一种利用污泥作为基质处理镍矿石的工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用污泥作为基质处理镍矿石的工艺，将污泥经过预处理后与采集的镍矿石分别经过干燥→混料→还原→熔融分解后得到镍铁合金铁水，将镍铁合金铁水经过冷却后生产镍铁合金；本发明通过污泥作为基质对镍矿石的中的镍进行处理，能耗低、环保，单吨产品电耗3000度，相比传统的镍矿石处理工艺中其电费节约一半多；同时100吨污泥于镍矿石混合原料可生产含的镍铁合金11-12吨；由于电耗低，产量相应提高，每吨镍铁合金的其他费用则相应减少，大大提高了企业的市场竞争力。
【专利说明】—种利用污泥作为基质处理镍矿石的工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及生活污泥的再利用领域，尤其涉及一种利用污泥作为原料基质的处理镍矿石的工艺方法。
【背景技术】
[0002]污泥是污水处理厂对污水进行处理过程中产生的沉淀物质以及污水表面漂出的浮沫所得的残渣。随着工业生产的发展和城市人口的增加，工业废水与生活污水的排放量日益增多，污泥的产出量迅速增加。大量积累的污泥，不仅将占用大量土地，而且其中的有害成分如重金属、病原菌、寄生虫、有机污染物及臭气将成为影响城市环境卫生的一大公害。如何妥善科学地处理处置污泥是人们日益关注的课题。
[0003]镍矿石的处理工艺主要是需要将矿石中的镍元素提取出来，同时将矿石中的其他杂质分离出来，在实际生产过程中，需要经过球磨一过滤一焙烧一还原一熔融等步骤后得到产品，由于本身的成分复杂，经过产品经过熔融过程后，熔融处理的温度很难把握，较高的熔融温度使得到的镍水溶液中容易含有其他的颗粒杂质，而较低的熔融温度则会导致镍元素不能完全融化，炉渣中含有较多的镍元素，造成生产和成本的浪费；而污泥本身具有较高的吸附力，同时在高温处理下容易吸附镍矿石中的其他杂质。
【发明内容】
[0004]针对上述存在的问题，本发明提供一种方便污泥的再次利用，节省成本，提高产率的利用污泥作为原料基质的处理镍矿石的工艺方法。
[0005]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下:一种利用污泥作为基质处理镍矿石的工艺，将污泥经过预处理后与采集的镍矿石分别经过干燥一混料一还原一熔融分解后得到镍铁合金铁水，将镍铁合金铁水经过冷却后生产镍铁合金；其具体的生产工艺如下:I)污泥的预处理:将从污水处理厂取得的含水污泥经过过滤操作，滤除污泥中的大颗粒固定颗粒，取得颗粒粒径为0.05~0.3cm的污泥颗粒进行物理沉降操作，沉降操作完成后，抽走上层污水，预留下层污泥待用；
2)干燥:将经过预处理的污泥和镍矿石分别投入到干燥窑中进行干燥，干燥温度700~850°C，干燥过程中分别测得其含水量，当污泥和镍矿石的含水量为15%~22%时，停止干燥操作；
3)混料:将干燥完成后的污泥和镍矿石投入料仓中进行混合，混合的过程中，向料仓中投入焦炭和含镍的氧化铁废料，其中各组分的重量百分比为污泥46%~50%，镍矿38%，焦炭5%~8%，余量为含镍的氧化铁废料，混合搅拌3~4h ; 4)还原:将混合后的混料经过皮带输送机输送至回转窑中进行还原操作，还原温度900~1000°C，还原操作6~8h，5)熔融分解:将还原完成的产品投入到全封闭熔焚炉进行熔融分解操作，熔融分解温度1550~1600°C，熔融分解4~5h，熔融分解后分离出镍铁合金铁水和炉渣。
[0006]本发明所述的混料工艺中加入的含镍氧化铁为市售的含镍氧化铁皮，所述含镍氧化铁皮中的镍的质量百分比为2%~4% ;通过往镍矿石中加入少量的铁元素，形成的镍铁合金提高了整体熔融点，方便镍矿石中镍元素与其他杂质的熔融分离，同时配合污泥的吸附作用，方便吸附其他未熔融的颗粒杂质。
[0007]本发明所述的熔融分解过程后，得到的炉渣经过高压水冲击，使其水淬粒化，经渣沟水力输送到渣池沉淀，沉淀完成后的产品作为生产水泥的原料；污泥与镍矿石中的颗粒杂质的相结合，形成的了生产工业水泥的必要的原料，减少了生产产生的废料，对污泥和矿渣达到了充分的利用，方便产品的连续化生产，提高了企业的经济效益。
