一种铬渣制砖工艺的制作方法
【专利摘要】一种工艺简单、铬渣解毒效果理想，成本低，并能够实现以废治废，产出高附加值建筑材料的铬渣制砖工艺，制砖时铬渣、高炉渣、高炉灰、干煤灰、观音土、木纤维颗粒、水玻璃、亚硫酸钠、水的按照重量比大致为25:10：10：10：30：2：2：1：10。
【专利说明】
一种铬渣制砖工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种铬渣制砖工艺，具体的，涉及一种铬渣解毒和制砖同时进行的工
-H-
O
【背景技术】
[0002]近年来，金属铬和铬盐在电镀、铸造、化工、冶金、皮革制造及航空航天等行业中作为工业原料被广泛应用，其需求量也是与日倶增，其在工业生产过程中产生的铬渣对环境造成严重污染，铬渣主要是指铬化合物生产应用中产生的含Cr(VI)的废渣，既包括铬化合物工业生产过程中将铬铁矿与纯碱(或苛性钠)按一定比例混合后进行高温焙烧(或液相氧化)反应，并将铬酸盐浸取分离后得到的含Cr(VI)的残渣，又包括在钢铁、有色、化工、电镀、鞣革等工业应用过程中，因采用含铬原料进行加工处理而产生的含Cr(VI)的废渣。目前，我国每年都要排出十万吨计铬渣，经济发展30年，存积量已达500万吨之巨。铬渣的主要化学成分大致为:二氧化硅4?30%，氧化铝占5?10%，氧化钙占26?44%，氧化镁占8?36%，氧化铁占2?11 %，六氧化二络和重络酸钠占I?2 %等。络渣中含有的六氧化二络和重络酸钠中的铬均以六价铬Cr(VI)的形态存在，而Cr(VI)属于剧毒物质，具有高致癌性，含铬废物被我国列入《国家危险废物名录》。铬的形态常见有铬(III)和铬(VI)，铬(III)常以难溶氢氧化物的形态存在，低毒或微毒，流动性小，铬(VI)属剧毒性物质，流动性强，比铬(III)更容易迀移，如果长期露天堆放，铬渣中的Cr(VI)经过雨露浸淋进入地表水或地下水，会严重污染水源和土壤，对环境会带来灾难性后果，不但会使人体致癌，还会影响动、植物生长，所以我们需要对铬渣进行解毒处理。
[0003]铬渣解毒方式有很多种，例如干式解毒法、湿式解毒法、固化隔离法、高温融熔法、中低温解毒法及埋藏法等等。其中，干式解毒法指的是主要利用煤粉在高温下产生一氧化碳等还原性气体将Cr(VI)还原为Cr(III)或Cr(O)从而达到解毒的目的，在干式解毒法中，使用了大量的其他原料，如铁矿石、瓷土、粘土、石灰石、水泥等等，而铬渣本身却只占少量成分，也就是说，实际上干式解毒后之后如何对资源再利用成为新的挑战，不然是对资源的一种浪费;湿式解毒法主要指的是化学处理法，如硫酸亚铁-石灰法、亚硫酸盐还原法、钡盐法等，之后又发展了铁氧体法、离子交换法、活性炭法、电解法、螯合法等物化结合的方法等，大致是以碱性溶液或者水溶液为载液，用还原剂将铬渣中的Cr(VI)还原为Cr(III)或沉淀为难溶物，从而达到解毒的目的，但是湿式解毒法吃渣量小，解毒后的低毒残渣以及残留大量水溶盐需另行堆存或处理，这也是解毒之后所面临的新的挑战，还原后的Cr(III)长期露天堆放，还很容易又被氧化为Cr(VI)而返黄，影响解毒效果。
[0004]现有技术中，兴起一种利用生物质还原法进行铬渣的解毒，这种方法因为较少引入新的资源，而是利用废弃垃圾，以废治废，成本低廉而有效果，不但实现铬渣的有效利用，而且还能处理废弃垃圾。
[0005]本发明要研究的课题是如何低成本的提供一种铬渣解毒和制砖同时进行的工艺。
【发明内容】
[0006]鉴于上述技术问题，本发明目的在于提供一种工艺简单、铬渣解毒效果理想，成本低，并能够实现以废治废，产出高附加值建筑材料的铬渣制砖工艺。
[0007]具体的，本发明提供一种铬渣制砖工艺，其特征在于包括如下步骤:(I)初选铬渣、高炉渣、高炉灰、干煤灰、观音土，将它们碾碎至40?100目后混合，并加入木纤维颗粒、水玻璃、以及少量的亚硫酸钠并注水搅拌均匀，然后用压模机压模成型，传送至切割线切割成砖坯，(2)将切割完成的砖坯放置晾晒场晾晒I?3个月，(3)将晾晒好的砖坯置于砖窑的内窑中，并用淤泥密封，在内窑四周散布煤粉，在内窑四周设置至少20个泄压阀孔，然后用砖石和泥土密封外窑的进出口，并开始对内窑进行焙烧，焙烧温度为600?800摄氏度，焙烧时间为4?6小时，(4)在内窖外，夕卜窖内的空间中设置多台鼓风机，以对外窖内氧气量进行控制，
