CN114273404B - 一种钢铁除尘灰的脱氯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢铁除尘灰的脱氯方法，属于除尘灰处理技术领域。该方法包括预制料浆、循环水洗和生物发酵，采用脱水污泥对水洗后滤饼进行发酵处理，利用污泥中的厌氧微生物对难溶的氯盐进行降解，转化为易溶于水的氯盐，实现钢铁除尘灰的有效脱氯，脱水污泥由带式压滤机处理得到，解决现有带式压滤机处理的污泥难以干燥造成的恶臭问题；此外本发明提供一种生物脱氯促进剂，内部的零价铁对厌氧微生物降解有促进作用，表层包覆层以淀粉为基体，加入丙烯酸交联，具有良好的吸水性，在使用过程中，表层先吸水膨胀，将微生物富集在表层以淀粉为碳源繁殖发酵，包覆液中引入嵌入组合物，赋予表层良好的亲水性。
Description
技术领域
本发明属于除尘灰处理技术领域，具体地，涉及一种钢铁除尘灰的脱氯方法。
背景技术
钢铁尘泥中烧结灰和高炉灰中含有较高的氯离子和碱金属，烧结灰、高炉灰直接回炉循环利用会导致钾、钠等元素在其中逐步富集。一方面，未经除杂处理的烧结灰、高炉灰在钢铁冶金中直接循环利用导致高炉炉壁腐蚀，影响高炉使用寿命，严重降低烧结机头电除尘装置的除尘效率，造成机头烟气中粉尘浓度超标排放，污染环境；另一方面，采用回转窑火法富集铁，回收次氧化锌时，也会对收尘滤袋造成堵塞，而且回收次氧化锌后产生的窑渣氯含量偏高，回炉时会降低烧结矿的低温还原粉化率、造成高炉壁材腐蚀，因此无论采取何种处置方式，都应先将氯元素脱除。
水洗脱氯技术是目前烧结灰和高炉灰脱氯的主要技术，对Cl、K、Na均有较好的去除效果，经水洗脱氯后氯离子的去除率可以达到70％以上，但除了易溶于水的NaCl、KCl还有一些难溶的氯盐无法通过水洗脱除。
发明内容
为了解决背景技术提到的技术问题，本发明提供一种钢铁除尘灰的脱氯方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种钢铁除尘灰的脱氯方法，包括如下步骤：
步骤S1：将烧结灰和高炉灰混合后加入水搅拌成料浆，通过螺旋输送机将料浆送入盛有水的洗脱罐中搅拌成稀释浆，同时采用渣浆泵将稀释浆从洗脱罐的底部泵入洗脱罐的顶部进行循环水洗，将烧结灰和高炉灰中的易溶于水的氯盐洗出，之后通过板框压滤机压滤，滤液进行蒸发分盐，滤饼备用；
步骤S2：取滤饼和脱水污泥加入搅拌罐中，搅拌制成复合浆，之后向复合浆中加入生物脱氯促进剂，再次搅拌混合后转入发酵罐进行生物发酵处理，之后取出底层沉淀通过板框压滤机压滤，滤饼收集投入回转窑中焙烧回收次氧化锌。
进一步地，步骤S1中烧结灰和高炉灰混合的料浆中含水率为70-80％。
进一步地，步骤S1中循环水洗过程中料浆和水的用量体积比为1:3-5，将烧结灰和高炉灰预制成浆料，再进行水洗，使得烧结灰和高炉灰可快速与水混合，有利于快速浸出灰中的易溶于水的氯盐。
进一步地，步骤S2中脱水污泥由带式压滤机过滤制得，含水率为50％-80％，带式压滤机为连续压滤，工作效率高，压出的滤渣含水率较高，滤渣为胶状的浆料，干燥周期长，堆放过程中恶臭严重，将其应用在除尘灰的脱氯中，缓解现有环境污染问题。
进一步地，复合浆中滤饼和脱水污泥的用量质量比为7-9:1-3。
进一步地，生物发酵处理过程中从发酵罐的顶部向发酵罐内喷淋水，同时对复合浆搅拌，静置分层从上层抽出水，污泥中微生物将难溶氯盐转化为易溶氯盐，之后溶于水中被抽出，重复以上操作直至底层沉淀含氯量不高于15mg/kg，滤液和抽出的废液进行蒸发分盐。
进一步地，生物脱氯促进剂由以下步骤制备：
步骤A1：取福尔马林和尿素混合，再加入水搅拌直至尿素完全溶解，之后滴加氢氧化钠溶液直至混合液的pH值为8，先在不超过40℃的水浴釜中搅拌反应2-3h，之后升温至80℃搅拌除杂，得到嵌入组合物；
