CN110330038B - 一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法 - Google Patents

一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法 Download PDF

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Abstract

一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法，包括含铍硫酸铝铵的转化、转化渣的预处理阶段和熔炼阶段，所述含铍硫酸铝铵的转化为将含铍硫酸铝铵与石灰按重量比100:30~40进行混合、常温下搅拌，使其转化成转化液和转化渣。该方法工艺流程简单，处理成本低，适用于含铍硫酸铝铵的大规模处理，且有效地减少了熔炼过程铍的挥发率，彻底地解决了含铍硫酸铝铵污染环境的问题。

Description

一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法
技术领域
本发明涉及含铍副产物处理技术领域，尤其涉及一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法。
背景技术
在生产氧化铍的过程中会产生含铍硫酸铝铵副产物，对于该副产物，目前国内还没有成熟的处理办法，一般采用暂时堆存在厂内和火法处理冶炼废渣，其中暂时堆存在厂内容易造成厂内地下水中铍、铵严重超标，以及氨气污染厂区大气等问题。目前采用较多的是利用烟化炉或回转窑对废渣进行火法冶炼处理，其中，烟化炉炉温可到达1350℃以上，将炉内渣料全部熔化，但产生了较大的气流量和烟尘量，相比之下，虽然回转窑产生的气流量和烟尘量较少，但回转窑炉温只能达到1200~1300℃，炉内渣料仅能部分熔化。因此，如采用这两种炉子直接对含铍硫酸铝铵进行火法冶炼处理，将导致铍大量挥发，得到不好处理的含铍烟尘，以及含铍和三氧化二铝的危废渣，不利于保护厂区环境和职工身体健康，不利于环境保护。因此，用烟化炉、回转窑直接处理含铍硫酸铝铵是不可行的，且烟化炉直接处理含铍硫酸铝铵污染环境将更为严重，更不可行。故急需要开发一种新的技术来对含铍硫酸铝铵进行无害化处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法，该方法使得铍在回转窑熔炼过程中不挥发或少挥发，从而使得烟尘中含铍量大大的减少，以及处理后的渣为一般固废。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法，包括含铍硫酸铝铵的转化、转化渣的预处理阶段和熔炼阶段，所述含铍硫酸铝铵的转化为将含铍硫酸铝铵与石灰按重量比比100: 30~40进行混合、常温下搅拌转化成转化液和转化渣。
将含铍硫酸铝铵进行转化，将铝、铍和硫酸根离子充分地转化为含氢氧化铝、氢氧化铍和硫酸钙的转化渣，以及将铵离子转化为溶解在转化液中的氨气。
进一步，所述转化渣预处理阶段为将转化渣、金铜尾矿、二氧化硅粉和煤按重量比100:50~100:32~40:15~30进行均匀混合。
由于转化渣中钙、铝含量较高，导致其熔点较高，而金铜尾矿中铁含量较高，因此通过加入金铜尾矿与其均匀混合可降低转化渣的熔点。二氧化硅的加入可以促进硅酸钙和硅酸铝的形成，同时也起到降低转化渣熔点的作用。煤的加入不仅能与含铍废渣中的硫酸钙进行充分的接触，为后续硫酸钙的分解创造了条件，同时也为后续熔炼提供了燃料。
进一步，所述熔炼阶段为将进行预处理后的转化渣在温度1250~1300℃下熔炼30~60min，得玻璃态渣和废气。
进一步，所述废气经布袋收尘、废气脱硫处理、废气脱氨处理后达标排放。
进一步，所述废气脱硫处理为采用碳酸钠溶液对废气进行喷淋，将废气中二氧化硫转化为亚硫酸钠，所述亚硫酸钠用于双酚A再生工序。
进一步，所述废气脱氨处理为采用硫酸对脱硫处理后的废气进行喷淋，将废气中的氨气转化成硫酸铵。
进一步，所述双酚A再生工序包括以下步骤：(1)双酚A的转化：将双酚A和石灰加入到亚硫酸钠中，控制温度80~100℃，将双酚A转化成双酚A钠盐；（2）一级过滤：将完成步骤（1）转化后的溶液进行过滤，得一般固废硫酸钙渣和双酚A钠盐；（3）双酚A的再生：向过滤得到的双酚A钠盐溶液中通入主要成份为二氧化碳的达标排放废气，二氧化碳把双酚A钠盐溶液转化成双酚A和碳酸钠；（4）二级过滤：将步骤（3）得到的溶液进行过滤得双酚A固体和碳酸钠溶液，所述双酚A固体循环用于步骤（1）中，碳酸钠溶液循环用于废气脱硫处理过程中。
通过双酚A的再生工序，将脱硫阶段生成的不好处理的硫酸钠，转化成了一般固废的硫酸钙，且最后还生成了可循环用于废气脱硫处理的碳酸钠溶液，节约了工艺流程成本。
进一步，所述玻璃态渣作一般固废处理。
进一步，所述转化液用于生产氨水。
