CN113718108A - 一种重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废物处理领域，具体为一种重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺，包括如下步骤：步骤1：将含有有色金属或重金属的危险废弃物与还原剂混合造球；步骤2：将步骤1制得的球送入回转窑中进行干燥、升温、高温焙烧预还原；步骤3：将步骤2的产物送入还原熔分炉中进行熔分，得到熔体和熔渣；步骤4：将熔渣送入调质炉中，经过调质处理得到矿渣棉产品。该工艺可以提高重金属、有色金属的回收率。
Description
技术领域
本发明涉及废物回收领域，具体为一种重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺。
背景技术
CN201910797470.8公开了一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法；属于冶金废渣资源化利用领域。本方法以硅锰合金冶炼废渣和镍铁合金冶炼废渣为原料，硅锰和镍铁渣的混合比例为主要控制过程，将混合冶炼废渣加入到电炉中熔融，随后利用离心成棉工艺将废渣制成矿渣棉。所述控制过程具体由硅锰渣、镍铁渣的粘度和熔化性能决定，混合后的废渣熔体在1～3Pa·s粘度区间内，温度跨度区间为40～80℃；混合废渣的熔化温度不高于1450℃。
CN202010269754.2公开了一种含Cu工业污泥危废资源化处理系统，包括配料间、造粒机、熔炼炉、余热锅炉以及烟气处理系统。一种含Cu工业污泥危废资源化处理方法，包括以下步骤：依次经过配料、造粒、污泥火法冶炼后获得冰铜和黑铜；烟气经过余热锅炉降温、SNCR脱硝、急冷、干法脱酸、布袋除尘、湿法脱酸以及SCR反应器脱硫处理后排出。通过合理的入炉成分的配比，使得污泥中Cu组分得到最大程度的回收，同时通过借鉴危废焚烧烟气成熟的净化工艺，通过合理的工艺优化，使高温熔池产生的烟气得到净化，并满足排放标准要求达标排放。
CN202010863653.8公开了一种工业固体危废物中有色合金的回收利用工艺。所述工艺包括有色合金的回收、危废物烟气的治理、炉渣的利用。有色合金的回收步骤为：将工业废渣、还原剂、脱硫剂混合搅拌，先进行烘干再进行冶炼；危废物烟气的治理步骤为：先进行反应消耗，再进行除尘、沉降；炉渣的利用方法为：将高温炉渣进行水淬，并洗选出残余金属回炉再炼，尾渣收集作为建材水泥的生产原料进行利用。所述工艺，能够将工业固体危废物中有色合金进行冶炼，且同时将产生危废物烟气进行循环利用并加以沉降收集，再将炉渣进行回收，整个过程采用火法冶炼，干法除尘，湿法消烟，将有害物科学处置利用，变有害为无害，生产过程中无危害因素。
上述方案普遍存在的问题在于：无法实现最大程度的有色、重金属的回收利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺，该工艺可以提高重金属、有色金属的回收率。
在不做特殊说明的情况下，本发明的％、份均为重量百分比和重量份，M代表mol/L。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺，包括如下步骤：
步骤1：将含有有色金属或重金属的危险废弃物与还原剂混合造球；
步骤2：将步骤1制得的球送入回转窑中进行干燥、升温、高温焙烧预还原；
步骤3：将步骤2的产物送入还原熔分炉中进行熔分，得到熔体和熔渣；
步骤4：将熔渣送入调质炉中，经过调质处理得到矿渣棉产品。
在上述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺中，所述步骤2、步骤3中的冶炼烟气经过极速冷却、过滤收集，回收烟气粉尘中的重金属。
在上述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺中，所述步骤1中还加入有氧化铁和二氧化硅。
在上述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺中，所述危险废弃物、氧化铁、二氧化硅、还原剂的比例为100：1.2-1.4：12-13：8-9。
在上述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺中，所述还原剂为焦炭、煤粉之一。
在上述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺中，所述危险废弃物中含有铬、镍、锰、铜、钴、铁中的任意一种。
在上述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺中，所述步骤2中高温焙烧预还原操作中，温度为950-1050℃；焙烧时间为20-30min。
在上述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺中，步骤3中的熔炼温度为1250-1350℃。
在上述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺中，所述过滤收集的烟气粉尘加入到步骤1中，与危险废弃物、还原剂一起混合造球。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明创造采用联合火法冶炼工艺技术，将含镍、铬、铅、锌等重有色金属危险废弃物全方位资源化综合利用，做到了真正的无废处理，彻底根治了含镍、铬、铅、锌等重有色金属危险废弃物对环境的污染。并将其中的有价金属回收，达到了资源循环利用的目的。
本发明的特别的优势在于：在步骤2中采用了高温焙烧预还原技术，高温焙烧预还原可实现球中部分低熔点的物质熔化，使球更为结实，在步骤3中，多个球堆积在还原炉中，会形成较好的燃气流动空间，缩短还原时间，降低还原所需能量。
综合来说，相比未采用预还原操作，采用预还原操作的能源成本约节省800元/吨。
附图说明
图1为本发明的操作流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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
