CN114956616B - 一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钡渣回收处理技术领域，具体涉及一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法及装置，所述方法包括：将钡渣烘干后的行粉磨处理，再与毒性降解粉末混合后超声搅拌，然后与石灰混合后加水进行消化降毒处理得到毒性降解后的混合物；将毒性降解后的混合物破碎成生产水泥所需粒度的水泥厂混合材；所述装置包括回转滚筒烘干设备，用于上料的上料设备，与回转滚筒烘干设备连接的第一混合设备以及与所述第一混合设备连接的第二混合设备；本发明整体工艺设计合理，在将钡渣资源化用于水泥厂混合材的工艺过程中对钡渣进行毒性降解处理能够有效地实现钡渣的无害化资源利用。

Description

一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法及装置
技术领域
本发明涉及钡渣回收处理技术领域，具体涉及一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法及装置。
背景技术
据记载，钡渣是用重晶石生产碳酸钡过程中排放出的固体废弃物，钡渣中主要含有酸溶性钡和水溶性钡。特别是黑钡渣中的钡离子含量较高，具有毒性，属危险废物，钡渣长期堆放，不仅占用大量土地，而且给环境带来污染，尤其是在高温下，将发生自燃反应，放出有毒气体，经雨水渗透，流出大量含硫化物的黄色废水，流入地表水及地下水，污染水体；同时，废渣中的硫化钡和酸溶钡还对土壤直接产生毒害作用。目前，我国钡渣累计堆存量已超过千万吨。
如何利用钡渣中的有用成分，发挥其相应的作用，达到减少环境污染的目的是目前钡渣方面最有意义的研究工作之一。
现有技术中，利用钡渣作为水泥混合材已有报道。但是由于现有技术在将钡渣作为水泥混合材使用时，对钡渣进行无害化处理较为简单甚至不进行处理，因此钡渣依旧存在对环境造成污染的危险。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法及装置。
本发明的技术方案为：一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法，包括：
S1、钡渣预处理
S1-1、将钡渣在85～90℃条件下烘干至含水量为1.5～3％；
S1-2、对烘干后的钡渣进行粉磨处理至表面积为3000～4000cm2/g得到钡渣粉末；
S2、钡渣毒性降解处理
S2-1、将钡渣粉末与毒性降解粉末混合后在45～65℃条件下超声搅拌6～8h得到初步降解后的混合粉；
S2-2、将初步毒性降解后的混合粉与石灰混合后加水进行消化降毒处理得到毒性降解后的混合物；
S3、制备水泥厂混合材
将毒性降解后的混合物破碎成生产水泥所需粒度的水泥厂混合材。
进一步地，S2-1所述毒性降解粉末采用铬渣粉末；所述钡渣粉末与毒性降解粉末按照质量比2.3～3.5:1.7～2.6的比例混合。
更进一步地，所述铬渣粉末的制备方法为：将铬渣进行粉磨处理至表面积为4000～4500cm2/g得到铬渣粉末。
进一步地，S2-1所述毒性降解粉末采用废磷渣粉末；所述钡渣粉末与毒性降解粉末按照质量比2.3～3.5:1.3～1.5的比例混合。
更进一步地，所述废磷渣粉末的制备方法为：将废磷渣进行粉磨处理至表面积为3600～4200cm2/g得到废磷渣粉末。
进一步地，S2-1所述毒性降解粉末采用石膏粉；所述钡渣粉末与毒性降解粉末按照质量比2.3～3.5:0.5～0.7的比例混合。
进一步地，所述S2-2具体为：将初步毒性降解后的混合粉与石灰按照质量比13～15:3～4的比例混合均匀，添加质量分数为石灰35～45％的水进行消化降毒处理3～5h得到毒性降解后的混合物。
进一步地，所述S2-2具体为：将初步毒性降解后的混合粉与石灰按照质量比9～11:3.5～4.5的比例混合均匀，添加质量分数为石灰40～50％的水进行消化降毒处理2～3h得到毒性降解后的混合物。
