渣地质聚合物。有效解决钨渣中有毒元素Pb和As的处理难问题，大大降低了对环境的污染，且进行了高值化利用，实现了变废为宝，具有显著的经济和环保效益。

Description

钨渣回收及再利用方法

技术领域

本发明涉及钨渣技术领域，尤其涉及一种钨渣回收及再利用方法。

背景技术

在钨冶炼行业，多采用热碱浸出湿法工艺处理钨矿，产生大量的钨冶炼废渣（以下简称钨渣）。在钨渣中，一方面富含钨、钽、铌和钪等金属，是宝贵资源；另一方面含有2016年被列为HW48危险固废（323-001-48）的有毒元素Pb（铅）和As（砷），具备了资源性和污染性的双重特性。

目前具备处置该类危险固废的企业和标准甚少，但是若按传统的方法填埋或堆存，无疑存在污染地下水源的巨大风险。在现存的技术中，多为回收其中的有价金属，如，中国专利CN109182785A公开的钨矿中钨渣的冶炼工艺，采用微波干燥、研磨后再次碱煮的方式回收其中的钨；中国专利CN109022810A中公开的从钨渣中分离回收有价金属铁、锰和钪的方法，采用硫酸浸出有价金属离子后，通过P204和磺化煤油有机相同时回收萃取锰、铁和钪。当然，也有针对钨渣除氟和砷的方法，如中国专利CN109457107A和CN109402379A，采用将钨渣烘干磨细后送至回转炉在氮气或氩气气氛下进行煅烧、将氟和砷转变成气体的方法将其去除。上述方法虽然能够实现有价金属的回收及毒性物质的转移，但并未真正地实现无害化处理。另外，中国专利CN109053148A公开的钨渣泡沫陶瓷及其制备方法中，虽然采用钨渣、长石、石英粉、高岭土15~30％、氧化铝粉和发泡剂等制备泡沫陶瓷实现了钨渣的高值化利用，但是，陶瓷需要高温烧制，成本较高，且仍然存在有毒元素Pb和As挥发造成环境污染的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种钨渣回收及再利用方法，其通过硅酸盐网络凝搅结构有效对钨渣中有毒元素Pb和As的固封处理问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种钨渣回收及再利用方法，包括：

S1 从钨渣中回收有价金属得到二次钨渣，所述有价金属包括钨、铁及锰；

S2 对高岭土进行煅烧活化得到偏高岭土，并对偏高岭土进行球磨；

S3 按照预设比例混合高炉渣、球磨后的偏高岭土及二次钨渣，外加碱性激发剂和水进行混料；

S4 将混料后得到的料浆注模成型；

S5 对模型养护及脱模得到钨渣地质聚合物。

进一步优选地，在步骤S1中，对钨渣进行碱煮、水洗及酸浸处理，以从中回收有价金属钨、铁及锰。

进一步优选地，在步骤S2中，高岭土在600~800℃下煅烧1~5h进行活化得到偏高岭土，且对偏高岭土球磨后过100目筛去除粗颗粒。

进一步优选地，在步骤S2中，高炉渣、偏高岭土及二次钨渣的质量比为：40~50%的高炉渣、30~50%的偏高岭土及10~30%的二次钨渣；外加的碱性激发剂为水玻璃和氢氧化钠混合，其中，碱浓度为3~6%，模数为0.7~1.2；碱性激发剂使用前陈化12~36h，且碱性激发剂与高炉渣、偏高岭土及二次钨渣的液固比为0.3~0.4；

在混料的过程中，将高炉渣、偏高岭土、二次钨渣、碱性激发剂及水置入高速混合机中搅拌10~25mins，高速混合机的转速为1200~1600r/min。

进一步优选地，在步骤S5中，在温度为40~80℃、湿度为50~60%的条件下对模型密封养护12~36h后，从模具中脱出并在自然条件下养护至期龄得到钨渣地质聚合物。

在本发明提供的钨渣回收及再利用方法中，采用钨渣、高炉渣及偏高岭土为主要原料制备地质聚合物，由于高炉渣和偏高岭土具备高铝硅特性，钨渣中包含氧化钙，是以混合物在碱激发剂的作用下会形成结构致密的硅铝网络结构的地质聚合物，该地质聚合物在150℃下制备，无需经过两磨一烧，能耗低、成本低廉，具有固废重金属的能力及良好的力学性质，有效将钨渣中的有毒元素Pb和As固封在其中，有效解决钨渣中有毒元素Pb和As的处理难问题，大大降低了对环境的污染，且进行了高值化利用，实现了变废为宝，具有显著的经济和环保效益。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明中钨渣回收及再利用方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。

