利用城市生活垃圾焚烧飞灰制备烧结矿的方法
【专利摘要】本发明提供了一种利用城市生活垃圾焚烧飞灰制备烧结矿的方法，其包括如下步骤：将飞灰、水和辅料混合均匀后，得到混合料；将所述混合料与铁矿粉、熔剂、燃料、返矿和水进行混合，得到烧结料；将所述烧结料在1000～1100℃的点火温度下进行烧结，得到烧结矿；其中，所述辅料包括高炉瓦斯灰、转炉尘泥、硫酸渣中的至少一种。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：可有效利用飞灰中的有价组分，例如CaO、Fe2O3、MgO、Al2O3等，利用飞灰调整烧结矿的成分与性能；2、可有效利用飞灰中的氯化物，国内烧结矿通常要配加CaCl2以改善其低温粉化性能。
【专利说明】
利用城市生活垃圾焚烧飞灰制备烧结矿的方法
技术领域
[0001]本发明属于危废处理和冶金工程技术领域，特别涉及一种大批量无害化处理城市生活垃圾焚烧飞灰的烧结矿利用方法。
【背景技术】
[0002]随着我国居民生活水平的提高，城市垃圾城市垃圾的排放量以10%以上的增长率逐年递增。目前，我国已成为世界上垃圾堆存污染最严重的国家之一，城市生活垃圾的累积堆存量已达80亿吨，城市垃圾快速增长问题已成为困扰中国未来可持续发展的难题之一。焚烧处理作为城市垃圾高效处理手段之一，因其无害化、减量化显著等优点己成为当今发达国家广泛采用的城市垃圾处理技术。随着焚烧技术的日益推广，我国垃圾焚烧处理工厂及设施的数量正在逐年增加，但其焚烧产生的飞灰由于含有二噁英、重金属和氯化物等，在很大程度上限制了其资源化利用或无害化处理。特别是垃圾分离处理技术在我国尚未推广普及，飞灰中的二噁英、重金属和氯化物等污染组元含量高且不稳定，实现利用或无害化处理的难度更大。
[0003]我国是世界第一产钢大国，钢铁冶金行业的装备、工艺、技术水平整体上已达到世界先进水平。随着我国粗钢产量的快速增长，钢铁冶金行业面临着严峻的资源、能源和环境压力。近年来，我国钢铁企业在重视钢铁产品的品种开发和质量提升的基础上，更专注于节能减排技术的开发与应用，取得显著成效，但仅仅专注于自身的节能减排是不够的，具有一定的局限性，还应该代表我国钢铁行业承担更多的环保责任和社会职能，将钢铁企业真正融入到循环经济的大产业链中。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种城市生活垃圾焚烧飞灰的烧结矿利用方法。该方法利用高温冶金反应器良好的动力学条件和钢铁企业现代化的环保装备与技术实现城市垃圾焚烧飞灰的资源化利用与无害化处理，解决其堆放所带来的占用土地资源以及相关的环境污染问题，从而减轻城市的环境负荷。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0006]—种利用城市生活垃圾焚烧飞灰制备烧结矿的方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0007]将飞灰、水和辅料混合均匀后，得到混合料；
[0008]将所述混合料与铁矿粉、熔剂、燃料、返矿和水进行混合，得到烧结料；
[0009]将所述烧结料在1000?1100°C的点火温度下进行烧结，得到烧结矿；
[0010]其中，所述辅料包括高炉瓦斯灰、转炉尘泥、硫酸渣中的至少一种。
[0011]作为优选方案，所述辅料中各组分的重量百分数分别为:
[0012]高炉瓦斯灰:O?100%;
[0013]转炉尘泥:O?100%;
[0014]硫酸渣:O ?100%。
[0015]作为优选方案，所述混合料中还包含稳固剂和胶粘剂。
[0016]作为优选方案，所述烧结料的制备中，混合料、铁矿粉、熔剂、燃料、返矿的加量分别为原料总重量的3?15%、30?70%、3?15%、3?5%和10?25%。
