一种重金属废渣还原造锍熔炼处置的方法与流程

本发明属于含重金属废渣安全处理、处置技术领域，具体涉及一种重金属废渣还原造锍熔炼处置的方法。

背景技术：

目前，国内外低重金属含量的废渣处置技术应用较多的主要有稳定化、固化、安全填埋和水泥窑协同处置等技术，而对于高重金属含量的废渣尘则主要采用的是资源化回收的方法进行处置，其中应用较多的资源化技术主要有选矿、火法冶炼、湿法冶炼以及生物浸出技术等。我国重金属危险废物的综合利用还处于一个较低的水平，研究的重点也主要集中在资源化价值较高废渣尘，而对于资源化价值不大的废渣则研究较少。目前现有的重金属类废渣的处置技术多存在二次污染、处置成本高、技术复杂、适应性差等问题，推广应用较为困难，严重制约了我国重金属类危险废物处置工作的进程。

还原造锍熔炼工艺具有处理规模大，生产成本低，物料适应性强等诸多优点。重金属废渣进行还原造锍熔炼时，重金属废渣中除as、pb、zn、cu、cr等重金属外，其他元素主要包括fe、s、sb、bi和部分有价金属等，其中部分有价金属可以富集在锍相中，其他元素在熔炼过程中不同程度地挥发进入气相，或者以氧化物形态进入浮渣；即锍相是金(au)、银(ag)、铜(cu)等有价金属的良好捕集剂，浮渣则捕集优先氧化的feo、熔剂中的脉石成分(sio2、al2o3、cao等)以及废渣中的少量杂质元素，烟尘中则富集元素as、pb等。

技术实现要素：

本发明以造锍剂、造渣剂、助熔剂等为辅料，发明一种还原造锍熔炼的方法处理重金属废渣，所使用的辅料均为常规原料及一般工业固体废物，低廉易得。同时通过还原造锍熔炼，能够有效安全处置重金属废渣，并能够富集重金属废渣中的有价金属，产生的熔炼浮渣为一般工业固体废物，可以送水泥厂替代部分水泥磨合料进行水泥生产，最终实现重金属废渣的安全处置。

本发明的目的在于公开了一种重金属废渣的安全处理方法，同时能够富集重金属废渣中的有价金属。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，其具体步骤如下：

(1)原料预处理。重金属废渣、硫铁矿、氧化铁等烘干、破碎使其粒径小于5mm。

(2)原料配比。造锍剂(5～30％)、造渣剂(5～20％)和助熔剂(2～10％)等辅料按照相应的质量百分比添加；

(3)混料搅拌。向重金属废渣中加入相应量的造锍剂、助溶剂等辅料，用搅拌机搅拌直至样品充分混合；

(4)还原造锍熔炼。将混合好的样品至于中频感应炉，在950℃～1600℃条件下进行还原熔炼。

(5)分析检测，分析检测原料、熔炼后炉渣及收尘系统烟尘中重金属及有价金属含量。熔炼后炉渣经检测达到一般工业固体废物后送水泥厂作为水泥磨合料进行最终安全处置。

本发明有以下有益效果：

1、本发明所述的造锍剂、造渣剂、助熔剂等辅料均为常规原料或有色金属冶炼过程中产生的工业固体废物，低廉易得，在处理重金属废渣的同时，能够处理有色金属冶炼过程中产生的工业固体废物，达到以废治废的目的，比较容易推广应用。

2、使用本发明的方法处理重金属废渣后，产生的熔炼浮渣按照《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(hj557-2010)检测后，其重金属浸出液浓度低于《污水综合排放标准》(gb18599-1996)一级标准。并且浮渣可以替代部分水泥磨合料进行水泥生产。

3、使用本发明的方法处理重金属废渣，能够富集重金属废渣中的有价金属，能够实现一定的经济效益的同时，可实现重金属废渣的安全/无害化处置，同时也安全处置了废渣中的其他有害成分，避免了对环境造成二次污染。

本发明提供一种重金属废渣处理处置技术，通过还原造锍熔炼能够安全处置重金属废渣，有效控制了重金属废渣的潜在环境污染风险，环境效益明显并具有一定的经济效益。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

原料1：重金属废渣

重金属废渣的主要成分见下表：

表1重金属废渣元素含量分析结果(mg/kg)