步骤A2：取红薯淀粉和水搅拌混合，搅拌升温至80±5℃保温糊化20-30min，得到糊化淀粉；
步骤A3：将嵌入组合物、丙烯酸、丙烯酰胺和水加入糊化淀粉中搅拌混合，滴加氢氧化钠溶液至混合液pH值为8，升温至60±5℃保温反应，直至反应体系中的运动粘度为200-300cps，迅速放入冰水浴中强制降温至室温，得到包覆液；
步骤A4：取零价铁粉和包覆液通过氮气流喷入包衣锅中，将包覆液包覆在零价铁的表面，之后采用干燥氮气烘干，得到生物脱氯促进剂。
进一步地，福尔马林和尿素的用量比为100mL：55-65g。
进一步地，嵌入组合物、丙烯酸、丙烯酰胺、水和糊化淀粉的用量比为15-22g：80-100mL：20-25g：400-500mL：120-150mL。
进一步地，零价铁粉和包覆液的用量比100g：100-150mL。
本发明的有益效果：
1.本发明采用脱水污泥对水洗后滤饼进行发酵处理，利用污泥中的厌氧微生物对难溶的氯盐进行降解，转化为易溶于水的氯盐，实现钢铁除尘灰的有效脱氯；
本发明中采用带式压滤机处理的脱水污泥协同脱氯，解决现有带式压滤机处理的污泥难以干燥造成的恶臭问题。
2.本发明提供一种生物脱氯促进剂，该种促进剂以零价铁为核心，其对厌氧微生物降解有促进作用，外层包覆有一层包覆层，该包覆层以淀粉为基体，包覆在零价铁表面，防止零价铁被氧化失效；同时加入丙烯酸交联，具有良好的吸水性，在使用过程中，表层先吸水膨胀，将微生物富集在表层以淀粉为碳源繁殖发酵；此外在包覆液中引入嵌入组合物，其是一种含有氨基和羟基的小分子线性聚合物，在丙烯酸交联过程中嵌入在网络结构中，赋予生物脱氯促进剂良好的亲水性，使得生物脱氯促进剂可快速吸水溶胀。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种钢铁除尘灰的脱氯方法的流程图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例制备一种生物脱氯促进剂，具体实施过程如下：
步骤A1：取1L福尔马林(甲醛浓度为37％)和550g尿素混合，再加入水搅拌直至尿素完全溶解，之后滴加质量分数为10％的氢氧化钠溶液直至混合液的pH值为8，先在40℃的水浴釜中搅拌反应2h，之后升温至80℃搅拌去除多余尿素、福尔马林和水，得到嵌入组合物；
步骤A2：取1kg红薯淀粉和4L水搅拌混合，搅拌升温至80±5℃保温糊化20min，得到糊化淀粉；
步骤A3：取150g嵌入组合物、800mL丙烯酸、200g丙烯酰胺和4L水加入1.2L糊化淀粉中搅拌混合，滴加质量分数为10％的氢氧化钠溶液至混合液pH值为8，升温至60±5℃保温反应，搅拌过程中检测反应体系的运动粘度，直至反应体系中的运动粘度接近200cps，迅速放入冰水浴中强制降温至室温，得到包覆液；
步骤A4：取1kg零价铁粉和1L包覆液通过压缩氮气气流喷入包衣锅中进行包衣处理，将包覆液包覆在零价铁的表面，之后采用干燥氮气烘干，得到生物脱氯促进剂。
实施例2
本实施例制备一种生物脱氯促进剂，具体实施过程如下：
步骤A1：取1L福尔马林(甲醛浓度为37％)和600g尿素混合，再加入水搅拌直至尿素完全溶解，之后滴加质量分数为10％的氢氧化钠溶液直至混合液的pH值为8，先在40℃的水浴釜中搅拌反应3h，之后升温至80℃搅拌去除多余尿素、福尔马林和水，得到嵌入组合物；
步骤A2：取1kg红薯淀粉和4L水搅拌混合，搅拌升温至80±5℃保温糊化25min，得到糊化淀粉；
步骤A3：取200g嵌入组合物、900mL丙烯酸、200g丙烯酰胺和4.5L水加入1.2L糊化淀粉中搅拌混合，滴加质量分数为10％的氢氧化钠溶液至混合液pH值为8，升温至60±5℃保温反应，搅拌过程中检测反应体系的运动粘度，直至反应体系中的运动粘度接近200cps，迅速放入冰水浴中强制降温至室温，得到包覆液；