进一步地，制备方法所使用的制备装置，包括：用于对钡渣进行烘干处理的回转滚筒烘干设备，用于对所述回转滚筒烘干设备进行上料的上料设备，与回转滚筒烘干设备连接的第一混合设备以及与所述第一混合设备连接的第二混合设备；所述第一混合设备内部设置有超声搅拌装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明整体工艺设计合理，在将钡渣资源化用于水泥厂混合材的工艺过程中对钡渣进行毒性降解处理能够有效地实现钡渣的无害化资源利用；并且本发明工艺简单，处理工艺所对应的制备装置制造成本较低，适合工业化生产，适合大量推广。
附图标记
图1时本发明工艺流程图；
图2是本发明制备装置的结构示意图；
其中，1-回转滚筒烘干设备、2-上料设备、3-第一混合设备、4-第二混合设备。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法，包括：
S1、钡渣预处理
S1-1、将钡渣在85℃条件下烘干至含水量为1.5～1.8％；
S1-2、对烘干后的钡渣进行粉磨处理至表面积为3000～3200cm2/g得到钡渣粉末；
S2、钡渣毒性降解处理
S2-1、将钡渣粉末与毒性降解粉末混合后在45℃条件下超声搅拌6h得到初步降解后的混合粉；毒性降解粉末采用铬渣粉末；钡渣粉末与毒性降解粉末按照质量比2.3:1.7的比例混合；铬渣粉末的制备方法为：将铬渣进行粉磨处理至表面积为4000～4100cm2/g得到铬渣粉末；
S2-2、将初步毒性降解后的混合粉与石灰按照质量比13:3的比例混合均匀，添加质量分数为石灰35％的水进行消化降毒处理3h得到毒性降解后的混合物；
S3、制备水泥厂混合材
将毒性降解后的混合物破碎成生产水泥所需粒度的水泥厂混合材。
本实施例制备方法所使用的制备装置，包括：用于对钡渣进行烘干处理的回转滚筒烘干设备1，用于对回转滚筒烘干设备1进行上料的上料设备2，与回转滚筒烘干设备1连接的第一混合设备3以及与第一混合设备3连接的第二混合设备4；第一混合设备3内部设置有超声搅拌装置。
实施例2
如图1所示的一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法，包括：
S1、钡渣预处理
S1-1、将钡渣在90℃条件下烘干至含水量为2～2.5％；
S1-2、对烘干后的钡渣进行粉磨处理至表面积为3500～3800cm2/g得到钡渣粉末；
S2、钡渣毒性降解处理
S2-1、将钡渣粉末与毒性降解粉末混合后在50℃条件下超声搅拌7h得到初步降解后的混合粉；毒性降解粉末采用铬渣粉末；钡渣粉末与毒性降解粉末按照质量比3:2的比例混合；铬渣粉末的制备方法为：将铬渣进行粉磨处理至表面积为4200～4300cm2/g得到铬渣粉末；
S2-2、将初步毒性降解后的混合粉与石灰按照质量比14:3.5的比例混合均匀，添加质量分数为石灰38％的水进行消化降毒处理4h得到毒性降解后的混合物；
S3、制备水泥厂混合材
将毒性降解后的混合物破碎成生产水泥所需粒度的水泥厂混合材。
实施例3
如图1所示的一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法，包括：
S1、钡渣预处理
S1-1、将钡渣在90℃条件下烘干至含水量为2.5～3％；
S1-2、对烘干后的钡渣进行粉磨处理至表面积为3800～4000cm2/g得到钡渣粉末；
S2、钡渣毒性降解处理
S2-1、将钡渣粉末与毒性降解粉末混合后在65℃条件下超声搅拌8h得到初步降解后的混合粉；毒性降解粉末采用铬渣粉末；钡渣粉末与毒性降解粉末按照质量比3.5:1.7的比例混合；铬渣粉末的制备方法为：将铬渣进行粉磨处理至表面积为4300～4500cm2/g得到铬渣粉末；
S2-2、将初步毒性降解后的混合粉与石灰按照质量比15:3的比例混合均匀，添加质量分数为石灰42％的水进行消化降毒处理5h得到毒性降解后的混合物；
S3、制备水泥厂混合材
将毒性降解后的混合物破碎成生产水泥所需粒度的水泥厂混合材。
实施例4
如图1所示的一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法，包括：
S1、钡渣预处理
S1-1、将钡渣在85℃条件下烘干至含水量为1.5～1.8％；
S1-2、对烘干后的钡渣进行粉磨处理至表面积为3000～3500cm2/g得到钡渣粉末；