本发明的技术方案主要基于的原理：本发明一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法，首先将含铍硫酸铝铵与石灰在常温下混合搅拌，将铝、铍和硫酸根离子充分的转化为含氢氧化铝、氢氧化铍和硫酸钙的转化渣，再将转化渣、金铜尾矿、二氧化硅粉和煤按重量比100:50~100:37.5:15~30进行均匀混合。将均匀混合后的转化渣在温度1250~1300℃下熔炼30~60min，在该条件下，氢氧化铍和氢氧化铝分别分解为三氧化二铝和氧化铍，该两种物质与二氧化硅充分反应生成硅酸铝铍，其中由于转化渣与铜尾矿、二氧化硅粉和煤混合的比较充分，因此在未形成硅酸铝铍前三氧化二铝和氧化铍就交织混在一起，使得转化渣中没有游离的氧化铍存在，从而大大的降低了转化渣中铍以氧化铍的形态挥发。形成硅酸铝铍后，因硅酸铝铍较稳定，为难挥发的化合物，所以铍几乎可以百分之百固化于玻璃态渣中，且根据国家GB5085.6-2007标准中规定含硅酸铝铍的废渣不属于危险固废物，可做一般固废处理。此外，由于熔炼阶段
铍的低挥发率，故产生的废气中含铍量极少，可以使厂区空气中的含铍量达到国家排放标准要求，确保大气不会被铍污染，以及职工身体健康。
与现有技术相比，本发明的优点在于：工艺流程简单，处理成本低，适用于含铍硫酸铝铵的大规模处理，且有效的减少了熔炼过程铍的挥发率，彻底的解决了含铍硫酸铝铵污染环境的问题。
附图说明
图1—为本发明一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法工艺流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致的描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法，如图1一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法工艺流程图所示，包括含铍硫酸铝铵的转化、转化渣的预处理阶段和熔炼阶段。含铍硫酸铝铵的转化为将含铍硫酸铝铵（其中氧化铍含量为0.15%）100g溶解于500ml水中，再加入35g石灰，常温下搅拌一小时，使得含铍硫酸铝中铝、铍和硫酸根离子充分转化为含氢氧化铝、氢氧化铍和硫酸钙的转化渣，使铵离子转化为溶解在转化液中的氨气，过滤分离得到湿含铍硫酸铝铵转化渣360g，得到的转化液可用于生产浓度较高的氨水来回收氨气。
转化渣预处理阶段为将转化渣、金铜尾矿、二氧化硅粉和煤按重量比360:50:27.5:37.5进行均匀混合。
熔炼阶段为将进行预处理后的转化渣在温度1250℃下熔炼30min，得玻璃态渣和废气。其中，玻璃态渣渣重132.4g。
对产出的玻璃态渣进行分析，可知玻璃态渣的成份为：Pb:0.1%、Fe:,17.82 %、Cu:0.11%、SiO2:38.01%、Be(以硅酸铝铍的形态稳定存在)：0.05%、As:0.007%、Cd:0.002%、Hg:0.0007%、CaO:17.21%、Al:5.0%，从中可以看出As、Cd、Hg三种有害元素含量之和为0.0097%，低于GB5085.6-2007标准中允许的数值0.1%，而铍的物相为硅酸铝铍，不属于国家制订的危险固体废物，由此可以初步确认该玻璃态渣属于一般固废。此外，铍的固渣率达到了100%，挥发率为0。对比没有进行转化及预处理把铍硫酸铝铵直接熔炼，铍的挥发率降低了41.07%。
进一步对该种玻璃态渣进行硫酸硝酸法毒浸试验，毒浸后液化验结果为：As：0.029mg/L、Cd：0.0016mg/L、Pb：0.023mg/L、Zn：0.64mg/L、Se：0.0026 mg/L 、Hg：0.0039µg/L、Be: 4.806µg/L，未检测到Cu、Ni和Ag等金属，从中可以看出毒浸后液中有害元素的化验结果全部低于国家允许的极限值，再一次说明该玻璃态渣为一般固废，对环境没有影响，可用作修路及生产水泥的原料。
熔炼阶段产生的废气，通过布袋收尘，再采用碳酸钠溶液对废气进行喷淋，将废气中二氧化硫转化为亚硫酸钠，再对废气进行脱氨处理，采用硫酸对脱硫处理后的废气进行喷淋，将废气中的氨气转化成硫酸铵。
废气脱硫处理过程产生的亚硫酸钠溶液用于双酚A再生工序，双酚A再生工序包括以下步骤：(1)双酚A的转化：将双酚A和石灰加入到亚硫酸钠中，控制温度90℃，将双酚A转化成双酚A钠盐；（2）一级过滤：将完成步骤（1）转化后的溶液进行过滤，得一般固废硫酸钙渣和双酚A钠盐；（3）双酚A的再生：向过滤得到的双酚A钠盐溶液中通入主要成份为二氧化碳的达标排放废气，二氧化碳把双酚A钠盐溶液转化成双酚A和碳酸钠；（4）二级过滤：将步骤（3）得到的溶液进行过滤得双酚A固体和碳酸钠溶液，所述双酚A固体循环用于步骤（1）中，碳酸钠溶液循环用于废气脱硫处理过程中。
以上对本发明具体实施例的描述并不限制本发明，本领域的技术人员可以依据本发明的技术原理和原则对各组分的组成比作各种调整和改变，以及只要不脱离本发明的技术原理和原则，均属于本发明所属权利要求范围。