步骤A4：取1kg零价铁粉和1.2L包覆液通过压缩氮气气流喷入包衣锅中进行包衣处理，将包覆液包覆在零价铁的表面，之后采用干燥氮气烘干，得到生物脱氯促进剂。
实施例3
本实施例制备一种生物脱氯促进剂，具体实施过程如下：
步骤A1：取1L福尔马林(甲醛浓度为37％)和650g尿素混合，再加入水搅拌直至尿素完全溶解，之后滴加质量分数为10％的氢氧化钠溶液直至混合液的pH值为8，先在40℃的水浴釜中搅拌反应3h，之后升温至80℃搅拌去除多余尿素、福尔马林和水，得到嵌入组合物；
步骤A2：取1kg红薯淀粉和4L水搅拌混合，搅拌升温至80±5℃保温糊化30min，得到糊化淀粉；
步骤A3：取220g嵌入组合物、1L丙烯酸、250g丙烯酰胺和5L水加入1.5L糊化淀粉中搅拌混合，滴加质量分数为10％的氢氧化钠溶液至混合液pH值为8，升温至60±5℃保温反应，搅拌过程中检测反应体系的运动粘度，直至反应体系中的运动粘度接近300cps，迅速放入冰水浴中强制降温至室温，得到包覆液；
步骤A4：取1kg零价铁粉和1.5L包覆液通过压缩氮气气流喷入包衣锅中进行包衣处理，将包覆液包覆在零价铁的表面，之后采用干燥氮气烘干，得到生物脱氯促进剂。
实施例4
本实施例对钢铁尘中的烧结灰和高炉灰进行脱氯处理，请参阅图1所示，具体实施过程如下：
步骤S1:100kg烧结灰和100kg高炉灰加入搅拌机中搅拌混合，之后按照含水率为70％加入水，继续搅拌混合，直至物可见团聚颗粒，得到料浆；
步骤S2：按照料浆体积的3倍向搅拌罐中加入水，开启搅拌，将料浆通过螺旋输送机缓慢送入搅拌罐中，料浆全部加入后，保持搅拌，渣浆泵将搅拌罐内的稀释浆从搅拌罐的底部泵入搅拌罐的顶部，循环水洗20min，之后将搅拌罐内的混合浆料泵入板框压滤机中进行压滤，滤液导入蒸发分盐，滤饼备用；
步骤S3：取滤饼加入搅拌器中，之后取带式压滤机压滤出的脱水污泥，按照滤饼和脱水污泥用量质量比为7:1加入脱水污泥，先低速搅拌30min将两者均匀混合，之后加入1kg实施例1制备的生物脱氯促进剂，再搅拌混合，之后将混合料转入带有单向阀的发酵罐中，每隔3天向发酵罐中喷淋10L搅拌0.5h，静置沉淀过夜，将上层的清液用导管抽出，重复喷淋、静置、抽上清液，直至底层的沉淀中的氯含量接近15mg/kg，将下层沉淀转入板式压滤中压滤，滤液和抽出的废液进行蒸发分盐，滤饼收集投入回转窑中焙烧回收次氧化锌，完成对钢铁尘的脱氯处理。
实施例5
本实施例对钢铁尘中的烧结灰和高炉灰进行脱氯处理，请参阅图1所示，具体实施过程如下：
步骤S1:100kg烧结灰和100kg高炉灰加入搅拌机中搅拌混合，之后按照含水率为80％加入水，继续搅拌混合，直至物可见团聚颗粒，得到料浆；
步骤S2：按照料浆体积的4倍向搅拌罐中加入水，开启搅拌，将料浆通过螺旋输送机缓慢送入搅拌罐中，料浆全部加入后，保持搅拌，渣浆泵将搅拌罐内的稀释浆从搅拌罐的底部泵入搅拌罐的顶部，循环水洗30min，之后将搅拌罐内的混合浆料泵入板框压滤机中进行压滤，滤液导入蒸发分盐，滤饼备用；
步骤S3：取滤饼加入搅拌器中，之后取带式压滤机压滤出的脱水污泥，按照滤饼和脱水污泥用量质量比为7:3加入脱水污泥，先低速搅拌30min将两者均匀混合，之后加入2kg实施例2制备的生物脱氯促进剂，再搅拌混合，之后将混合料转入带有单向阀的发酵罐中，每隔3天向发酵罐中喷淋15L搅拌0.5h，静置沉淀过夜，将上层的清液用导管抽出，重复喷淋、静置、抽上清液，直至底层的沉淀中的氯含量接近15mg/kg，将下层沉淀转入板式压滤中压滤，滤液和抽出的废液进行蒸发分盐，滤饼收集投入回转窑中焙烧回收次氧化锌，完成对钢铁尘的脱氯处理。
实施例6