S2、钡渣毒性降解处理
S2-1、将钡渣粉末与毒性降解粉末混合后在45℃条件下超声搅拌6h得到初步降解后的混合粉；毒性降解粉末采用废磷渣粉末；钡渣粉末与毒性降解粉末按照质量比2.3:1.5的比例混合；废磷渣粉末的制备方法为：将废磷渣进行粉磨处理至表面积为3600～3800cm2/g得到废磷渣粉末；
S2-2、将初步毒性降解后的混合粉与石灰按照质量比13:3的比例混合均匀，添加质量分数为石灰38％的水进行消化降毒处理3h得到毒性降解后的混合物；
S3、制备水泥厂混合材
将毒性降解后的混合物破碎成生产水泥所需粒度的水泥厂混合材。
实施例5
如图1所示的一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法，包括：
S1、钡渣预处理
S1-1、将钡渣在90℃条件下烘干至含水量为2～2.5％；
S1-2、对烘干后的钡渣进行粉磨处理至表面积为3500～3800cm2/g得到钡渣粉末；
S2、钡渣毒性降解处理
S2-1、将钡渣粉末与毒性降解粉末混合后在60℃条件下超声搅拌7h得到初步降解后的混合粉；毒性降解粉末采用废磷渣粉末；钡渣粉末与毒性降解粉末按照质量比3.5:1.5的比例混合；废磷渣粉末的制备方法为：将废磷渣进行粉磨处理至表面积为3800～4000cm2/g得到废磷渣粉末；
S2-2、将初步毒性降解后的混合粉与石灰按照质量比15:4的比例混合均匀，添加质量分数为石灰40％的水进行消化降毒处理5h得到毒性降解后的混合物；
S3、制备水泥厂混合材
将毒性降解后的混合物破碎成生产水泥所需粒度的水泥厂混合材。
实施例6
如图1所示的一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法，包括：
S1、钡渣预处理
S1-1、将钡渣在90℃条件下烘干至含水量为2.5～3％；
S1-2、对烘干后的钡渣进行粉磨处理至表面积为3800～4000cm2/g得到钡渣粉末；
S2、钡渣毒性降解处理
S2-1、将钡渣粉末与毒性降解粉末混合后在65℃条件下超声搅拌8h得到初步降解后的混合粉；毒性降解粉末采用废磷渣粉末；钡渣粉末与毒性降解粉末按照质量比3.5:1.3的比例混合；废磷渣粉末的制备方法为：将废磷渣进行粉磨处理至表面积为4000～4200cm2/g得到废磷渣粉末；
S2-2、将初步毒性降解后的混合粉与石灰按照质量比15:3的比例混合均匀，添加质量分数为石灰45％的水进行消化降毒处理5h得到毒性降解后的混合物；
S3、制备水泥厂混合材
将毒性降解后的混合物破碎成生产水泥所需粒度的水泥厂混合材。
实施例7
如图1所示的一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法，包括：
S1、钡渣预处理
S1-1、将钡渣在85℃条件下烘干至含水量为1.5～2.0％；
S1-2、对烘干后的钡渣进行粉磨处理至表面积为3000～3500cm2/g得到钡渣粉末；
S2、钡渣毒性降解处理
S2-1、将钡渣粉末与毒性降解粉末混合后在45℃条件下超声搅拌6h得到初步降解后的混合粉；毒性降解粉末采用石膏粉；钡渣粉末与毒性降解粉末按照质量比2.3:0.5的比例混合；
S2-2、将初步毒性降解后的混合粉与石灰按照质量比9:3.5的比例混合均匀，添加质量分数为石灰40％的水进行消化降毒处理2h得到毒性降解后的混合物；
S3、制备水泥厂混合材
将毒性降解后的混合物破碎成生产水泥所需粒度的水泥厂混合材。
实施例8
如图1所示的一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法，包括：
S1、钡渣预处理
S1-1、将钡渣在90℃条件下烘干至含水量为2.0～2.5％；
S1-2、对烘干后的钡渣进行粉磨处理至表面积为3500～3800cm2/g得到钡渣粉末；
S2、钡渣毒性降解处理
S2-1、将钡渣粉末与毒性降解粉末混合后在60℃条件下超声搅拌8h得到初步降解后的混合粉；毒性降解粉末采用石膏粉；钡渣粉末与毒性降解粉末按照质量比3.5:0.7的比例混合；
S2-2、将初步毒性降解后的混合粉与石灰按照质量比11:4.5的比例混合均匀，添加质量分数为石灰45％的水进行消化降毒处理3h得到毒性降解后的混合物；
