本發(fā)明涉及危險(xiǎn)廢棄物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種含銅、含鎳污泥火法綜合回收利用方法。

背景技術(shù)：

含銅、含鎳污泥主要產(chǎn)生于金屬表面處理業(yè)、印刷電路板業(yè)、電鍍業(yè)及電線電纜業(yè)的廢水處理過程。壓濾后的泥餅含水率一般在70％左右，屬于偏堿性質(zhì)，ph值在6.7～9.7之間，顏色有棕黑色、棕色、棕黑色、墨綠色等，泥餅中含有一定量的銅鎳等金屬。污泥中的銅、鎳、鋅和鉻等重金屬的氫氧化物是一種非穩(wěn)定狀態(tài)，如果隨意堆放，在雨水淋溶作用下，重金屬有可能再溶出而污染土壤或地下水造成環(huán)境生態(tài)的危害，因此該類污泥一般均歸類為危險(xiǎn)廢棄物，在《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中的廢物類別為hwl7與hw22。

含銅、含鎳污泥的成分與天然礦物相比，其金屬品位遠(yuǎn)高于礦產(chǎn)開采品位，若能以礦物化技術(shù)將重金屬污泥形成適合分選冶煉的礦物型態(tài)，再利用已經(jīng)成熟的冶煉技術(shù)將銅、鎳金屬資源回收，則既能降低污泥對(duì)環(huán)境的危害，又可緩解資源短缺的壓力。

目前針對(duì)含銅、含鎳污泥回收金屬資源化利用的方法主要有濕法工藝、火法工藝以及火法-濕法聯(lián)合工藝。濕法工藝雖然可以以較低的成本回收污泥中某些金屬，但污泥沒有減量化，同時(shí)其工藝流程長、廢水產(chǎn)生量大、管理不便、環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)大，且最終產(chǎn)生的污泥還需要進(jìn)一步處理，如果包含最終污泥的處理費(fèi)，濕法工藝的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益也將大打折扣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提出了一種含銅、含鎳污泥火法綜合回收利用方法，解決現(xiàn)有含銅、含鎳污泥回收利用工藝復(fù)雜、成本高的問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種含銅、含鎳污泥火法綜合回收利用方法，具體包括以下步驟：

步驟s1：將含銅、含鎳污泥進(jìn)行混拌打散；

步驟s2：將混拌打散后的含銅、含鎳污泥通過污泥烘干機(jī)進(jìn)行干燥，得到干燥物料，將干燥產(chǎn)生的煙氣依次經(jīng)重力除塵、布袋除塵、石灰-石膏脫硫及濕式靜電除霧除塵器凈化后排放；同時(shí)將重力除塵過程中產(chǎn)生的粗煙灰加入到步驟s1的污泥中；

步驟s3：將步驟s2所制得的干燥物料與造渣劑、造锍劑攪拌混合得到混合物料；

步驟s4：將混合物料進(jìn)行機(jī)械造塊，并養(yǎng)護(hù)3～5天，獲得成品磚料；

步驟s5：將成品磚料與還原劑在1200～1400℃的熔煉爐中進(jìn)行熔煉，得到冰銅、冰鎳和爐渣，將熔煉產(chǎn)生的煙氣依次經(jīng)重力除塵、u型管換熱、布袋除塵、石灰-石膏脫硫及濕式靜電除霧除塵器凈化后排放；將重力除塵過程中產(chǎn)生的煙氣通過煙氣導(dǎo)排管部分導(dǎo)入步驟s2中的污泥烘干機(jī)中，重力除塵過程中的粗煙灰加入到步驟s1的污泥中。

進(jìn)一步的，w(步驟s1中污泥)：w(步驟s2、s5加入污泥中的粗煙灰)＝3～5：1。

進(jìn)一步的，步驟s2中所得到的干燥物料的含水率為30～40％。

進(jìn)一步的，步驟s3中，所述造渣劑包括高硅固廢、鐵粉，所述造锍劑為硫化物固廢；在所述混合物料中，w(干燥物料)：w(高硅固廢)：w(鐵粉)：w(造锍劑)＝100：50～55：45～50：8～10。

