一种利用钢铁含油污泥制备铁矿烧结球团粘结剂的方法及粘结剂和应用与流程

本发明涉及一种铁矿烧结粘结剂，具体涉及一种利用钢铁行业冷轧、热轧过程采用化学法处理轧钢含油废水得到的含油污泥来制备铁矿烧结粘结剂的方法，还涉及粘结剂用于铁矿烧结或球团工艺制粒造球，属于固废处理资源化利用领域。

背景技术：

钢铁含油污泥是钢铁行业生产过程中产生的一种产出量大、处理难度高、危害大的固体废弃物。主要在炼钢过程和轧钢过程产生，是一种由水、油、固体颗粒物三相形成的油包水型乳化液，具有成分复杂、粘度高、固液难分离等特性。目前，已被国家列入《危险固体废弃物名录》。

目前国内外对油泥的处理方法主要分为无害化处理技术和资源化处理技术。无害化处理技术主要包括焚烧法、固化法、热解法等，仍会造成二次污染、占用大量土地、不能回收油类物质和尘泥中的有价元素。资源化处理技术主要包括机械分离法、溶剂萃取法、表面活性剂法、超声处理法、微波处理法等，但是这些方法存在处理不彻底、二次污染、无法规模化应用等问题，限制了含油污泥的资源化利用。

铁矿烧结和球团工艺是发展比较完备的生产工艺，将钢铁污泥返回到钢铁生产流程中的烧结或球团工序，能够实现对钢铁污泥的资源化利用，将其中的有价元素进行回收。目前已有报道将高炉瓦斯灰、转炉污泥、电炉除尘灰、烧结尘泥等含铁尘泥利用烧结球团工序实现资源化利用。但是，含油污泥的成分复杂，油含量高，且油污包裹使其表面具有很强的疏水性，对制粒造球具有不利影响，因此，到目前为止鲜有报道将含油污泥直接应用于烧结球团工序。

技术实现要素：

针对目前钢铁行业含油污泥产出量大、无害化处理和资源化利用难度大的问题，本发明的第一个目的是在于提供一种通过催化氧化来使钢铁含油污泥表面具有亲水亲矿性，表现出良好粘结性能的方法，该方法实现了钢铁含油污泥无害化处理，使其有价资源得到充分利用，达到了固体废弃物综合利用的目的。

本发明的第二个目的是在于提供一种铁矿烧结球团粘结剂，该粘结剂容易获得，成本低，具有良好的制粒和造球性能。

本发明的第三个目的是在于提供一种铁矿烧结球团粘结剂的应用，用其制粒和造球能够提高球料或粒料的强度及抗爆裂性能。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种利用钢铁含油污泥制备铁矿烧结球团粘结剂的方法，该方法将钢铁含油污泥进行固液分离i，所得尘泥通过催化氧化处理后，进行固液分离ii，即得。

本发明技术方案基于钢铁含油污泥是由水、油、固体颗粒物三相组成具有成分复杂的特性，首先将钢铁含油污泥进行固液分离预处理，使尘泥含油量降低，再对尘泥进行催化氧化处理，将油性疏水物质通过氧化成溶于水的亲水物质，将其表面的油性有机物去除，同时使尘泥表面活化，使其尘泥表面充分暴露亲水亲矿性质，从而提高尘泥表面粘结性能，使其作为粘结剂返回铁矿烧结成为可能。改性后的尘泥用于铁矿烧结和球团工艺，可以提高制粒和造球性能，实现含油污泥无害化处理、资源化利用，达到了固体废弃物综合利用的目的。

优选的方案，所述固液分离采用离心分离或抽滤分离方式。

优选的方案，所述固液分离i控制尘泥中油含量在5％以下，以提高后续氧化反应效率，减少氧化剂用量，节约成本。

优选的方案，所述催化氧化处理采用双氧水作为氧化剂以及含铁物料作为催化剂。通过双氧水和含铁物料可以构成高级催化氧化体系。

优选的方案，双氧水与尘泥中油含量的质量比例为2:1～6:1。

优选的方案，含铁物料的质量为尘泥质量的5％～10％。

优选的方案，所述含铁物料为轧钢产生的铁皮，铁皮细磨至粒度在0.074mm以下。

优选的方案，所述双氧水的质量百分比浓度为10％～30％。

优选的方案，所述催化氧化处理的条件：液固比为1～2ml:1g，搅拌速率为100～300r/min，ph为2～4，温度为20℃～80℃，时间为30min～60min。优选的反应条件下以保证催化氧化反应的顺利发生，并且具有较快的反应速率，减少反应时间和氧化剂的消耗的优点。本发明的催化氧化处理过程为将尘泥与双氧水及含铁物料按1～2ml:1g混合，在100～300r/min搅拌作用下，在20℃～80℃的温度、ph为2～4的条件下氧化30min～60min，固液分离。

