本发明涉及资源利用
技术领域：
，特别是指一种用高铁铜渣生产规整化铁碳微电解填料的方法。
背景技术：
：铜渣是铜精矿火法冶炼炼过程中产生的废渣，平均每生产一吨铜将产生2.2吨铜渣。我国每年的铜渣产量高达1500万t，累计堆积数以吨铜渣。不同冶炼方法产生的铜渣成分虽有差别，但铁、铜含量一般均较高(Fe、Cu含量通常达30％～50％和0.5％～2.1％)，远高于我国铁矿石可采品位(TFe>27％)和铜矿开采品位(Cu>0.3％)，另外，渣中还含有大量的钴、锑等贵金属。大量废铜渣的存在，不但占用大量土地，也造成环境污染。在铜矿和铁矿资源日趋减少和环保要求逐步提高的情况下，如何实现资源的综合利用和绿色发展，已经成为社会和企业发展的当务之急。目前，大量的学者研究从铜渣中回收有价金属，包括电炉贫化法、浮选法、磁选法等，虽然能实现铜的回收，但是存在铜回收率低、尾渣铜品位高、铁组分无法利用的问题。微电解技术是一种应用电化学原理处理废水的工艺，也称内电解法，利用阳极(铁)与阴极(碳)之间1.2V的电位差对污染物进行处理，特别针对有机物浓度大、高毒性、高色度、难生化废水的处理，可大幅削减废水色度和COD，提高其可生化性；此外，微电解技术还可吸附、还原各种重金属离子，因此，微电解技术广泛应用于印染、造纸、化工、电镀、印刷线路板、制药等各类工业废水的处理。传统铁碳微电解填料是将铁屑和活性碳按比例物理混合，构成铁碳固定床，但因铁粒(阳极)与碳粒(阴极)物理分离，微电解产生的电流密度小，废水处理效果差；铁粒表面易生锈钝化，造成填料层板结，形成沟流，需频繁反冲洗填料层或更换填料，增加了微电解工艺的复杂性。因此，抗板结微电解填料的研制，显得十分必要。近年来，国内铁碳微电解填料的生产与市场销售发展快速，产品主要由金属铁粉、活性碳、有色金属催化剂以及粘结剂组成，经混合、成型和烧结制成，填料已实现规整化，克服了填料板结问题。但是，仍存在如下问题：填料原料成本高，产品售价高、水处理成本上升；烧结温度低，填料结构松散，废水处理时损耗快；常规铁碳填料生产采用市售金属铁粉，市售金属铁粉因表面氧化而被钝化，直接应用于填料中，活性低，电流密度小，通过酸浸可以提高金属铁粉的活性，但也增加了生产成本和环保风险。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是提供一种高铁铜渣生产规整化铁碳微电解填料的方法。该方法具体包括如下步骤：(1)制备铜渣含碳球团：将高铁铜渣破碎至-2mm，然后将破碎后的高铁铜渣与碳质还原剂、添加剂和粘结剂按一定比例混合后加水造球或压球，制备成含碳球团；(2)还原焙烧：将步骤(1)所得含碳球团干燥后，在焙烧温度1100～1300℃隔绝氧气条件下还原焙烧生成含金属铁粒与碳粒的焙烧后产品，焙烧后产品在隔绝氧气条件下冷却，得到规整化铁碳微电解填料。焙烧过程中，铁矿物被还原为金属铁作为微电解填料的阳极，残碳作为阴极；含铜矿物被还原为金属铜，可作为微电解填料的催化剂；添加剂可促进铁矿物还原和提高焙烧后铁碳微电解材料的强度。其中，步骤(1)中所用高铁铜渣的铁含量大于30％，铁含量较低的铜渣通过选矿或冶炼手段提高铁含量至30％以上后也可用于生产规整化铁碳微电解填料。步骤(1)中的碳质还原剂为无烟煤、烟煤、活性炭、焦炭、半焦、石油焦中的一种或多种组合；步骤(1)中的添加剂为石灰石、石灰、消石灰、碳酸钠、硫酸钠、萤石、硼砂中的一种或多种组合；步骤(1)中的粘结剂为膨润土、废糖浆、淀粉、水玻璃中的一种或多种；步骤(1)中高铁铜渣、碳质还原剂、添加剂和粘结剂的质量比为：100:(30～60):(1～20):(0.5～10)。