CN114438331A - 一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法，涉及生态环境治理技术领域。该含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法，具体包括以下步骤：S1.对含金属危险废物以及电解铝残阳极拆包干燥，氰化尾渣为散装堆放；S2.将含金属危险废物、氰化尾渣、电解铝残阳极的干基按照比例进行配伍，得到符合工艺要求的均化料；S3.将配伍后的均化料投入富氧侧吹熔池熔炼炉内进行氧化还原熔炼；S4.对熔炼过程产生的含金属烟气进行净化处理。通过本发明提出的处理方法，可提高金属回收率，实现了无害化处置，未回收的金属存在于玻璃化水碎渣中，无浸出污染风险，可作为建材或喷砂使用，同时该处理方法的熔炼过程无需添加熔剂，节约成本。

Description

一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法
技术领域
本发明涉及生态环境治理技术领域，具体为一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法。
背景技术
近几年随着我国工业的高速发展，我国危险废物产生行业繁多,产废种类繁杂,且产生量逐年增加。含金属危险废物占有相当比例，主要来自化工、冶金、表面处理、电子元器件制造、印刷等行业，具有化学成分复杂、品位不均等特点。
目前国内外对含金属危险废物的处置方法主要有：湿法浸出、安全填埋、火法鼓风熔炼等。针对含金属危险废物，这些方法中浸出产生的废渣无法处理会造成二次污染，污泥填埋并不能最终避免环境污染，只是延缓了产生时间，都不能真正的实现无害化处置。火法鼓风熔炼方法采用固体料柱熔炼，存在占地面积大、能耗高、生产自动化水平低及作业环境差等缺点，且与国家淘汰鼓风炉、提倡使用先进熔炼熔炼工艺的政策不符。
氰化尾渣是黄金冶炼提取贵金属后产生的固体废物，其成分主要有铁、硅、铝、钙、金等。工业上主要采用湿法回收氰化尾渣中的有价元素，但产生的尾矿需二次处理，额外增加成本，同时操作过程中容易产生剧毒的氰化氢气体，会造成二次污染。
近年来有关单位研究利用氰化尾渣烧制建材新方法，该技术流程简单投资成本低，但由于氰化物含量高时存在残留风险，且无法实现金属综合回收，工业应用比较少。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法，解决了目前对于含金属废物以及氰化尾渣没有高效安全且彻底的处理方法的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法，具体包括以下步骤：
S1.干燥
将备料仓库吨包储存的含金属危险废物进行拆包，将其送至干燥机一进行干燥，氰化尾渣为散装堆放，将氰化尾渣送至干燥机二进行干燥，干燥完后输送至各自的地坑中;
S2.配伍
再准备电解铝残阳极，将含金属危险废物、氰化尾渣、电解铝残阳极的干基按照（55～75）:（15～30）:（13～16）的比例进行配伍，控制镍：0.3～3%、铜：1.5～6%、硫:1%～3%、铁:15%～25%、二氧化硅:11%～18%、氧化钙：3%～8%、三氧化二铝:0.5-3%、铅:0.5%～3.5%、锌:0.5%～3.5%，控制酸性物：氯、氟小于1%，调整产出的炉渣含铁:30%～45%、二氧化硅:30%～35%、氧化钙：3%～20%，得到符合工艺要求的均化料；
含金属危险废物中的镍、铜、硫可以形成锍，捕集其它贵金属后，促使了多金属合金的形成，氰化尾渣中的铁、二氧化硅、氧化钙等形成低比重熔渣，有利于多金属合金的沉降；
加入电解铝残阳极的目的，一方面利用其强的还原性将金属氧化物还原成单质金属，另一方面氧化还原过程放出大量的热可为熔池提供热能；
S3.熔池熔炼
1）.将配伍后得到的均化料，投入富氧侧吹熔池熔炼炉内进行氧化还原熔炼，含氧压缩气从风口进入熔体组成的熔池内；
2）.富氧侧吹熔池熔炼炉温度控制1250～1400℃，这时熔池内含铜、镍等金属氧化物被电解铝残阳极还原为金属从熔池中析出，富集形成多金属合金；
3）.氰化尾渣中的氰化物得到分解，夹杂的危险废物中有机物被高温裂解、燃烧，铅、锌等低沸点金属的氧化物被还原成金属蒸汽，其中部分金属随着烟气温度的降低在进入其气固相转变温度区间后，由气相转变为固相，经除尘器捕集形成铅锌原料；
