一种重金属污泥无害化处理及资源化利用方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于工业危险废弃物处理领域，尤其设及一种重金属污泥无害化处理及资 源化利用方法。
【背景技术】
[0002] 近年来我国经济高速发展，城市化进程加快，但粗放型的经济发展模式造成了资 源短缺、环境污染等一系列问题，严重影响了经济、生态的可持续发展。因此，将传统经济发 展中"经济一产品一废物排放"运一线性物流模式改造成为"资源一产品一再生资源"的物 资循环模式，从而实现可持续发展，具有非常重要的现实意义。
[0003] 重金属污泥中由于含有加、化、41、化等多种重金属离子，具有潜在的开采价值。重 金属污泥的处理技术从最初的简单填埋、焚烧处置到系统地从中回收各种金属，污泥的综 合利用从消纳性的无害化处理已提高到资源良性循环的新水平。烙炼法冶炼重金属污泥， 能够彻底解决重金属污泥的金属污染问题，可W实现"零排放"，金属回收率高，从环境保护 方面讲，烙炼法是值得推广的清洁生产工艺。
[0004]
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供了一种环保节能、经济效 益好、重金属回收率高的重金属污泥无害化处理及资源化利用方法。
[0006] 本发明采用的技术方案为：一种重金属污泥无害化处理及资源化利用方法，包括 W下步骤：
[0007] 1)将重金属污泥调制成含水率为92 %~95 %的泥浆，向泥浆中加入占重金属污泥 重量3~5%的重金属稳定剂，揽拌混合均匀；
[000引其中，重金属稳定剂由W下重量份的组分混合而成:火山石粉5~10份，石灰石粉 10~20份，氧化巧5~10份，丙締酷胺3~5份，聚合氯化侣25~30份W及重金属馨合剂3~5 份；
[0009] 2)将稳定后的泥浆累入隔膜式板框压滤机，在1.2~1.5MPa压力下脱水30~ 40min；
[0010] 3)将脱水后的泥浆在600~750°C下干燥30~40min，使其含水率下降至15 %~ 20% ；
[0011] 4)向干燥后的重金属污泥中渗入娃酸盐水泥，然后将渗有娃酸盐水泥的重金属污 泥加压制得砖型物料;其中，所述娃酸盐水泥的重量为重金属重量的4%~7% ;
[0012] 5)在烙剂和还原剂存在的条件下，将制得的砖型物料在1250~1300°C下进行还原 烙炼，将所述重金属污泥中的金属氧化物还原；其中，还原剂为炭精，炭精燃烧时放出的热 量足W使砖型物料烙化，同时形成还原气氛;砖型物料和烙剂的重量比为100:5-8;
[0013] 6)分离金属与料渣，并处理重金属污泥在干燥及还原烙炼过程产生的废气。
[0014] 在上述技术方案中，重金属稳定剂可将重金属稳定在污泥中，在进行污泥的压滤 时，可有效减少进入压滤废水中的重金属的量;特别是，重金属稳定剂中加入比表面积大的 火山石粉后，显著提高了重金属稳定剂对重金属的稳定效果;石灰石不仅可W在步骤1)和 步骤2)用于稳定重金属，还可在还原烙炼步骤中起到稳定重金属，减少重金属向飞灰、烟气 中的迁移的作用。
[0015] 优选地，所述重金属稳定剂由W下重量份的组分混合而成:火山石粉3份，石灰石 粉15份，丙締酷胺4份，聚合氯化侣28份W及重金属馨合剂4份。
[0016] 优选地，所述重金属馨合剂基本骨架为聚乙締亚胺，其分子量为50000~100000。 更优选地，所述重金属馨合剂的分子量为80000。
[0017] 优选地，所述娃酸盐水泥中渗有占娃酸盐水泥总重量3%的硫酸钢W及占娃酸盐 水泥总重量3%的十二烷基苯横酸钢。
[0018] 十二烷基苯横酸钢和硫酸钢的加入不仅可W改善水泥的性能，降低水泥工业能耗 和设备损耗；同时发明人发现在还原烙炼时，硫酸钢的存在还有助于提高石灰石对重金属 的吸附能力，减少重金属向飞灰、烟气中的迁移。
[0019] 优选地，所述烙剂为石灰石、碎玻璃和棚砂的混合物，其中，石灰石、碎玻璃和棚砂 的重量比为6:2:0.2。
[0020] 优选地，所述重金属污泥为含铜、含儀重金属污泥。