针对钨渣中有毒元素Pb和As较难处理的技术问题，本发明提供了一种钨渣回收及再利用方法，其将有毒元素Pb和As固封地质聚合物，避免其污染环境的同时进行了高值化利用。如图1所示，该方法中包括：

S1 从钨渣中回收有价金属得到二次钨渣。具体，对钨渣进行碱煮、水洗及酸浸处理，以从中回收有价金属钨、铁及锰。

S2 对高岭土进行煅烧活化得到偏高岭土，并对偏高岭土进行球磨。具体，，将高岭土在600~800℃下煅烧1~5h进行活化得到偏高岭土，且对偏高岭土球磨后过100目筛去除粗颗粒。

S3 按照预设比例混合高炉渣、球磨后的偏高岭土及二次钨渣，外加碱性激发剂和水进行混料。高炉渣、偏高岭土及二次钨渣的质量比为：40~50%的高炉渣、30~50%的偏高岭土及10~30%的二次钨渣，三者总和为100%。外加的碱性激发剂为水玻璃和氢氧化钠混合，其中，碱浓度为3~6%，模数为0.7~1.2。配置好的碱性激发剂陈化12~36h后添加，且碱性激发剂与高炉渣、偏高岭土及二次钨渣的液固比为0.3~0.4。在混料的过程中，将高炉渣、偏高岭土、二次钨渣、碱性激发剂及水置入高速混合机中搅拌10~25mins，在转速为1200~1600r/min的条件下混合。

S4 将混料后得到的料浆注模成型；

S5 对模型养护及脱模得到钨渣地质聚合物。具体，在温度为40~80℃、湿度为50~60%的条件下对模型密封养护12~36h后，从模具中脱出并在自然条件下养护至期龄得到钨渣地质聚合物。

实施例1

对钨渣进行碱煮、水洗和酸浸处理后回收其中的有价金属钨、铁和锰，与此同时，将高岭土在600℃下煅烧5h进行活化，且将煅烧后的偏高岭土球磨并过100目筛去除粗颗粒。

将质量比分别为高炉渣40%、偏高岭土40%及二次钨渣20%的混合物，及碱浓度为3%、模数为1.2的碱性激发剂（水玻璃和氢氧化钠混合，且配制的碱性激发剂经陈化12h后添加）添加入高速混合机中进行混料，其中，碱性激发剂与高炉渣、偏高岭土及二次钨渣的液固比0.3，高速混合机的转速为1500r/min，搅拌的时间为15mins。

将混料得到的料浆注模成型，并在温度为40℃、湿度为50%的条件下密封养护36h后，从模具中脱出在自然条件下养护至期龄得到钨渣地质聚合物。

在本实例中，钨渣地质聚合物的28d抗压强度为56Mpa，重金属等有毒元素固封达到国家标准GB5085.3-2001《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》。

实施例2

对钨渣进行碱煮、水洗和酸浸处理后回收其中的有价金属钨、铁和锰，与此同时，将高岭土在650℃下煅烧4h进行活化，且将煅烧后的偏高岭土球磨并过100目筛去除粗颗粒。

将质量比分别为高炉渣35%、偏高岭土35%及二次钨渣30%的混合物，及碱浓度为4%、模数为1的碱性激发剂（水玻璃和氢氧化钠混合，且配制的碱性激发剂经陈化18h后添加）添加入高速混合机中进行混料，其中，碱性激发剂与高炉渣、偏高岭土及二次钨渣的液固比0.35，高速混合机的转速为1600r/min，搅拌的时间为10mins。

将混料得到的料浆注模成型，并在温度为50℃、湿度为52%的条件下密封养护30h后，从模具中脱出在自然条件下养护至期龄得到钨渣地质聚合物。

在本实例中，钨渣地质聚合物的28d抗压强度为44Mpa，重金属等有毒元素固封达到国家标准GB5085.3-2001《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》。