4）.富氧侧吹熔池熔炼炉熔池中的铁、氧化钙、三氧化二铝等无法被还原，与二氧化硅反应生成玻璃化水碎渣；
S4.净化
熔炼过程产生的含金属烟气，首先经过余热锅炉回收余热，再依次经过急冷、脱酸、收尘等初步净化后再进行脱硫脱硝，达标烟气通过烟囱排放，净化后烟气控制二氧化硫小于50mg/Nm3、氮氧化物小于100mg/Nm3颗粒物小于10mg/Nm3。
优选的，步骤S1中，经干燥机一进行干燥的所述含金属危险废物含水率不高于30％，经干燥机二进行干燥的所述氰化尾渣含水率不高于20％。
优选的，步骤S2中，所述电解铝残阳极粒度10～30mm，固定碳≥96%，硫≤1.7%，灰分≤1.1%。
优选的，步骤S3中，所述氧化还原熔炼过程中的含氧压缩气含氧量为65％～75％，压力0.10-0.15Mpa，熔炼温度为1300～1350℃；所述多金属合金含铜加镍45～70%，铅锌原料尘含铅加锌大于45%。
优选的，步骤S4中，所述余热锅炉回收余热后烟气温度450～550℃，进入脱硫脱硝前，控制二氧化硫小于20000mg/Nm3、氮氧化物小于500mg/Nm3，颗粒物小于10mg/Nm3。
（三）有益效果
本发明提供了一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法。具备以下有益效果：
1、本发明提出的处理方法金属回收率高，实现了无害化处置，未回收的金属存在于玻璃化水碎渣中，无浸出污染风险，可作为建材或喷砂使用。
2、本发明提出的方法中的熔炼过程无需添加铁粉、石灰石、石英石等熔剂，熔炼渣型为最佳自熔渣渣型，氰化尾渣中的铁、硅、钙实现有效利用，可以大大节约成本。
3、本发明提出的方法生产自动化水平高，作业人员劳动强度小，作业环境好，且处理成本较低。
附图说明
图1为本发明提出的一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法的工艺流程图。
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。
实施例一：
如图1所示，本发明实施例提供一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法，具体包括以下步骤：
S1.干燥
将备料仓库吨包储存的含金属危险废物进行拆包，将其送至干燥机一进行干燥，氰化尾渣为散装堆放，将氰化尾渣送至干燥机二进行干燥，干燥完后输送至各自的地坑中，取多个批次样品检测干燥效果，干燥后水分见表1；
表1 干燥后水分（w/%）
批次 1 2 3 4 5 6 7 平均
含金属危险废物 28.12 29.25 28.51 28.33 29.36 28.95 29.56 28.87
氰化尾渣 18.25 16.69 17.23 18.48 18.56 18.23 18.42 17.98
S2.配伍
1）.将含金属危险废物、氰化尾渣、电解铝残阳极按照55:30:15的（干基）比例进行配伍，得到符合工艺要求的均化料，加入炉内；含金属危险废物成分见表2、氰化尾渣成分见表3、入炉均化料酸性物：氯和氟0.5%，其它成分见表4；
表2 金属危险废物成分（w/%）
元素 Cu Ni S Fe SiO<sub>2</sub> CaO Pb Zn
成分 4.51 1.69 1.85 18.31 17.41 12.43 0.85 0.62
表3 氰化尾渣成分（w/%）
元素 Cu Ni S Fe SiO2 CaO Pb Zn
成分 0.29 0.04 1.20 35.17 26.12 0.94 0.63 0.41
表4 入炉均化料成分成分（w/%）
元素 Cu Ni S Fe SiO<sub>2</sub> CaO Pb Zn
成分 2.57 0.94 1.38 20.62 17.41 7.12 0.66 0.46
调整产出的炉渣含铁:38%、二氧化硅:33%、氧化钙：14%。
2）.采用的电解铝残阳极粒度为10mm，固定碳96%，硫1.7%，灰分1.1%。
S3.熔池熔炼
1）配伍后的均化料，投入富氧侧吹熔池熔炼炉内进行氧化还原熔炼，送入熔池的压缩气含氧浓度70%，压力0.1Mpa;
2）富氧侧吹熔池熔炼炉温度1300℃，经过熔池熔炼产出的多金属合金含铜加镍70%，铅锌原料含铅加锌45%。
S4.净化
