CN116623007A - 一种利用含镍污泥生产低冰镍的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用含镍污泥生产低冰镍的方法，该方法包括：（1）将含镍污泥打散后，加水配成污泥矿浆；（2）将污泥矿浆送入干燥塔进行干燥处理；（3）干燥后的污泥与硫化剂配料后进行熔炼分层，下层即为低冰镍。与现有生产工艺相比，本发明方法可有效避免在运行过程中因污泥粘结导致的工艺故障及计量配料不准确的问题，具有环境保护好，能耗低，能源利用率高等优点。

Description

一种利用含镍污泥生产低冰镍的方法

技术领域

本发明属于危险废弃物处理领域，具体涉及一种利用含镍污泥生产低冰镍的方法。

背景技术

镍是一种战略性资源，金属表面处理业、印刷电路板业、电镀业及电线电缆业的废水处理过程会产生大量的含镍污泥，这些含镍污泥品位远高于矿产开采品位，是一种重要的镍资源，同时，这些含镍污泥一般均归类为危险废弃物，在《国家危险废物名录》中的废物类别为HW17，如果处理不当就会形成二次污染，对生态环境和人体健康造成巨大的影响。而含镍污泥长期堆放，会严重的污染地下水和土壤，被植物吸收和聚集，导致当地的生态系统被严重破坏。

目前针对含铜、含镍污泥回收金属资源化利用的方法主要有湿法工艺以及火法工艺。湿法工艺虽然可以以较低的成本回收污泥中某些金属，但污泥没有减量化，同时其工艺流程长、废水产生量大、管理不便、环境污染风险大，且最终产生的污泥还需要进一步处理，如果包含最终污泥的处理费，湿法工艺的经济效益及社会效益也将大打折扣。火法工艺主要通过熔炼炉富集污泥中的镍生产低冰镍，进而提纯金属镍，在运行过程中，主要存在污泥粘结导致工艺故障及计量配料不准确的问题。

发明内容

本发明的目的为对现有火法工艺进行改进，以克服含镍污泥采用火法工艺生产低冰镍时污泥粘结的问题。

本发明为实现上述目的，采用如下所述的技术方案：

一种利用含镍污泥生产低冰镍的方法，包括：

（1）将含镍污泥打散后，加水配成污泥矿浆；

（2）将污泥矿浆送入干燥塔进行干燥处理；

（3）干燥后的污泥与硫化剂配料后进行熔炼分层，下层即为低冰镍。

优选地，所述污泥矿浆的液固比为2~4:1。

优选地，将步骤（3）熔炼产生的烟气作为步骤（2）干燥塔的热源，进行余热回收。

优选地，所述硫化剂为硫铁矿和脱硫石膏。

更优选地，污泥、硫铁矿和脱硫石膏的质量比为1:0.2~0.4:0.1~0.35。

优选地，熔炼在炉体两侧配有空气喷嘴的电熔炼炉中进行。

更优选地，通过空气喷嘴向炉内喷入富氧浓度为0-65%的空气。

更优选地，将空气与来自干燥塔的热风在换热器中换热后与氧气混合喷入熔炼炉。

优选地，烟气经余热回收后，用电石渣进行脱硫，产生的脱硫石膏回收作为硫化剂。

优选地，步骤（3）的熔炼温度为1250-1500℃。

本发明的有益效果：

1、与现有工艺相比，本发明是先将含镍污泥打散配成浆料再烘干进行配料，可有效避免运行过程中因污泥粘结导致的工艺故障及计量配料不准确的问题，具有环境保护好，能耗低，能源利用率高等优点。

2、本发明采用熔炼炉烟气作为干燥塔的热源，可充分余热，节约能源。

3、本发明采用炉体两侧配有空气喷嘴的电熔炼炉，可充分利用风电、水电、太阳能光伏发电等清洁能源，炉体两侧配备的空气喷嘴可在熔池内形成搅拌作用，使炉料接触更均匀，加快反应，缩短熔炼周期。

附图说明

图1为本发明利用含镍污泥生产低冰镍的装置示意图。

图2为熔炼炉的俯视图。

其中，1-污泥打散给料机、2-给料皮带机、3-配浆槽、4-渣浆泵、5-干燥塔、6-水冷螺旋输送机、7-干污泥仓、8-脱硫石膏仓、9-硫铁矿仓、10-干污泥计量给料机、101-脱硫石膏计量给料机、102-硫铁矿计量给料机、11-上料皮带机、12-制氧机、13-熔炼炉、131-空气喷嘴、132-电极、14-低冰镍模具、15-除尘器、16-鼓风机、17-换热器、18-一级脱硫塔、19-二级脱硫塔、20-引风机、21-烟囱。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。