实施方法：

本实施例中还原造锍熔炼处理重金属废渣的方法(工艺流程图如图1所示)包括如下步骤：

(1)将重金属废渣、造锍剂、造渣剂烘干后，经破碎机进行破碎使其粒径小于5mm备用。

(2)将所述辅料按照配比要求进行预处理后备用。

(3)将造锍剂与重金属废渣按照质量比10％∶100％，造渣剂与重金属废渣按照质量比5％∶100％，助熔剂与重金属废渣按照质量比2％∶100％，进行混合搅拌均匀。

(4)混合拌匀的物料在中频感应炉中熔炼，物料预热时间20min，熔炼20min，待熔炼结束炉渣冷却后，分别称重浮渣和锍渣的重量，并分析测试其重金属含量及浮渣属性，浮渣检测达到一般工业固体废物i类后送水泥厂替代部分水泥磨合料进行水泥生产。

重金属废渣经还原造锍熔炼后浮渣进行浸出毒性测试，具体结果见下表：

表2重金属废渣还原造锍熔炼前后重金属浸出液浓度指标

熔炼后浮渣重量为0.86kg，锍渣重量为0.08kg，重金属废渣经熔炼处置后浮渣重金属浸出液浓度大大降低，低于《污水综合排放标准》(gb18599-1996)一级标准，可达到一般工业固体废物i类。

实施例2

原料1：重金属废渣

重金属废渣的主要成分见下表：

表3重金属废渣元素含量分析结果(mg/kg)

实施方法：

本实施例中还原造锍熔炼处理重金属废渣的方法(工艺流程图如图1所示)包括如下步骤：

(1)将重金属废渣、造锍剂、造渣剂烘干后，经破碎机进行破碎使其粒径小于5mm备用。

(2)将所述辅料按照配比要求进行预处理后备用。

(3)将造锍剂与重金属废渣按照质量比20％∶100％，造渣剂与重金属废渣按照质量比10％∶100％，助熔剂与重金属废渣按照质量比5％∶100％，进行混合搅拌均匀。

(4)混合拌匀的物料在中频感应炉中熔炼，物料预热时间30min，熔炼30min，待熔炼结束炉渣冷却后，分别称重浮渣和锍渣的重量，并分析测试其重金属含量及浮渣属性，浮渣检测达到一般工业固体废物i类后送水泥厂替代部分水泥磨合料进行水泥生产。

重金属废渣经还原造锍熔炼后浮渣进行浸出毒性测试，具体结果见下表：

表4重金属废渣还原造锍熔炼前后重金属浸出液浓度指标

熔炼后浮渣重量为0.76kg，锍渣重量为0.12kg，重金属废渣经熔炼处置后浮渣重金属浸出液浓度大大降低，低于《污水综合排放标准》(gb18599-1996)一级标准，可达到一般工业固体废物i类。

实施例3

原料1：重金属废渣

重金属废渣的主要成分见下表：

表5重金属废渣元素含量分析结果(mg/kg)

实施方法：

本实施例中还原造锍熔炼处理重金属废渣的方法(工艺流程图如图1所示)包括如下步骤：

(1)将重金属废渣、造锍剂、造渣剂烘干后，经破碎机进行破碎使其粒径小于5mm备用。

(2)将所述辅料按照配比要求进行预处理后备用。

(3)将造锍剂与重金属废渣按照质量比30％∶100％，造渣剂与重金属废渣按照质量比15％∶100％，助熔剂与重金属废渣按照质量比10％∶100％，进行混合搅拌均匀。

(4)混合拌匀的物料在中频感应炉中熔炼，物料预热时间40min，熔炼40min，待熔炼结束炉渣冷却后，分别称重浮渣和锍渣的重量，并分析测试其重金属含量及浮渣属性，浮渣检测达到一般工业固体废物i类后送水泥厂替代部分水泥磨合料进行水泥生产。

重金属废渣经还原造锍熔炼后浮渣进行浸出毒性测试，具体结果见下表：

表4重金属废渣还原造锍熔炼前后重金属浸出液浓度指标

熔炼后浮渣重量为0.68kg，锍渣重量为0.18kg，重金属废渣经熔炼处置后浮渣重金属浸出液浓度大大降低，低于《污水综合排放标准》(gb18599-1996)一级标准，可达到一般工业固体废物i类。