進(jìn)一步的，步驟s4中，所述機(jī)械造塊的方式包括液壓制磚和機(jī)械振動(dòng)制磚。

進(jìn)一步的，步驟s5中，所述還原劑為焦炭和殘陽極。

進(jìn)一步的，步驟s5中，所述熔煉爐經(jīng)水套循環(huán)冷卻水系統(tǒng)連通到暖通系統(tǒng)，所述水套循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中設(shè)有換熱裝置，熔煉爐循環(huán)冷卻水中的熱能經(jīng)交換之后用于步驟s4中所述成品磚料的烘干。

進(jìn)一步的，所述煙氣導(dǎo)排管的出口處裝設(shè)有風(fēng)量控制閥。

進(jìn)一步的，步驟s2及步驟s5中布袋除塵所產(chǎn)生的細(xì)煙灰委外處置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明提出的一種含銅、含鎳污泥火法綜合回收利用方法，將污泥與粗煙灰混拌，污泥團(tuán)聚現(xiàn)象消失，干燥效率顯著提升；部分導(dǎo)入熔煉爐高溫?zé)煔?，?duì)污泥進(jìn)行干燥，緩解了能耗高的問題；將干燥物料與高硅固廢、鐵粉、硫化物固廢混拌后機(jī)械造塊，使生產(chǎn)成本大幅降低；利用熔煉爐循環(huán)冷卻水余熱加溫，縮短了磚料養(yǎng)護(hù)周期；該方法實(shí)現(xiàn)了含銅、含鎳污泥低成本、節(jié)能、綠色回收利用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種含銅、含鎳污泥火法綜合回收利用方法的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

展示一下實(shí)例來具體說明本發(fā)明的某些實(shí)施例，且不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明的范圍。對(duì)本發(fā)明公開的內(nèi)容可以同時(shí)從材料、方法和反應(yīng)條件進(jìn)行改進(jìn)，所有這些改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的的精神和范圍之內(nèi)。

如圖1所示的一種含銅、含鎳污泥火法綜合回收利用方法，具體包括以下步驟：

步驟s1：將含銅、含鎳污泥進(jìn)行混拌打散，混拌打散的方式?jīng)]有特殊限制，可以利用攪拌機(jī)進(jìn)行混拌，也可以利用鏟車進(jìn)行混拌；

步驟s2：將混拌打散后的含銅、含鎳污泥通過污泥烘干機(jī)進(jìn)行干燥，得到干燥物料，干燥物料的含水率為30～40％；將干燥產(chǎn)生的煙氣依次經(jīng)重力除塵、布袋除塵、石灰-石膏脫硫及濕式靜電除霧除塵器凈化后排放，布袋除塵所產(chǎn)生的細(xì)煙灰委外處置；同時(shí)將重力除塵過程中產(chǎn)生的粗煙灰加入到步驟s1的污泥中；

步驟s3：將步驟s2所制得的干燥物料與造渣劑、造锍劑攪拌混合得到混合物料，混合物料含水率為12～20％；所述造渣劑包括高硅固廢、鐵粉，所述造锍劑為硫化物固廢；在所述混合物料中，w(干燥物料)：w(高硅固廢)：w(鐵粉)：w(造锍劑)＝100：50～55：45～50：8～10；所述的高硅固廢是銅礦石、鉛鋅礦石、金礦石等礦石選礦過程產(chǎn)生的石英脈石尾礦中的一種或幾種，其sio2含量大于50％；所述鐵粉是鐵尾礦、高爐灰、拜耳法赤泥等固廢經(jīng)還原焙燒-磁選工藝回收的鐵粉中的一種或幾種，其fe含量大于50％；所述造锍劑為硫化物固廢，所述硫化物固廢可以是銻、鉛等金屬火法冶煉過程中產(chǎn)生的硫化渣中的一種或幾種，也可以是各類金屬濕法冶金浸出液除雜過程中產(chǎn)生的硫化渣中的一種或幾種，其s含量大于30％。