[0021] 优选地，所述步骤5)中的还原烙炼在烙炼炉中进行，还原剂、砖型物料和烙剂通过 貸斗提升机轮流加入到烙炼炉中，自上而下运行，烙炼炉底部风口为烙化区，炉料到达风口 区烙化，空气Wl6m/s的速度经风口鼓入，在风口区使炭精燃烧，产生高溫，高溫炉气自下而 上运行，与炉料逆向运行，进行热交换，使炉料逐渐受热而完成各种冶炼过程，从而得到冶 炼产物，风口区烙炼的炉料经炉缸沉降，料渣和金属澄清分离，料渣从出渣口阶段性放出水 泽，金属从出料口阶段性放出诱铸成块。
[0022] 优选地，所述步骤1)中，通过重金属废水将重金属污泥调制成含水率为92%~ 95%的泥浆。
[0023] 优选地，所述步骤3)中的干燥在回转式干燥机中进行，从烙炼炉顶部排出的烟气 进入回转式干燥机，回转式干燥机产生的尾气采用多管除尘器及布袋除尘器处理，去除其 中的重金属烟尘后，再经旋流式脱硫塔脱硫处理后高空排放。
[0024] 优选地，所述多管除尘器及布袋除尘器收集下来的烟尘返回制砖后再返回还原烙 炼系统;旋流式脱硫塔中循环使用的碱液更换时排入污泥渗漏液收集池，与污泥渗漏液一 同处理。
[0025] 相对于现有技术，本发明的有益效果为：
[0026] 1)本发明先采用压滤机对重金属污泥脱水后，再对污泥进行干燥处理，降低了污 泥干燥的能耗，解决了重金属污泥处理能耗高、经济效益差的问题；
[0027] 2)本发明通过向重金属污泥中加入重金属稳定剂可将重金属稳定在污泥中，在进 行污泥的压滤时，可有效预防重金属进入压滤废水中；
[0028] 3)本发明的方法具有条件易于控制、适用性强、操作简单等优点，同时可有效地回 收有价重金属，减少重金属对环境的危害，实现资源化利用；
[0029] 4)本发明的方法处理后的重金属污泥体积变小，解决了重金属污泥固化/稳定化 处理占地较大的问题，为环境友好型的处理方法；同时该方法产生的料渣可用作建筑材料， 有利于料渣的资源化再生利用。
【附图说明】
[0030] 图1为本发明的重金属污泥无害化处理及资源化利用方法的流程图；
[0031] 图2为本发明的重金属污泥无害化处理及资源化利用方法的流程框图。
【具体实施方式】
[0032] 为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明 作进一步说明。
[0033] 如图1和图2所示，本发明的重金属污泥无害化处理及资源化利用方法，包括W下 步骤：
[0034] S1、将重金属污泥调制成含水率为92 %~95 %的泥浆，向泥浆中加入占重金属污 泥重量3~5 %的重金属稳定剂，揽拌混合均匀；
[0035] 其中，重金属稳定剂由W下重量份的组分混合而成:火山石粉5~10份，石灰石粉 10~20份，氧化巧5~10份，丙締酷胺3~5份，聚合氯化侣25~30份W及重金属馨合剂3~5 份；
[0036] 所述重金属污泥为含铜、含儀重金属污泥。关于泥浆调制用水在此优选重金属废 水，重金属稳定剂不仅可W稳定重金属污泥中的重金属，还可W将重金属废水中的部分重 金属固定在污泥中，从而提高重金属污泥中的重金属含量，提升污泥的开采利用价值。优选 地，重金属稳定剂由W下重量份的组分混合而成:火山石粉3份，石灰石粉15份，丙締酷胺4 份，聚合氯化侣28份W及重金属馨合剂4份。优选地，所述重金属馨合剂基本骨架为聚乙締 亚胺，其分子量为50000~100000。优选地，揽拌混合均匀后，稳定8~15h。
[0037] S2、将稳定后的泥浆累入隔膜式板框压滤机，在1.2~1.5M化压力下脱水30~ 40min;脱水之后的泥浆的含水率低于50% ;
[0038] 脱水后形成的污泥压滤液可W回用，它可W继续用作泥浆调制用水，也可W将其 用于本发明实施过程中其他需要用水的设备或步骤中，具体可为:炉渣泽渣用水、烙炼炉循 环冷却补充水等。如未特别说明，本发明中的炉渣即料渣。
[0039] S3、将脱水后的泥浆在600~750°C下干燥30~40min，使其含水率下降至15%~ 20% ；
[0040] 本发明对干燥方法和干燥设备没有特殊限制，只要能使干燥后的污泥含水率下降