[0017]作为优选方案，所述熔剂为生石灰、石灰石、白云石、蛇纹石中的至少一种，所述燃料为煤粉，所述返矿为热返矿或冷返矿。
[0018]作为优选方案，所述煤粉为无烟煤和/或焦粉。
[0019]作为优选方案，所述烧结过程中，烧结混合料的铺料料层厚度为500?750mm。
[0020]作为优选方案，所述烧结矿二元碱度为1.8?2.2。
[0021]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0022]1、可有效利用飞灰中的有价组分，例如CaO、Fe 203、MgO、A1203等；
[0023]2、可有效利用飞灰中的氯化物，以改善其低温粉化性能；
[0024]3、可有效消解飞灰中的二噁英组分，可将飞灰中高毒性当量二恶英组分；
[0025]4、可有效控制飞灰中的重金属元素污染，部分重金属元素挥发进入烧结烟气和高炉煤气中，由现有的环保装备进行回收和处理;部分重金属元素进入高炉渣中，经过稀释、水淬固化实现其无害化处理；
[0026]5、处理量足够大，以1000万吨产量钢铁企业为例，如以I %的飞灰配入量(占烧结矿的质量百分含量)计算，每年可处理飞灰15万吨以上。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0028]实施例1
[0029]本实施例提供了一种利用城市生活垃圾焚烧飞灰制备烧结矿的方法，具体包括如下步骤:
[0030]一、混合料:将物料按照重量百分数比为飞灰10%、胶粘剂20 %和水70 %混合，并室温养护20小时，得到混合料；
[0031 ] 二、烧结料:将铁矿粉70%、生石灰3%、石灰石I %、煅烧白云石2%、煤粉5%、返矿13 %、乳钢皮I %及与步骤一中制得的混合料5 % 一起混匀，得到烧结料；
[0032]三、烧结:将步骤二中的烧结料铺于烧结机台车上进行烧结，检测烧结矿的各项性能指标。其中，铺料料层厚度为700mm，烧结点火温度为1100°C。
[0033]烧结试验表明，与没有添加垃圾焚烧飞灰的烧结矿相比，烧结矿转鼓强度指数提高0.1个百分点，成品率提高1.6个百分点，烧结矿低温还原粉化率下降1.3个百分点，还原度提高2.28个百分点。
[0034]实施例2
[0035]一、混合料:将物料按照重量百分数比为水20%，飞灰20%，粘结剂60%进行混合，并在室温下养护24小时，得到混合料；
[0036]二、烧结料:将铁矿粉50%、转炉尘泥20%，生石灰3%、石灰石I %、煅烧白云石2%、煤粉5%、返矿13%、乳钢皮I %及与步骤一中制得的混合料5%—起混匀，得到烧结料；
[0037]三、烧结:将步骤二中的烧结料铺于烧结机台车上进行烧结，检测烧结矿的各项性能指标。其中，铺料料层厚度为700mm，烧结点火温度为1100°C。
[0038]烧结试验表明，与没有添加垃圾焚烧飞灰的烧结矿相比，烧结矿转鼓强度指数提高0.1个百分点，成品率提高1.6个百分点，烧结矿低温还原粉化率下降1.3个百分点，还原度提高2.28个百分点。
[0039]实施例3
[0040]一、混合料:将物料按照重量百分数比为物料的重量配比为:水20%，飞灰20%，粘结剂60 %进行混合，并在室温下养护24小时，得到混合料；
[0041 ] 二、烧结料:将铁矿粉50 %、转炉尘泥1 %，硫酸渣1 %，生石灰3 %、石灰石I %、煅烧白云石2 %、煤粉5 %、返矿13 %、乳钢皮I %及与步骤一中制得的混合料5 % —起混匀，得到烧结料；
[0042]三、烧结:将步骤二中的烧结料铺于烧结机台车上进行烧结，检测烧结矿的各项性能指标。其中，铺料料层厚度为700mm，烧结点火温度为1100 V。
[0043]实施例4