步驟s4：將混合物料進(jìn)行機(jī)械造塊(所述機(jī)械造塊的方式包括液壓制磚和機(jī)械振動(dòng)制磚)，并養(yǎng)護(hù)3～5天，獲得成品磚料，其具體操作：將混合物料利用皮帶運(yùn)輸機(jī)或鏟車送入給料斗，后經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送至磚機(jī)給料斗，其間設(shè)置兩道篩分工序，去除混合物料中的大塊雜物，保證磚料的成型率及磚料質(zhì)量滿足工藝要求；含銅、含鎳污泥自身具有一定的粘結(jié)性，可以代替黏土成分，使磚料更易成型，且具有一定強(qiáng)度；還原焙燒磁選回收鐵粉則在磚料養(yǎng)護(hù)階段氧化放熱，加快磚料脫水，同時(shí)，磚料內(nèi)部的高溫環(huán)境可進(jìn)一步提升磚料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；

步驟s5：將成品磚料與還原劑(還原劑為焦炭和殘陽極)在1200～1400℃的熔煉爐中進(jìn)行熔煉，得到冰銅、冰鎳和爐渣，具體操作：焦炭與殘陽極充分燃燒，使?fàn)t溫升高到1200～1400℃，金屬銅、鎳以硫化物的形態(tài)富集于锍中，同時(shí)將其他稀貴金屬一并富集，而雜質(zhì)元素則以氧化物形式熔合成爐渣，锍與渣因存在密度差異產(chǎn)生分層，對(duì)其分離便可獲得冰銅、冰鎳產(chǎn)品與爐渣，爐渣經(jīng)水淬處理，形成無定型玻璃態(tài)物質(zhì)，可以作為水泥等建材的生產(chǎn)原料，利用焦炭與殘陽極搭配作為還原劑，有利于爐溫的提升與保持；

將熔煉產(chǎn)生的煙氣依次經(jīng)重力除塵、u型管換熱、布袋除塵、石灰-石膏脫硫及濕式靜電除霧除塵器凈化后排放，布袋除塵所產(chǎn)生的細(xì)煙灰委外處置；將重力除塵過程中產(chǎn)生的煙氣通過煙氣導(dǎo)排管部分導(dǎo)入步驟s2中的污泥烘干機(jī)中，聯(lián)合污泥烘干機(jī)燃料燃燒熱風(fēng)一起，對(duì)所述混拌打散后的含銅、含鎳污泥進(jìn)行干燥，煙氣導(dǎo)排管入口裝有風(fēng)量控制閥，可根據(jù)實(shí)際情況自由調(diào)節(jié)熔煉爐煙氣供風(fēng)量，節(jié)約燃料，污泥烘干機(jī)內(nèi)部設(shè)有揚(yáng)料板、擊打鏈條、擊打篦板，加大污泥與煙氣混合程度，污泥烘干機(jī)物料入口溫度控制在450～500℃，物料出口溫度控制在120～150℃，控制干燥物料含水率為40～50％；重力除塵過程中的粗煙灰加入到步驟s1的污泥中。

在本實(shí)施例中，w(步驟s1中污泥)：w(步驟s2、s5加入污泥中的粗煙灰)＝3～5：1，將所述含銅、含鎳污泥與重力除塵過程產(chǎn)生的粗煙灰按照上述比例混合后，進(jìn)行混拌打散，可以使含銅、含鎳污泥充分分散，團(tuán)聚現(xiàn)象基本消失，防止污泥在污泥烘干機(jī)中結(jié)團(tuán)，堵塞烘干機(jī)滾筒，脫水效率顯著提升。