一种重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺，包括如下步骤：
步骤1：将含有有色金属或重金属的危险废弃物与还原剂、氧化铁和二氧化硅混合造球；危险废弃物、氧化铁、二氧化硅、还原剂的比例为100：1.33：12.31：8.38；
经过实验证实，危险废弃物、氧化铁、二氧化硅、还原剂的比例在100：1.2-1.4：12-13：8-9都是能够达到对于危废中重金属充分还原的目的。
步骤2：将步骤1制得的球送入回转窑中进行干燥、升温、高温焙烧预还原；还原温度为1000℃，焙烧时间为25min；
需要说明的是，950-1050℃的范围焙烧20-30min都是可行的，只要让低熔点的物质熔化，使球更为结实，在后续的焙烧步骤中，空气流动性好，就可以达到节能的目的。
步骤3：将步骤2的产物送入还原熔分炉中进行熔分，熔炼温度为1250℃，得到熔体和熔渣；
步骤4：将熔渣送入调质炉中，经过调质处理得到矿渣棉产品。
所述步骤2、步骤3中的冶炼烟气经过极速冷却、过滤收集，回收烟气粉尘中的重金属，具体来说，烟气粉尘送回步骤1中与还原剂、氧化铁和二氧化硅混合造球。
以100公斤干基混合危险废弃物为配料计算依据，设定混合危险废弃物中Cr2O3按90％还原进入合金,7％入渣,其余炉口损失；NiO按99％还原进入合金；FeO按80％还原进入合金,其余入渣；
焦炭烧损及炉眼排炭损失10％,焦炭灰份全部入渣；加入的熔剂除氧化铁外全部入渣；
合金中杂质成分按:C3.5％,Si2.5％,其它1.0％.
料批组成
混合危险废弃物100,氧化铁1.33，二氧化硅12.31，还原剂8.38。
| 化学成分 | Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | Ni | TFe | MgO | CaO | SiO<sub>2</sub> | Al<sub>2</sub>0<sub>3</sub> | Mn | Cu | Co |
| 混合危废 | 10.53 | 5.07 | 8.00 | 19.14 | 18.90 | 12.51 | 8.09 | 0.08 | 1.63 | 0.18 |
产出的镍铬铁合金成分如下：
| 化学成分 | Cr | Ni | Fe | Si | C | Mn | Cu | Co |
| ％ | 30.45 | 23.59 | 31.07 | 2.50 | 3.50 | 0.38 | 7.66 | 0.85 |
产出的冶炼渣的化学成分如下：
| 化学成分 | Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | NiO | FeO | MgO | CaO | SiO<sub>2</sub> | Al<sub>2</sub>0<sub>3</sub> |
| 冶炼渣 | 0.96 | 0.08 | 6.04 | 24.92 | 24.62 | 32.26 | 11.12 |
本发明创造采用联合火法冶炼工艺技术，将含镍、铬、铅、锌等重有色金属危险废弃物全方位资源化综合利用，做到了真正的无废处理，彻底根治了含镍、铬、铅、锌等重有色金属危险废弃物对环境的污染。并将其中的有价金属回收，达到了资源循环利用的目的。
本发明的特别的优势在于：在步骤2中采用了高温焙烧预还原技术，高温焙烧预还原可实现球中部分低熔点的物质熔化，使球更为结实，在步骤3中，多个球堆积在还原炉中，会形成较好的燃气流动空间，缩短还原时间，降低还原所需能量。
综合来说，相比未采用预还原操作，采用预还原操作的能源成本约节省800元/吨。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (9)
1.一种重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将含有有色金属或重金属的危险废弃物与还原剂混合造球；
步骤2：将步骤1制得的球送入回转窑中进行干燥、升温、高温焙烧预还原；
步骤3：将步骤2的产物送入还原熔分炉中进行熔分，得到熔体和熔渣；
步骤4：将熔渣送入调质炉中，经过调质处理得到矿渣棉产品。
2.根据权利要求1所述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺，其特征在于，所述步骤2、步骤3中的冶炼烟气经过极速冷却、过滤收集，回收烟气粉尘中的重金属。
3.根据权利要求1所述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺，其特征在于，所述步骤1中还加入有氧化铁和二氧化硅。
4.根据权利要求3所述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺，其特征在于，所述危险废弃物、氧化铁、二氧化硅、还原剂的比例为100：1.2-1.4：12-13：8-9。
5.根据权利要求1所述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺，其特征在于，所述还原剂为焦炭、煤粉之一。
6.根据权利要求1所述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺，其特征在于，所述危险废弃物中含有铬、镍、锰、铜、钴、铁中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺，其特征在于，所述步骤2中高温焙烧预还原操作中，温度为950-1050℃；焙烧时间为20-30min。
8.根据权利要求1所述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺，其特征在于，步骤3中的熔炼温度为1250-1350℃。
9.根据权利要求2所述的重有色金属危险废弃物的无害化处理工艺，其特征在于，所述过滤收集的烟气粉尘加入到步骤1中，与危险废弃物、还原剂一起混合造球。
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