术语解释：

富氧浓度：指向空气配入纯氧气时，纯氧气相对于空气的体积百分比例（不包括空气本身所含的氧气）。

本发明利用含镍污泥生产低冰镍的装置如图1所示，依次包括污泥打散给料机1、配浆槽3、干燥塔5、配料装置、上料皮带机11和熔炼炉13。

污泥打散给料机1出口的污泥通过给料皮带机2送进配浆槽3。

配浆槽3中配好的污泥矿浆通过渣浆泵4泵入干燥塔5。

干燥塔5中干燥后的干污泥通过水冷螺旋输送机6送入配料装置。

配料装置包括干污泥仓7、脱硫石膏仓8、硫铁矿仓9，以及位于各仓出料口处的干污泥计量给料机10、脱硫石膏计量给料机101和硫铁矿计量给料机102。

配料装置中经计量后的干污泥、脱硫石膏、硫铁矿通过上料皮带机11送入熔炼炉13。

熔炼炉13采用炉体两侧配有空气喷嘴131的电熔炼炉，炉体为圆形，直径为0.8m-15m，空气喷嘴131共1-6对，根据电熔炼炉的电极132数量确定，空气喷嘴131基本上对着电极132的下方。如图2所示，空气喷嘴131对称的设置在炉体相对的两侧，当空气喷嘴131为2对以上时，同一侧相邻的空气喷嘴的夹角为0~25度，这样能使炉内熔池搅拌沸腾效果更好。

空气喷嘴入口管路上设有制氧机12，将制氧机12制取的纯氧气配入空气中，以调节空气的富氧浓度。

各原料在熔炼炉13中熔炼反应后，炉内温度1250-1500℃，熔体分为上下两层，上层渣水淬后得到水淬渣可用于生产建材，下层低冰镍通过低冰镍模具14浇铸成锭外售，可作为生产高冰镍的原料。

熔炼炉13熔炼产生的烟气通过管道从干燥塔5底部送入干燥塔5内，用于加热干燥塔内的污泥，再从干燥塔5顶部的出风口排出，然后送入除尘器15。

除尘器15采用布袋除尘器。

除尘器15的出风口与换热器17的烟气入口连接，换热器17的冷空气入口与鼓风机16连接，使冷空气与烟气在换热器17内进行热交换。加热后的热空气通过管道从空气喷嘴喷入熔炼炉13。烟气经冷却后产生的冷凝水通过管道送入配浆槽3，残余烟气则送入脱硫装置。

脱硫装置采用一级脱硫塔18和二级脱硫塔19，脱硫剂采用电石渣，产生的脱硫石膏回收送入脱硫石膏仓8。

脱硫后的烟气经引风机20引入烟囱21达标排放。

实施例1

（1）将含镍污泥经污泥打散给料机打散后，送入配浆槽，加水搅拌配成液固比为3:1的污泥矿浆。

（2）将配好的污泥矿浆泵入干燥塔，利用来自熔炼炉的热烟气进行干燥。

（3）干燥后的污泥经水冷螺旋输送机冷却送入配料装置，与脱硫石膏、硫铁矿分别经过计量后，送入熔炼炉，在1250-1500℃下进行熔炼，同时向炉内喷入富氧浓度为10%的空气，熔炼后的熔体分为上下两层，上层经水淬后得到水淬渣，可用于生产建材，下层低冰镍浇铸成锭。 干污泥、硫铁矿和脱硫石膏的质量比为1:0.2:0.1。

（4）将干燥塔排出的热风（即余热回收后的烟气，温度约200℃）进行除尘（温度降至150℃左右），然后在热换器中与冷空气进行换热，进一步回收余热，热换后烟气温度降至50℃左右，冷空气经热换器预热后送入熔炼炉，烟气中的水分冷却后产生的冷凝水回收作为配制污泥矿浆的用水。

（5）残余的烟气在脱硫装置与电石渣反应生成脱硫石膏，烟气脱硫后达标排放，脱硫石膏回收。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用含镍污泥生产低冰镍的方法，包括：

（1）将含镍污泥打散后，加水配成污泥矿浆；

（2）将污泥矿浆送入干燥塔进行干燥处理；

（3）干燥后的污泥与硫化剂配料后进行熔炼分层，下层即为低冰镍。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述污泥矿浆的液固比为2~4:1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将步骤（3）熔炼产生的烟气作为步骤（2）干燥塔的热源，进行余热回收。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述硫化剂为硫铁矿和脱硫石膏。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：污泥、硫铁矿和脱硫石膏的质量比为1:0.2~0.4:0.1~0.35。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：熔炼在炉体两侧配有空气喷嘴的电熔炼炉中进行。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：通过空气喷嘴向炉内喷入富氧浓度为0-65%的空气。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：将空气与来自干燥塔的热风在换热器中换热后与氧气混合喷入熔炼炉。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：烟气经余热回收后，用电石渣进行脱硫，产生的脱硫石膏回收作为硫化剂。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）的熔炼温度为1250-1500℃。