(5)在内窑与烟囱连接通道处设置袋式吸尘器，以对烟气进行进行过滤，(6)焙烧完成后，用循环冷却水迅速将内窑环境冷却至200摄氏度以下，并控制内窑和外窑气压，逐步缓慢恢复至常压，然后打开外窑进出口，完成铬渣砖制作。
[0008]根据本发明，上述铬渣、高炉渣、高炉灰、干煤灰、观音土、木纤维颗粒、水玻璃、亚硫酸钠、水的按照重量比大致为25:10:10:10:30:2:2:1:10。在初选铬渣、高炉渣、高炉灰、干煤灰、观音土时，需要将混入其中的石子、杂物清理干净，因为铬渣属于剧毒物质，所以在全流程中操作人员应当做好防护，在烧结成砖前应当避免碰触混合物，而高炉渣、高炉灰、干煤灰均属于排放废弃物，也烧结成砖前也应当避免人体接触。被筛掉的废弃物应当集中收集在一个专用池中，以备后期集中处理。处理的方法可以采用本
【申请人】另外的发明，浆化固化解毒，成型为砖体加以利用。
[0009]根据本发明，砖坯晾晒场是特制的晾晒场，在码放砖坯的地面上设置排放沟，排放沟上放置篦子，篦子上码放砖坯，在砖坯上方应当加设防御设施，条件较差的晾晒场可以用芦苇席覆盖砖坯，条件好的可以在整个晾晒场上方架设玻璃顶棚或者透明瓦。排放沟中的污水进入污水池，以备后期集中处理。处理的方法可以采用本
【申请人】另外的发明，解毒后可以作为中水利用，
[0010]根据本发明，设置内窑和外窑是本发明的发明点之一，之所以和普通砖窑不同，是因为除了制砖外，还充当了废物利用的角色。内窑中用淤泥密封，淤泥可以是池塘等底部的淤泥，也可以是城市污泥，其在焙烧时会产生有毒烟气，处理不好会对大气产生二次污染，而该淤泥作为生物质在焙烧刚开始时对砖坯起到还原作用，在焙烧时作为砖坯的密封体其对六价铬的还原时的氧气含量起到不可或缺的控制作用，最重要的是，作为安全性上考虑，设置内窑结构通过对内窑和外窑的气压进行精准控制，能够预防不可控的爆炸的产生。
[0011]根据本发明，在外窑内还设置多台鼓风机，内窑和外窑几乎成密封状态，只允许空气从特定通道进入窑内，在焙烧时，氧气含量不能充足，需要产生大量的一氧化碳气体对铬渣进行还原，将六价铬彻底还原成三价铬。而氧气量跟不上则会对整个烧制进程产生巨大影响。
[0012]根据本发明，在内窑与烟囱连接通道处设置袋式吸尘器，以对烟气进行进行过滤，该吸尘器也可以设置在烟囱的底端或者出烟口，这里设置在连接通道，指的是在出烟通道的整个通道上的合适位置设置，并不单纯指的是出窑口位置。之所以设置吸尘器，除了对排放烟尘进行过滤回收之外，还因为可以进一步降低六价铬从烟尘中排出的可能性，并且，降低焦油气对大气二次污染的可能性。
[0013]根据本发明，制作成的砖体中六价铬Cr(VI)含量大大降低，六价铬浸出毒性远低于我国颁布的标准《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB5085.3-1996)中要求的[Cr(VI)]彡10mg/L的限值。
[0014]根据本发明，在解毒六价铬并固化铬渣时，还利用了高炉渣、高炉灰、干煤灰，这些都是冶金工业中大量产生的废弃物，对环境也会造成严重污染，本发明在解毒固化铬渣的同时，还实现了对这些污染物的利用，再一次实现变废为宝，以废治废的效果。高炉渣、高炉灰、干煤灰不但对六价铬具有强大的吸附力，而且，具有非常好的水硬性，同时，尤其干煤灰活性很高，具有一定的还原性，因此，制成砖体后会大大降低残留六价铬的浸出毒性。本发明中，高炉渣例如是炼钢企业高炉冶炼后产生的废弃残渣，高炉灰例如是炼钢企业烟气烧结形成的炉灰，干煤灰例如是炼钢企业烧煤形成的煤粉烧烬的干煤灰，采用这些废弃物，大大降低了土资源的使用量。
[0015]根据本发明，不但利用了诸如废弃的生活垃圾的生物质，还利用了钢铁工业感到棘手的废渣废土，还将这些危害环境的废弃物变废为宝，制作成建筑用砖体，广泛适用于各类排放络毒的企业的污染治理。
【具体实施方式】
[0016]下面通过【具体实施方式】对本发明做出详细说明。
[0017]本发明提供一种铬渣制砖工艺，包括如下步骤:(I)初选铬渣、高炉渣、高炉灰、干煤灰、观音土，将它们碾碎至40?100目后混合，并加入木纤维颗粒、水玻璃、以及少量的亚硫酸钠并注水搅拌均匀，然后用压模机压模成型，传送至切割线切割成砖坯，(2)将切割完成的砖还放置瞭晒场瞭晒I?3个月，(3)将瞭晒好的砖还置于砖窖的内窖中，并用游泥密封，在内窑四周散布煤粉，在内窑四周设置至少20个泄压阀孔，然后用砖石和泥土密封外窑的进出口，并开始对内窑进行焙烧，焙烧温度为600?800摄氏度，焙烧时间为4?6小时，(4)在内窖外，夕卜窖内的空间中设置多台鼓风机，以对外窖内氧气量进行控制，(5)在内窖与烟囱连接通道处设置袋式吸尘器，以对烟气进行进行过滤，(6)焙烧完成后，用循环冷却水迅速将内窑环境冷却至200摄氏度以下，并控制内窑和外窑气压，逐步缓慢恢复至常压，然后打开外窑进出口，完成铬渣砖制作。
