一种资源化再利用生产钢渣水泥的装置及工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域，涉及一种资源化再利用生产钢渣水 泥的装置及工艺。
【背景技术】
[0002] 随着我国钢铁产业的不断发展，钢渣的产量也不断增加。2001年我国钢渣产生量 约1600万吨，到了 2006年，钢渣产量达到5028万吨，而钢渣利用率仅为10%左右。如此大 量的钢渣若直接填埋或倾倒在钢厂周围，不仅占用大量土地资源，还会污染环境。为提高废 渣的利用率和再利用价值，近年来国内外的生产企业十分注重废渣再利用技术的研究，积 极探索利用量大、附加值高的废渣利用新途径以促进经济社会与环境协调发展。同时，随着 我国经济的快速发展，有色金属、电镀、化工、印染、矿业等行业，每年都要排放大量的含重 金属离子的废水，其排入环境后，不能被微生物所降解，只能长期不断的累积，最终流向食 物链顶端的生物，尤其是人类，由此引发的各类病症严重威胁着我们的生命安全。
[0003] 国内已有报道显示可以将钢渣作为吸附剂处理含重金属离子废水，但都集中在研 究钢渣处理重金属废水的各项操作参数的优化，如：钢渣的最佳投加量、最佳粒径、最适合 的反应时间、搅拌速度等。还有一些报道也都是在探讨钢渣去除水中重金属离子的机理，并 未见有相关对处理重金属废水的钢渣回收和处置方式方面的研究。
[0004] 钢渣在处理重金属废水的过程中，重金属离子吸附在钢渣表面，最终钢渣和重金 属以沉淀的形式被去除，而对沉淀产物的有效回收及处置是处理工艺的重要步骤，这也是 目前未能解决的一项难题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于解决吸附重金属后的钢渣大量堆放、难以处置的问题，提供了 一种将废钢渣变废为宝，资源化再利用生产钢渣水泥的装置及工艺。
[0006] 本发明的技术方案具体包括：
[0007] -种资源化再利用生产钢渣水泥的装置，所述装置包括储水槽（1)、蠕动泵（2)、 吸附柱（3)、污泥泵（4)、干燥箱（5)和混合机（6)，上述装置依次相连。
[0008] 所述储水槽（1)与蠕动泵（2)之间安装调节阀，用于调节储水槽（1)中重金属废 水7的流速；蠕动泵（2)与吸附柱（3)塔底连接，连接处安装调节阀，用于调节流经的重金 属废水流速；吸附柱（3)与污泥泵（4)之间安装调节阀，用于调节经废水吸附后的钢渣的流 速；所述吸附柱（3)塔顶连接管道，管道出口处安装调节阀，用于调节吸附后的废水9的流 速。
[0009] 一种资源化再利用生产钢渣水泥的工艺，是将经废水吸附后的钢渣，与硅酸盐水 泥、石膏按比例混合，放入混合机中搅拌制成钢渣水泥；
[0010] 所述钢渣为吸附有重金属离子的钢渣微粉，
[0011] 所述钢渣水泥由钢渣微粉、硅酸盐水泥、石膏按以下质量百分比复合配制而成：
[0012] 钢渣微粉：5%-55%
[0013] 硅酸盐水泥：40 % -90 %
[0014] 石膏：2%-5%。
[0015] 优选方案：
[0016] 钢渣微粉：10%
[0017] 硅酸盐水泥：85%
[0018] 石膏：5%。
[0019] 所述吸附有重金属离子的钢渣微粉，重金属离子包括铅（Pd)、汞（Hg)、镉（Cd)、铬 (Cr)、砷（As)、铜（Cu)、银（Ag)、锌（Zn)、铁（Fe)、镍（Ni)、钴（Co)、钒（V)、铊（Tl)、锰（Mn)、 钨（W)、钥（Mo)、金（Au)、锡（Sn)、硒（Se)金属离子。
[0020] 上述工艺，具体包括以下步骤：
[0021] 将储水槽（1)中的重金属废水（7)经蠕动泵（2)从吸附柱塔底流入装有钢渣（8) 的吸附柱（3)中，吸附后的废水（9)由塔顶排出，吸附有重金属离子的钢渣微粉经污泥泵 (4)经干燥箱（5)干燥，干燥后再与硅酸盐水泥、石膏按比例混合，放入混合机（6)中经机械 搅拌制成钢渣水泥（10)。