S3、制备水泥厂混合材
将毒性降解后的混合物破碎成生产水泥所需粒度的水泥厂混合材。
实施例9
如图1所示的一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法，包括：
S1、钡渣预处理
S1-1、将钡渣在90℃条件下烘干至含水量为2.5～3％；
S1-2、对烘干后的钡渣进行粉磨处理至表面积为3500～4000cm2/g得到钡渣粉末；
S2、钡渣毒性降解处理
S2-1、将钡渣粉末与毒性降解粉末混合后在65℃条件下超声搅拌8h得到初步降解后的混合粉；毒性降解粉末采用石膏粉；钡渣粉末与毒性降解粉末按照质量比3.5:0.5的比例混合；
S2-2、将初步毒性降解后的混合粉与石灰按照质量比11:3.5的比例混合均匀，添加质量分数为石灰50％的水进行消化降毒处理3h得到毒性降解后的混合物；
S3、制备水泥厂混合材
将毒性降解后的混合物破碎成生产水泥所需粒度的水泥厂混合材。
实验例
利用实施例1～9方法分别制备3组毒性降解后的混合物，破碎后取出部分破粒用模拟酸水做毒性鉴别试验，均为检出钡离子。

Claims (6)

1.一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法，其特征在于，包括：
S1、钡渣预处理
S1-1、将钡渣在85~90℃条件下烘干至含水量为1.5~3%；
S1-2、对烘干后的钡渣进行粉磨处理至表面积为3000~4000cm2/g得到钡渣粉末；
S2、钡渣毒性降解处理
S2-1、将钡渣粉末与毒性降解粉末混合后在45~65℃条件下超声搅拌6~8h得到初步降解后的混合粉；所述毒性降解粉末采用铬渣粉末或废磷渣粉末或石膏粉的任意一种；当毒性降解粉末采用铬渣粉末时，钡渣粉末与毒性降解粉末按照质量比2.3~3.5:1.7~2.6的比例混合；当毒性降解粉末采用废磷渣粉末时，钡渣粉末与毒性降解粉末按照质量比2.3~3.5:1.3~1.5的比例混合；当毒性降解粉末采用石膏粉时，钡渣粉末与毒性降解粉末按照质量比2.3~3.5:0.5~0.7的比例混合；
S2-2、将初步毒性降解后的混合粉与石灰混合后加水进行消化降毒处理得到毒性降解后的混合物；
S3、制备水泥厂混合材
将毒性降解后的混合物破碎成生产水泥所需粒度的水泥厂混合材。
2.据权利要求1所述的一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法，其特征在于，所述铬渣粉末的制备方法为：将铬渣进行粉磨处理至表面积为4000~4500cm2/g得到铬渣粉末。
3.根据权利要求1所述的一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法，其特征在于，所述废磷渣粉末的制备方法为：将废磷渣进行粉磨处理至表面积为3600~4200cm2/g得到废磷渣粉末。
4.根据权利要求1所述的一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法，其特征在于，所述S2-2具体为：将初步毒性降解后的混合粉与石灰按照质量比13~15:3~4的比例混合均匀，添加质量分数为石灰35~45%的水进行消化降毒处理3~5h得到毒性降解后的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种钡渣资源化用于水泥厂混合材的制备方法，其特征在于，所述S2-2具体为：将初步毒性降解后的混合粉与石灰按照质量比9~11:3.5~4.5的比例混合均匀，添加质量分数为石灰40~50%的水进行消化降毒处理2~3h得到毒性降解后的混合物。
6.根据权利要求1~5任一所述制备方法所使用的制备装置，其特征在于，包括：用于对钡渣进行烘干处理的回转滚筒烘干设备（1），用于对所述回转滚筒烘干设备（1）进行上料的上料设备（2），与回转滚筒烘干设备（1）连接的第一混合设备（3）以及与所述第一混合设备（3）连接的第二混合设备（4）；所述第一混合设备（3）内部设置有超声搅拌装置。
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