[0044]一、混合料:将物料按照重量百分数比为物料的重量配比为:水20%，飞灰20%，硫酸渣60 %进行混合，并在室温下养护24小时，得到混合料；
[0045]二、烧结料:将铁矿粉60%、生石灰3%、石灰石I %、煅烧白云石2%、煤粉5%、返矿13 %、乳钢皮I %及与步骤一中制得的混合料15 % 一起混匀，得到烧结料；
[0046]三、烧结:将步骤二中的烧结料铺于烧结机台车上进行烧结，检测烧结矿的各项性能指标。其中，铺料料层厚度为700mm，烧结点火温度为1100 V。
[0047]实施例5
[0048]一、混合料:将物料按照重量百分数比为物料的重量配比为:水30%，飞灰20%，高瓦斯灰50 %进行混合，并在室温下养护24小时，得到混合料；
[0049]二、烧结料:将铁矿粉70%、生石灰3%、石灰石I %、煅烧白云石2%、煤粉5%、返矿15 %、乳钢皮I %及与步骤一中制得的混合料3 % 一起混匀，得到烧结料；
[0050]三、烧结:将步骤二中的烧结料铺于烧结机台车上进行烧结，检测烧结矿的各项性能指标。其中，铺料料层厚度为700mm，烧结点火温度为1100 V。
[0051 ] 实施例6
[0052]一、混合料:将物料按照重量百分数比为物料的重量配比为:水30%，飞灰30%，转炉尘泥40 %进行混合，并在室温下养护24小时，得到混合料；
[0053]二、烧结料:将铁矿粉55%、生石灰3%、石灰石3%、煅烧白云石3%、煤粉5%、返矿17%,乳钢皮5 %及与步骤一中制得的混合料9 % 一起混匀，得到烧结料；
[0054]三、烧结:将步骤二中的烧结料铺于烧结机台车上进行烧结，检测烧结矿的各项性能指标。其中，铺料料层厚度为700mm，烧结点火温度为1100 V。
[0055]综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
【主权项】
1.一种利用城市生活垃圾焚烧飞灰制备烧结矿的方法，其特征在于，包括如下步骤: 将飞灰、水和辅料混合均匀后，得到混合料； 将所述混合料与铁矿粉、熔剂、燃料、返矿和水进行混合，得到烧结料； 将所述烧结料在100?1100 0C的点火温度下进行烧结，得到烧结矿； 其中，所述辅料包括高炉瓦斯灰、转炉尘泥、硫酸渣中的至少一种。2.如权利要求1所述的利用城市生活垃圾焚烧飞灰制备烧结矿的方法，其特征在于，所述辅料中各组分的重量百分数分别为: 高炉瓦斯灰:O?100%; 转炉尘泥:O?100%; 硫酸渣:O?100 %。3.如权利要求1所述的利用城市生活垃圾焚烧飞灰制备烧结矿的方法，其特征在于，所述混合料中还包含稳固剂和胶粘剂。4.如权利要求1所述的利用城市生活垃圾焚烧飞灰制备烧结矿的方法，其特征在于，所述烧结料的制备中，混合料、铁矿粉、熔剂、燃料、返矿的加量分别为原料总重量的3?15%、30?70%、3?15%、3?5%和 10?25%。5.如权利要求1或4所述的利用城市生活垃圾焚烧飞灰制备烧结矿的方法，其特征在于，所述熔剂为生石灰、石灰石、白云石、蛇纹石中的至少一种，所述燃料为煤粉，所述返矿为热返矿或冷返矿。6.如权利要求5所述的利用城市生活垃圾焚烧飞灰制备烧结矿的方法，其特征在于，所述煤粉为无烟煤和/或焦粉。7.如权利要求1所述的利用城市生活垃圾焚烧飞灰制备烧结矿的方法，其特征在于，所述烧结过程中，烧结混合料的铺料料层厚度为500?750_。8.如权利要求1所述的利用城市生活垃圾焚烧飞灰制备烧结矿的方法，其特征在于，所述烧结矿二元碱度为1.8?2.2。
【文档编号】B09B3/00GK106011459SQ201610390089
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】杨敏, 魏恒, 封羽涛, 刘百臣, 贾谊, 童敏, 闵义, 史培阳, 姜茂发
【申请人】宝钢发展有限公司