优选的方案，所述钢铁含油污泥为钢铁企业冷轧、热轧过程采用化学法处理轧钢含油废水得到的产物。一般难以被铁矿烧结直接利用的钢铁含油污泥原料都可以采用本发明技术方案进行预处理，以获得可以直接用于铁矿烧结的粘结剂。

本发明提供了一种铁矿烧结球团粘结剂，其由所述方法制备得到。

本发明还提供了一种铁矿烧结球团粘结剂的应用，将其应用于烧结球团工艺中制粒造球。

与已有技术比较，本发明技术方案的优点体现在：

1)本发明对钢铁含油污泥进行了固液分离预处理，针对性地降低分离后尘泥中的含油量，有效降低了后续催化氧化过程中氧化剂的消耗量，节约了成本。

2)本发明将轧钢产生的铁皮作为氧化反应的催化剂使用，不但提高了氧化反应速率，改善氧化效果，同时可以对铁皮有价金属实现回收，达到以废治废的效果。

3)本发明将钢铁含油污泥通过催化氧化的方法进行表面改性处理，不但可以将其表面包裹的油污去除，而且可以活化其表面的亲水亲矿性，得到粘结性能良好的浆状物料，可用于铁矿烧结或球团工艺提高制粒或成球性能，同时实现其有价金属的回收，实现固体废弃物资源化利用。

附图说明

图1为催化氧化提高钢铁含油污泥粘结性能的方法的工艺流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除有特别说明，本发明中用到的各种试剂、原料均为可以从市场上购买的商品或者可以通过公知的方法制得的产品。

对比实施例1

将油泥分离后，不经过催化氧化，直接加到磁铁矿中，配加10％的污泥，混匀后压制成直径10mm、高度10mm的圆柱体团块，检测团块的抗压强度为19.5n/个、落下强度为1.1次/(0.5m·个)、450℃爆裂比例为32％。

实施例1

将含油污泥进行机械分离，控制分离后尘泥中的油含量为5％，对分离后的固相尘泥用双氧水进行氧化处理，双氧水中h2o2含量为30％，双氧水添加量与分离后固相尘泥质量之比为2:1，添加粒度细磨至0.074mm以下的铁皮到尘泥，添加量为5％，在300r/min搅拌作用下，在20℃的温度、ph为2的条件下氧化60min，然后再次进行机械分离。分离后的尘泥配加到磁铁矿中，配加比例为10％，将物料混合均匀后压制成直径10mm、高度10mm的圆柱体团块，检测团块的抗压强度提高到27.7n/个、落下强度提高到4.9次/(0.5m·个)、450℃爆裂比例减少至5％。

实施例2

将含油污泥进行机械分离，控制分离后尘泥中的油含量为5％，对分离后的固相尘泥用双氧水进行氧化处理，双氧水中h2o2含量为10％，双氧水添加量与分离后固相尘泥质量之比为6:1，添加粒度细磨至0.074mm以下的铁皮到尘泥，添加量为10％，在100r/min搅拌作用下，在80℃的温度、ph为4的条件下氧化30min，然后再次进行机械分离。分离后的尘泥配加到磁铁矿中，配加比例为10％，将物料混合均匀后压制成直径10mm、高度10mm的圆柱体团块，检测团块的抗压强度提高到28.9n/个、落下强度提高到6.3次/(0.5m·个)、450℃爆裂比例减少至4％。

实施例3

将含油污泥进行机械分离，控制分离后尘泥中的油含量为3％，对分离后的固相尘泥用双氧水进行氧化处理，双氧水中h2o2含量为20％，双氧水添加量与分离后固相尘泥质量之比为4:1，添加粒度细磨至0.074mm以下的铁皮到尘泥，添加量为8％，在200r/min搅拌作用下，在50℃的温度、ph为3的条件下氧化40min，然后再次进行机械分离。分离后的尘泥配加到磁铁矿中，配加比例为5％，将物料混合均匀后压制成直径10mm、高度10mm的圆柱体团块，检测团块的抗压强度提高到41.0n/个、落下强度提高到5.6次/(0.5m·个)、450℃爆裂比例减少至2％。

表1催化氧化工艺条件

表2催化氧化对团块质量的影响