[0018]本发明中，上述铬渣、高炉渣、高炉灰、干煤灰、观音土、木纤维颗粒、水玻璃、亚硫酸钠、水的按照重量比大致为25:10:10:10:30:2:2:1:10。在初选铬渣、高炉渣、高炉灰、干煤灰、观音土时，需要将混入其中的石子、杂物清理干净，因为铬渣属于剧毒物质，所以在全流程中操作人员应当做好防护，在烧结成砖前应当避免碰触混合物，而高炉渣、高炉灰、干煤灰均属于排放废弃物，也烧结成砖前也应当避免人体接触。被筛掉的废弃物应当集中收集在一个专用池中，以备后期集中处理。
[0019]本发明中，砖坯晾晒场是特制的晾晒场，在码放砖坯的地面上设置排放沟，排放沟上放置篦子，篦子上码放砖坯，在砖坯上方应当加设防御设施，条件较差的晾晒场可以用芦苇席覆盖砖坯，条件好的可以在整个晾晒场上方架设玻璃顶棚或者透明瓦。排放沟中的污水进入污水池，以备后期集中处理。
[0020]本发明中，设置内窑和外窑，内窑中用淤泥密封，淤泥可以是池塘等底部的淤泥，也可以是城市污泥，
[0021 ]本发明中，在外窑内还设置多台鼓风机，内窑和外窑几乎成密封状态，只允许空气从特定通道进入窑内，在焙烧时，氧气含量不能充足，需要产生大量的一氧化碳气体对铬渣进行还原，将六价铬彻底还原成三价铬。而氧气量跟不上则会对整个烧制进程产生巨大影响。
[0022]本发明中，在内窑与烟囱连接通道处设置袋式吸尘器，以对烟气进行进行过滤，
[0023]本发明中，制作成的砖体中六价铬Cr(VI)含量大大降低，六价铬浸出毒性远低于我国颁布的标准《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB5085.3-1996)中要求的[Cr(VI)]彡10mg/L的限值。
[0024]根据本发明，不但利用了诸如废弃的生活垃圾的生物质，还利用了钢铁工业感到棘手的废渣废土，还将这些危害环境的废弃物变废为宝，制作成建筑用砖体，广泛适用于各类排放络毒的企业的污染治理。
[0025]以上通过【具体实施方式】对本发明做出详细说明，但需要说明的是，本发明并不限于该具体实施例，本发明可以在此基础上进行各种修饰和变更。凡不脱离本发明的精神和原则所作的任何修改等等同物，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种铬渣制砖工艺，其特征在于包括如下步骤:(I)初选铬渣、高炉渣、高炉灰、干煤灰、观音土，将它们碾碎至40?100目后混合，并加入木纤维颗粒、水玻璃、以及少量的亚硫酸钠并注水搅拌均匀，然后用压模机压模成型，传送至切割线切割成砖坯，(2)将切割完成的砖还放置瞭晒场瞭晒I?3个月，(3)将瞭晒好的砖还置于砖窖的内窖中，并用游泥密封，在内窑四周散布煤粉，在内窑四周设置至少20个泄压阀孔，然后用砖石和泥土密封外窑的进出口，并开始对内窑进行焙烧，焙烧温度为600?800摄氏度，焙烧时间为4?6小时，(4)在内窖外，夕卜窖内的空间中设置多台鼓风机，以对外窖内氧气量进行控制，(5)在内窖与烟囱连接通道处设置袋式吸尘器，以对烟气进行进行过滤，(6)焙烧完成后，用循环冷却水迅速将内窑环境冷却至200摄氏度以下，并控制内窑和外窑气压，逐步缓慢恢复至常压，然后打开外窑进出口，完成铬渣砖制作。2.如权利要求1所述铬渣制砖工艺，上述铬渣、高炉渣、高炉灰、干煤灰、观音土、木纤维颗粒、水玻璃、亚硫酸钠、水的按照重量比大致为25:10:10:10:30:2:2:1:10。
【文档编号】C04B33/135GK106082973SQ201610422939
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月15日 公开号201610422939.6, CN 106082973 A, CN 106082973A, CN 201610422939, CN-A-106082973, CN106082973 A, CN106082973A, CN201610422939, CN201610422939.6
【发明人】侯绪华
【申请人】侯绪华