步骤(2)中还原焙烧在隔绝氧气条件下进行，焙烧后产品在隔绝氧气条件下冷却。本发明的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，直接由高铁铜渣生产规整化铁碳微电解填料，具有原料来源广泛、流程短和环境友好的特点，所得铁碳微电解材料应用于处理工业废水，可有效降低废水的COD和色度，运行使用效果稳定。附图说明图1为本发明的高铁铜渣生产规整化铁碳微电解填料的方法流程图。具体实施方式为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本发明提供一种高铁铜渣生产规整化铁碳微电解填料的方法，工艺流程如图1所示，包括配料、造球、烘干、还原焙烧、冷却等步骤，下面结合具体实施例予以说明。实施例1某高铁铜渣的多元素分析见表1，用前破碎至-2mm。所用碳质还原剂为无烟煤，煤质分析如表2所示，用前破碎至-1mm，添加剂为石灰石，用前破碎至-1mm。表1高铁铜渣的多元素分析成分TFeAl2O3SiO2MgOCaO含量(％)41.074.1034.640.321.43成分K2ONa2OTiO2CuS含量(％)0.610.210.450.310.21表2煤的工业分析结果高铁铜渣：无烟煤：石灰石：膨润土按质量比100：50：17：5称取混合，然后加12％的水混匀。将混合物料在对辊压球机上制备成含碳球团，将含碳球团在105℃烘干。将含碳球团放入气氛炉中，充氮气保护升温至1150℃，然后保温3h，焙烧结束后随炉在氮气保护下冷却，得到规整化铁碳微电解填料。应用本实施例制备的规整化铁碳微电解填料处理某丝绸染印废水(色度约800倍，COD约为1400mg/L，pH：5.3～5.5)，将pH调至3左右，在水力停留时间为9h的条件下，废水色度去除率为87％，COD去除效率48％；反应器连续运行1个月，未发现明显的板结现象，运行较为稳定。实施例2某高铁铜渣的多元素分析见表3，用前破碎至-2mm。表3高铁铜渣的多元素分析成分TFeCuAl2O3SiO2MgOCaO含量(％)39.231.474.1230.640.325.43成分K2ONa2OTiO2PS含量(％)0.350.390.320.220.76高铁铜渣：碳质还原剂：粘结剂：添加剂按质量比100：48：5：8称取混合，然后加12％的水混匀。碳质还原剂的组成为无烟煤：烟煤：活性炭：焦炭：半焦：石油焦的质量比为40：20：10：10：10:10，无烟煤、烟煤、活性炭、焦炭、半焦、石油焦均为工业产品；粘结剂组成为水玻璃：膨润土：淀粉：废糖浆质量比为20：40：10：30，水玻璃、膨润土、淀粉、废糖浆均为工业产品；添加剂组成为石灰石：石灰：消石灰：碳酸钠：硫酸钠：萤石：硼砂质量比为20:20:10:10:15:15:10，石灰石、石灰、消石灰、萤石、碳酸钠、硫酸钠、硼砂均为工业产品。将混合物料在对辊压球机上制备成含碳球团，将含碳球团在105℃烘干。将含碳球团放入气氛炉中，充氮气保护升温至1270℃，然后保温2h，焙烧结束后随炉在氮气保护下冷却，得到规整化铁碳微电解填料。应用本实施例制备的规整化铁碳微电解填料处理某工业焦化废水，其COD为14000mg/L，色度约为11500倍。将废水pH调至3左右，在水力停留时间为7h的条件下，COD去除率为52，色度去除率为83％。连续运行6周，运行处理效果稳定，未发现明显板结现象。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3