实施例3

对钨渣进行碱煮、水洗和酸浸处理后回收其中的有价金属钨、铁和锰，与此同时，将高岭土在700℃下煅烧3h进行活化，且将煅烧后的偏高岭土球磨并过100目筛去除粗颗粒。

将质量比分别为高炉渣50%、偏高岭土40%及二次钨渣10%的混合物，及碱浓度为5%、模数为0.8的碱性激发剂（水玻璃和氢氧化钠混合，且配制的碱性激发剂经陈化24h后添加）添加入高速混合机中进行混料，其中，碱性激发剂与高炉渣、偏高岭土及二次钨渣的液固比0.4，高速混合机的转速为1400r/min，搅拌的时间为15mins。

将混料得到的料浆注模成型，并在温度为60℃、湿度为54%的条件下密封养护24h后，从模具中脱出在自然条件下养护至期龄得到钨渣地质聚合物。

在本实例中，钨渣地质聚合物的28d抗压强度为46Mpa，重金属等有毒元素固封达到国家标准GB5085.3-2001《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》。

实施例4

对钨渣进行碱煮、水洗和酸浸处理后回收其中的有价金属钨、铁和锰，与此同时，将高岭土在750℃下煅烧2h进行活化，且将煅烧后的偏高岭土球磨并过100目筛去除粗颗粒。

将质量比分别为高炉渣35%、偏高岭土50%及二次钨渣15%的混合物，及碱浓度为6%、模数为0.7的碱性激发剂（水玻璃和氢氧化钠混合，且配制的碱性激发剂经陈化30h后添加）添加入高速混合机中进行混料，其中，碱性激发剂与高炉渣、偏高岭土及二次钨渣的液固比0.35，高速混合机的转速为1300r/min，搅拌的时间为20mins。

将混料得到的料浆注模成型，并在温度为70℃、湿度为56%的条件下密封养护18h后，从模具中脱出在自然条件下养护至期龄得到钨渣地质聚合物。

在本实例中，钨渣地质聚合物的28d抗压强度为50Mpa，重金属等有毒元素固封达到国家标准GB5085.3-2001《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》。

实施例5

对钨渣进行碱煮、水洗和酸浸处理后回收其中的有价金属钨、铁和锰，与此同时，将高岭土在800℃下煅烧1h进行活化，且将煅烧后的偏高岭土球磨并过100目筛去除粗颗粒。

将质量比分别为高炉渣45%、偏高岭土30%及二次钨渣25%的混合物，及碱浓度为5%、模数为0.9的碱性激发剂（水玻璃和氢氧化钠混合，且配制的碱性激发剂经陈化36h后添加）添加入高速混合机中进行混料，其中，碱性激发剂与高炉渣、偏高岭土及二次钨渣的液固比0.3，高速混合机的转速为1200r/min，搅拌的时间为25mins。

将混料得到的料浆注模成型，并在温度为80℃、湿度为60%的条件下密封养护12h后，从模具中脱出在自然条件下养护至期龄得到钨渣地质聚合物。

在本实例中，钨渣地质聚合物的28d抗压强度为57Mpa，重金属等有毒元素固封达到国家标准GB5085.3-2001《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。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

1.一种钨渣回收及再利用方法，其特征在于，包括：

S4 将混料后得到的料浆注模成型；

S5 对模型养护及脱模得到钨渣地质聚合物。

2.如权利要求1所述的钨渣回收及再利用方法，其特征在于，在步骤S1中，对钨渣进行碱煮、水洗及酸浸处理，以从中回收有价金属钨、铁及锰。

3.如权利要求1所述的钨渣回收及再利用方法，其特征在于，在步骤S2中，高岭土在600~800℃下煅烧1~5h进行活化得到偏高岭土，且对偏高岭土球磨后过100目筛去除粗颗粒。

4.如权利要求1所述的钨渣回收及再利用方法，其特征在于，在步骤S2中，高炉渣、偏高岭土及二次钨渣的质量比为：40~50%的高炉渣、30~50%的偏高岭土及10~30%的二次钨渣；外加的碱性激发剂为水玻璃和氢氧化钠混合，其中，碱浓度为3~6%，模数为0.7~1.2；碱性激发剂使用前陈化12~36h，且碱性激发剂与高炉渣、偏高岭土及二次钨渣的液固比为0.3~0.4；

5.如权利要求1所述的钨渣回收及再利用方法，其特征在于，在步骤S5中，在温度为40~80℃、湿度为50~60%的条件下对模型密封养护12~36h后，从模具中脱出并在自然条件下养护至期龄得到钨渣地质聚合物。