在本實(shí)施例中，步驟s5中，所述熔煉爐經(jīng)水套循環(huán)冷卻水系統(tǒng)連通到暖通系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)中冷卻水出水溫度為70～85℃，所述水套循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中設(shè)有換熱裝置，熔煉爐循環(huán)冷卻水中的熱能經(jīng)交換之后用于步驟s4中所述成品磚料的烘干，暖通系統(tǒng)水溫為60～80℃，這樣既使的水套循環(huán)冷卻水降溫，又可利用熱能加快成品磚料脫水，將磚料養(yǎng)護(hù)周期由7～10天縮短至3～5天。

綜上，該方法將含銅、含鎳污泥與重力除塵過程產(chǎn)生的粗煙灰混合，進(jìn)行混拌打散，物料分散狀況良好，污泥團(tuán)聚現(xiàn)象基本消失，后期脫水效率顯著增加；根據(jù)需要調(diào)節(jié)熔煉爐高溫?zé)煔鈱?dǎo)入量，聯(lián)合污泥烘干機(jī)燃料燃燒熱風(fēng)一起，對(duì)混拌打散后的含銅、含鎳污泥進(jìn)行干燥，解決了當(dāng)前火法工藝處理含銅、含鎳污泥脫水能耗高的問題；將含銅、含鎳污泥與高硅固廢、鐵粉、硫化物固廢混拌后進(jìn)行機(jī)械造塊，使得生產(chǎn)成本大幅降低，同時(shí)很好的滿足后續(xù)熔煉工藝對(duì)物料成分、強(qiáng)度、大小的要求；含銅、含鎳污泥自身具有一定的粘結(jié)性，可以代替黏土成分，使磚料更易成型，且具有一定強(qiáng)度；還原焙燒磁選回收鐵粉在磚料養(yǎng)護(hù)階段氧化放熱，加快磚料脫水，同時(shí)，磚料內(nèi)部的高溫環(huán)境可進(jìn)一步提升磚料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；火法熔煉技術(shù)富集金屬，工藝流程短，金屬回收率高，產(chǎn)生的爐渣為一般工業(yè)固廢，可以作為水泥等建材的生產(chǎn)原料，淬渣水循環(huán)利用，廢水零排放；利用焦炭與殘陽極搭配作為還原劑，有利于爐溫的提升與保持；煙氣凈化采用重力除塵+布袋除塵+石灰-石膏脫硫+濕式靜電除霧除塵，工藝符合產(chǎn)業(yè)政策要求；熔煉爐循環(huán)冷卻水余熱經(jīng)換熱后進(jìn)入暖通系統(tǒng)，用于加快成品磚料的養(yǎng)護(hù)脫水，使養(yǎng)護(hù)周期由7～10天縮短至3～5天；該工藝從整體上實(shí)現(xiàn)了含銅、含鎳污泥低成本、節(jié)能、綠色回收利用。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種含銅、含鎳污泥火法綜合回收利用方法，具體包括以下步驟：步驟S1：將含銅、含鎳污泥進(jìn)行混拌打散；步驟S2：將混拌打散后的含銅、含鎳污泥通過污泥烘干機(jī)進(jìn)行干燥，得到干燥物料；步驟S3：將干燥物料與造渣劑、造锍劑攪拌混合得到混合物料；步驟S4：將混合物料進(jìn)行機(jī)械造塊，并養(yǎng)護(hù)3～5天，獲得成品磚料；步驟S5：將成品磚料與還原劑在1200～1400℃的熔煉爐中進(jìn)行熔煉，得到冰銅、冰鎳和爐渣。本發(fā)明提出的一種含銅、含鎳污泥火法綜合回收利用方法，實(shí)現(xiàn)了含銅、含鎳污泥低成本、節(jié)能、綠色回收利用。

技術(shù)研發(fā)人員：王健;謝樂武;吳永明;劉金海;劉超;霍成立;何占國

受保護(hù)的技術(shù)使用者：陽新鵬富礦業(yè)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2019.06.24

技術(shù)公布日：2019.09.06