本实施例对钢铁尘中的烧结灰和高炉灰进行脱氯处理，请参阅图1所示，具体实施过程如下：
步骤S1:100kg烧结灰和100kg高炉灰加入搅拌机中搅拌混合，之后按照含水率为80％加入水，继续搅拌混合，直至物可见团聚颗粒，得到料浆；
步骤S2：按照料浆体积的5倍向搅拌罐中加入水，开启搅拌，将料浆通过螺旋输送机缓慢送入搅拌罐中，料浆全部加入后，保持搅拌，渣浆泵将搅拌罐内的稀释浆从搅拌罐的底部泵入搅拌罐的顶部，循环水洗30min，之后将搅拌罐内的混合浆料泵入板框压滤机中进行压滤，滤液导入蒸发分盐，滤饼备用；
步骤S3：取滤饼加入搅拌器中，之后取带式压滤机压滤出的脱水污泥，按照滤饼和脱水污泥用量质量比为9:3加入脱水污泥，先低速搅拌30min将两者均匀混合，之后加入1.5kg实施例3制备的生物脱氯促进剂，再搅拌混合，之后将混合料转入带有单向阀的发酵罐中，每隔3天向发酵罐中喷淋13L搅拌0.5h，静置沉淀过夜，将上层的清液用导管抽出，重复喷淋、静置、抽上清液，直至底层的沉淀中的氯含量接近15mg/kg，将下层沉淀转入板式压滤中压滤，滤液和抽出的废液进行蒸发分盐，滤饼收集投入回转窑中焙烧回收次氧化锌，完成对钢铁尘的脱氯处理。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种钢铁除尘灰的脱氯方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：将烧结灰、高炉灰和水混合搅拌成料浆，之后将料浆转入洗脱罐中循环水洗，水洗后压滤，滤液蒸发分盐，滤饼备用；
步骤S2：取零价铁粉和包覆液通过氮气流喷入包衣锅中，将包覆液包覆在零价铁的表面，之后采用干燥氮气烘干，制得生物脱氯促进剂；
步骤S3：取滤饼和脱水污泥制成复合浆，将生物脱氯促进剂加入复合浆中混合后转入发酵罐进行生物发酵处理，之后取出底层沉淀压滤，滤饼收集后处理，完成钢铁除尘灰的脱氯；
包覆液由如下步骤制备：
步骤A1：取福尔马林和尿素混合，加水搅拌直至尿素完全溶解，之后滴加氢氧化钠溶液直至混合液的pH值为8，先在不超过40℃的水浴釜中搅拌反应2-3h，之后升温至80℃搅拌除杂，得到嵌入组合物；
步骤A2：取红薯淀粉和水搅拌混合，搅拌升温至80±5℃保温糊化20-30min，得到糊化淀粉；
步骤A3：将嵌入组合物、丙烯酸、丙烯酰胺和水加入糊化淀粉中搅拌混合，滴加氢氧化钠溶液至混合液pH值为8，升温至60±5℃保温反应，直至反应体系中的运动粘度为200-300cps，降温至室温，得到包覆液。
2.根据权利要求1所述的一种钢铁除尘灰的脱氯方法，其特征在于，烧结灰和高炉灰混合的料浆中含水率为70-80%。
3.根据权利要求2所述的一种钢铁除尘灰的脱氯方法，其特征在于，循环水洗过程中料浆和水的用量体积比为1:3-5。
4.根据权利要求1所述的一种钢铁除尘灰的脱氯方法，其特征在于，复合浆中滤饼和脱水污泥的用量质量比为7-9:1-3。
5.根据权利要求1所述的一种钢铁除尘灰的脱氯方法，其特征在于，生物发酵处理过程中向发酵罐内喷淋水，同时对复合浆搅拌，静置分层从上层抽出水，重复操作直至底层沉淀含氯量不高于15mg/kg。
6.根据权利要求1所述的一种钢铁除尘灰的脱氯方法，其特征在于，福尔马林和尿素的用量比为100mL：55-65g。
7.根据权利要求1所述的一种钢铁除尘灰的脱氯方法，其特征在于，嵌入组合物、丙烯酸、丙烯酰胺、水和糊化淀粉的用量比为15-22g：80-100mL：20-25g：400-500mL：120-150mL。
8.根据权利要求1所述的一种钢铁除尘灰的脱氯方法，其特征在于，零价铁粉和包覆液的用量比100g：100-150mL。
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