[0022] 所述的钢渣为经过磁选除铁处理后，粉磨制成的转炉钢渣微粉。
[0023] 吸附有重金属离子的钢渣微粉经干燥箱中30°C _120°C下烘lh_8h。
[0024] 原理说明：
[0025] 钢渣作为吸附剂在处理重金属废水时，反应初期会产生絮状沉淀，随着反应的进 行，絮状沉淀物逐渐沉降在钢渣表面的微孔中，溶液变得清澈，吸附反应后的钢渣依然具有 良好的固液分离性，经干燥处理后，反应过程中产生的金属氢氧化物沉淀以氧化物的形式 聚集在钢渣表面，且不易溶出。由于钢渣和水泥熟料都具有较好的胶凝性能，在水泥的水化 过程中，重金属可能同OH-或硅酸盐结合成钙的盐类，吸附在比表面积较高的C-S-H粒子 上，进入晶体结构中，并不易溶出。
[0026] 本发明与现有技术相比，其显著优点是：
[0027] (1)本发明是对钢渣的二次利用，先利用钢渣作为水处理剂，去除水中的重金属离 子。再利用钢渣本身具有的与水泥熟料相似的矿物成分，将吸附重金属离子后的钢渣制成 钢渣水泥。
[0028] (2)制成的钢渣水泥抗压强度3天彡17Mpa，28天彡35Mpa且制成的钢渣水泥重金 属溶出浓度小于国家标准中规定的重金属离子溶出浓度。
[0029] (3)解决了处理重金属废水后钢渣难以处置的问题，消除了对环境的污染，同时 大大降低了水泥生产制造的成本，节约了能源，因此，本发明具有良好的环保效益和经济效 Mo
【附图说明】
[0030] 图1为资源化再利用生产钢渣水泥的工艺路线示意图。
[0031] 图2为吸附有重金属离子铅的钢渣的粒度分布图。
[0032] 图3为实施例2和3中制成的钢渣水泥水化3天的放热速率图。
[0033] 图4为实施例2和3中制成的钢渣水泥水化3天的放热量图。
【具体实施方式】
[0034] 一种资源化再利用生产钢渣水泥的工艺，是将经废水吸附后的钢渣，与硅酸盐水 泥、石膏按比例混合，放入混合机中搅拌制成钢渣水泥；
[0035] 所述钢渣为吸附有重金属离子的钢渣微粉，
[0036] 所述钢渣水泥由钢渣微粉、硅酸盐水泥、石膏按以下质量百分比复合配制而成：
[0037] 钢渣微粉：5%-55%
[0038] 硅酸盐水泥：40 % -90 %
[0039] 石膏：2%-5%。
[0040] 优选方案：
[0041] 钢渣微粉：10%
[0042] 硅酸盐水泥：85%
[0043] 石膏：5%。
[0044] 所述吸附有重金属离子的钢渣微粉，重金属离子包括铅（Pd)、汞（Hg)、镉（Cd)、铬 (Cr)、砷（As)、铜（Cu)、银（Ag)、锌（Zn)、铁（Fe)、镍（Ni)、钴（Co)、钒（V)、铊（Tl)、锰（Mn)、 钨（W)、钥（Mo)、金（Au)、锡（Sn)、硒（Se)金属离子。
[0045] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
[0046] 实施例1 :
[0047] 如图1所示，一种资源化再利用生产钢渣水泥的装置，所述装置包括储水槽1、蠕 动泵2、吸附柱3、污泥泵4、干燥箱5和混合机6,上述装置依次相连。所述储水槽1与蠕动 泵2之间安装调节阀，用于调节储水槽1中重金属废水7的流速；蠕动泵2与吸附柱3塔底 连接，连接处安装调节阀，用于调节流经的重金属废水流速；吸附柱3与污泥泵4之间安装 调节阀，用于调节经废水吸附后的钢渣的流速；所述吸附柱3塔顶连接管道，管道出口处安 装调节阀，用于调节吸附后的废水9的流速。
[0048] 一种资源化再利用生产钢渣水泥的工艺，具体包括以下步骤：将储水槽1中的重 金属废水7经蠕动泵2从吸附柱塔底流入装有钢渣8的吸附柱3中，吸附后的废水9由塔顶 排出，吸附有重金属离子的钢渣微粉经污泥泵4经干燥箱5干燥，干燥后再与硅酸盐水泥、 石