熔炼过程产生的含金属烟气，经过余热锅炉后温度降到了500℃，再依次经过脱酸、收尘等初步净化，进脱硫脱硝前的烟气成分二氧化硫15000mg/Nm3、氮氧化物400mg/Nm3、颗粒物9mg/Nm3，净化达标的烟气二氧化硫30mg/Nm3、氮氧化物80mg/Nm3、颗粒物4mg/Nm3。
实施例二：
本发明实施例提供一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法，具体包括以下步骤：
S1.干燥
将备料仓库吨包储存的含金属危险废物进行拆包，将其送至干燥机一进行干燥，氰化尾渣为散装堆放，将氰化尾渣送至干燥机二进行干燥，干燥完后输送至各自的地坑中，取多个批次样品检测干燥效果，干燥后水分见表5；
表5 干燥后水分（w/%）
批次 1 2 3 4 5 6 7 平均
含金属危险废物 29.32 28.36 28.49 28.44 29.55 29.95 29.96 29.15
氰化尾渣 19.35 19.67 16.73 16.59 17.86 17.73 18.96 18.13
S2.配伍
1）、将含金属危险废物、氰化尾渣、电解铝残阳极按照68:16:16的比例进行配伍，得到符合工艺要求的均化料，加入炉内；含金属危险废物成分见表6、氰化尾渣成分见表7、入炉均化料含酸性物：氯和氟0.2%，其它成分见表8；
表6 金属危险废物成分（w/%）
元素 Cu Ni S Fe SiO2 CaO Pb Zn
成分 5.80 2.10 1.75 17.65 15.36 11.42 1.12 1.28
表7 氰化尾渣成分（w/%）
元素 Cu Ni S Fe SiO2 CaO Pb Zn
成分 0.36 0.03 1.11 34.16 16.25 0.84 0.58 0.42
表8 入炉均化料成分成分（w/%）
元素 Cu Ni S Fe SiO2 CaO Pb Zn
成分 4.00 1.43 1.37 17.47 13.04 7.90 0.85 0.94
调整产出的炉渣含铁:40%、二氧化硅:34%、氧化钙：19%。
2）、采用的电解铝残阳极粒度为12mm，固定碳97.5%，硫1.2%，灰分0.89%。
S3.熔池熔炼
1）配伍后的均化料，投入富氧侧吹熔池熔炼炉内进行氧化还原熔炼，送入熔池的压缩气含氧浓度68%，压力0.12Mpa；
2）富氧侧吹熔池熔炼炉温度1320℃，经过熔池熔炼产出的多金属合金含铜加镍68%，铅锌原料含铅加锌50%。
S4.净化
熔炼过程产生的含金属烟气，经过余热锅炉后温度降到了480℃，再依次经过脱酸、收尘等初步净化，进脱硫脱硝前的烟气成分二氧化硫16000mg/Nm3、氮氧化物350mg/Nm3、颗粒物7mg/Nm3，净化达标的烟气二氧化硫20mg/Nm3、氮氧化物70mg/Nm3 、颗粒物2mg/Nm3。
实施例3：
本发明实施例提供一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法，具体包括以下步骤：
S1.干燥
将备料仓库吨包储存的含金属危险废物进行拆包，将其送至干燥机一进行干燥，氰化尾渣为散装堆放，将氰化尾渣送至干燥机二进行干燥，干燥完后输送至各自的地坑中，取多个批次样品检测干燥效果，干燥后水分见表9；
表9 干燥后水分（w/%）
批次 1 2 3 4 5 6 7 平均
含金属危险废物 29.19 27.95 27.69 29.98 29.96 29.71 29.69 29.17
氰化尾渣 17.31 18.59 16.19 18.31 18.41 18.73 18.66 18.03
S2.配伍
1）、将含金属危险废物、氰化尾渣、电解铝残阳极按照57:27:16的比例进行配伍，得到符合工艺要求的均化料，加入炉内；含金属危险废物成分见表10、氰化尾渣成分见表11、入炉均化料含酸性物：氯和氟0.3%，其它成分见表12；
表10 金属危险废物成分（w/%）
元素 Cu Ni S Fe SiO2 CaO Pb Zn
成分 3.12 0.85 2.25 11.06 14.36 6.56 1.23 1.12
表11 氰化尾渣成分（w/%）
元素 Cu Ni S Fe SiO2 CaO Pb Zn
成分 0.28 0.02 1.12 33.16 17.69 0.78 0.59 0.43
表12 入炉均化料成分成分（w/%）
元素 Cu Ni S Fe SiO<sub>2</sub> CaO Pb Zn