Claims (7)

1.一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法，包括含铍硫酸铝铵的转化、转化渣的预处理阶段和熔炼阶段，其特征在于：所述含铍硫酸铝铵的转化为将含铍硫酸铝铵与石灰按重量比100: 30～40进行混合、常温下搅拌，使其转化成转化液和转化渣；所述转化渣预处理阶段为将转化渣、金铜尾矿、二氧化硅粉和煤按重量比100:50～100:32～40:15～30进行均匀混合；所述熔炼阶段为将进行预处理后的转化渣在温度1250～1300℃下熔炼30～60min，得玻璃态渣和废气。
2.根据权利要求1所述一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法，其特征在于：所述废气经布袋收尘、废气脱硫处理、废气脱氨处理后达标排放。
3.根据权利要求2所述一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法，其特征在于：所述废气脱硫处理为采用碳酸钠溶液对废气进行喷淋，将废气中二氧化硫转化为亚硫酸钠，所述亚硫酸钠用于双酚A再生工序。
4.根据权利要求2所述一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法，其特征在于：所述废气脱氨处理为采用硫酸对脱硫处理后的废气进行喷淋，将废气中的氨气转化成硫酸铵。
5.根据权利要求3所述一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法，其特征在于：所述双酚A再生工序包括以下步骤：(1)双酚A的转化：将双酚A和石灰加入到亚硫酸钠中，控制温度80～100℃，将双酚A转化成双酚A钠盐；（2）一级过滤：将完成步骤（1）转化后的溶液进行过滤，得一般固废硫酸钙渣和双酚A钠盐；（3）双酚A的再生：向过滤得到的双酚A钠盐溶液中通入主要成份为二氧化碳的达标排放废气，二氧化碳把双酚A钠盐溶液转化成双酚A和碳酸钠；（4）二级过滤：将步骤（3）得到的溶液进行过滤得双酚A固体和碳酸钠溶液，所述双酚A固体循环用于步骤（1）中，碳酸钠溶液循环用于废气脱硫处理过程中。
6.根据权利要求2～5任一项所述一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法，其特征在于：所述玻璃态渣作一般固废处理。
7.根据权利要求1～5任一项所述一种含铍硫酸铝铵无害化处理的方法，其特征在于：所述转化液用于生产氨水。
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