成分 1.85 0.49 1.58 15.26 12.96 3.95 0.86 0.75
调整产出的炉渣含铁:35%、二氧化硅:33.5%、氧化钙：10.5%。
2）、采用的电解铝残阳极粒度为11mm，固定碳96.5%，硫1.6%，灰分0.98%。
S3.熔池熔炼
1）配伍后的均化料，投入富氧侧吹熔池熔炼炉内进行氧化还原熔炼，送入熔池的压缩气含氧浓度71%，压力0.11Mpa。
2）富氧侧吹熔池熔炼炉温度1350℃，经过熔池熔炼产出的多金属合金含铜加镍50%，铅锌原料含铅加锌48%；
S4.净化
熔炼过程产生的含金属烟气，经过余热锅炉后温度降到了550℃，再依次经过脱酸、收尘等初步净化，进脱硫脱硝前的烟气成分二氧化硫18000mg/Nm3、氮氧化物300mg/Nm3、颗粒物7mg/Nm3，净化达标的烟气二氧化硫28mg/Nm3、氮氧化物55mg/Nm3、颗粒物1.5mg/Nm3 。
通过上述实施例结果可知，本发明提出的方法具有极好的净化效果，同时金属回收率高，实现了无害化处置。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1.干燥
将备料仓库吨包储存的含金属危险废物进行拆包，将其送至干燥机一进行干燥，氰化尾渣为散装堆放，将氰化尾渣送至干燥机二进行干燥，干燥完后输送至各自的地坑中;
S2.配伍
再准备电解铝残阳极，将含金属危险废物、氰化尾渣、电解铝残阳极的干基按照（55～75）:（15～30）:（13～16）的比例进行配伍，控制镍：0.3～3%、铜：1.5～6%、硫:1%～3%、铁:15%～25%、二氧化硅:11%～18%、氧化钙：3%～8%、三氧化二铝:0.5-3%、铅:0.5%～3.5%、锌:0.5%～3.5%，控制酸性物：氯、氟小于1%，调整产出的炉渣含铁:30%～45%、二氧化硅:30%～35%、氧化钙：3%～20%，得到符合工艺要求的均化料；
S3.熔池熔炼
1）.将配伍后得到的均化料，投入富氧侧吹熔池熔炼炉内进行氧化还原熔炼，含氧压缩气从风口进入熔体组成的熔池内；
2）.富氧侧吹熔池熔炼炉温度控制1250～1400℃，这时熔池内含铜、镍等金属氧化物被电解铝残阳极还原为金属从熔池中析出，富集形成多金属合金；
3）.氰化尾渣中的氰化物得到分解，夹杂的危险废物中有机物被高温裂解、燃烧，铅、锌等低沸点金属的氧化物被还原成金属蒸汽，其中部分金属随着烟气温度的降低在进入其气固相转变温度区间后，由气相转变为固相，经除尘器捕集形成铅锌原料；
4）.富氧侧吹熔池熔炼炉熔池中的铁、氧化钙、三氧化二铝等无法被还原，与二氧化硅反应生成玻璃化水碎渣；
S4.净化
熔炼过程产生的含金属烟气，首先经过余热锅炉回收余热，再依次经过急冷、脱酸、收尘等初步净化后再进行脱硫脱硝，达标烟气通过烟囱排放，净化后烟气控制二氧化硫小于50mg/Nm3、氮氧化物小于100mg/Nm3颗粒物小于10mg/Nm3。
2.根据权利要求1所述的一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法，其特征在于：步骤S1中，经干燥机一进行干燥的所述含金属危险废物含水率不高于30％，经干燥机二进行干燥的所述氰化尾渣含水率不高于20％。
3.根据权利要求1所述的一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法，其特征在于：步骤S2中，所述电解铝残阳极粒度10～30mm，固定碳≥96%，硫≤1.7%，灰分≤1.1%。
4.根据权利要求1所述的一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法，其特征在于：步骤S3中，所述氧化还原熔炼过程中的含氧压缩气含氧量为65％～75％，压力0.10-0.15Mpa，熔炼温度为1300～1350℃，所述多金属合金含铜加镍45～70%，铅锌原料尘含铅加锌大于45%。
5.根据权利要求1所述的一种含金属危险废物和氰化尾渣协同处置方法，其特征在于：步骤S4中，所述余热锅炉回收余热后烟气温度450～550℃，进入脱硫脱硝前，控制二氧化硫小于20000mg/Nm3、氮氧化物小于500mg/Nm3，颗粒物小于10mg/Nm3。
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