[0008]本发明所述的熔融分解的过程中采用连续化生产的工艺，不断的投入原料和清理炉渣，单批次产品的熔融分解时间为3.5~4.5h ;通过连续化的生产工艺，节省能源，通过熔焚炉的一次开炉，可以生产多批次产品，节省开炉和关炉中不必要的能量浪费，节省企业的生产成本。
[0009]本发明所述的混料过程中，所述的料仓中加入搅拌粉碎桨，镍矿石在经过在混料的过程中进行粉碎处理，混料完成后，将混料经过0.5cm孔径的筛网进行筛选后进入下一步的还原操作；通过粉碎后的镍矿石才能与其他成分混合充分，提高还原反应的反应效率，防止较大颗粒的镍矿石中部的原料无法得到充分的反应，提高整体产品的反应效率。
[0010]本发明的优点在于:本发明通过污泥作为基质对镍矿石的中的镍进行处理，能耗低、环保，单吨产品电耗3000度，相比传统的镍矿石处理工艺中其电费节约一半多；同时100吨污泥和镍矿石混合原料可生产含的镍铁合金11-12吨；由于电耗低,产量相应提高，每吨镍铁合金的其他费用则相应减少，大大提高了企业的市场竞争力。
【具体实施方式】
[0011]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细的描述。
[0012]实施例1:在一种利用污泥作为基质处理镍矿石的实际生产过程中:I)污泥的预处理:将从污水处理厂取得的含水污泥经过过滤操作，滤除污泥中的大颗粒固定颗粒，取得颗粒粒径为0.05cm的污泥颗粒进行物理沉降操作，沉降操作完成后，抽走上层污水，预留下层污泥待用；
2)干燥:将经过预处理的污泥和镍矿石分别投入到干燥窑中进行干燥，干燥温度700°C，干燥过程中分别测得其含水量，当污泥和镍矿石的含水量为15%时，停止干燥操作；
3)混料:将干燥完成后的污泥和镍矿石投入料仓中进行混合，混合的过程中，向料仓中投入焦炭和含镍的氧化铁废料，其中各组分的重量百分比为污泥46%，镍矿38%，焦炭5%，余量为11%的含镍的氧化铁废料，混合搅拌3h ； 4)还原:将混合后的混料经过皮带输送机输送至回转窑中进行还原操作，还原温度900°C，还原操作6h，5)熔融分解:将还原完成的产品投入到全封闭熔焚炉进行熔融分解操作，熔融分解温度1550°C，熔融分解45h，熔融分解后分离出镍铁合金铁水和炉渣。
[0013]在该批次的生产过程中，选用的100吨的污泥干矿混料可生产的镍铁合金11.6吨。
[0014] 实施例2:在一种利用污泥作为基质处理镍矿石的实际生产过程中:I)污泥的预处理:将从污水处理厂取得的含水污泥经过过滤操作，滤除污泥中的大颗粒固定颗粒，取得颗粒粒径为0.3cm的污泥颗粒进行物理沉降操作，沉降操作完成后，抽走上层污水，预留下层污泥待用；
2)干燥:将经过预处理的污泥和镍矿石分别投入到干燥窑中进行干燥，干燥温度850°C，干燥过程中分别测得其含水量，当污泥和镍矿石的含水量为22%时，停止干燥操作；
3)混料:将干燥完成后的污泥和镍矿石投入料仓中进行混合，混合的过程中，向料仓中投入焦炭和含镍的氧化铁废料，其中各组分的重量百分比为污泥50%，镍矿38%，焦炭8%，余量为4%的含镍的氧化铁废料，混合搅拌4h ; 4)还原:将混合后的混料经过皮带输送机输送至回转窑中进行还原操作，还原温度1000°C，还原操作8h，5)熔融分解:将还原完成的产品投入到全封闭熔焚炉进行熔融分解操作，熔融分解温度1600°C，熔融分解5h，熔融分解后分离出镍铁合金铁水和炉渣。
[0015]在该批次的生产过程中，选用的100吨的污泥干矿混料可生产的镍铁合金11.3吨。
[0016]实施例3:在一种利用污泥作为基质处理镍矿石的实际生产过程中:I)污泥的预处理:将从污水处理厂取得的含水污泥经过过滤操作，滤除污泥中的大颗粒固定颗粒，取得颗粒粒径为0.2cm的污泥颗粒进行物理沉降操作，沉降操作完成后，抽走上层污水，预留下层污泥待用；
2)干燥:将经过预处理的污泥和镍矿石分别投入到干燥窑中进行干燥，干燥温度800°C，干燥过程中分别测得其含水量，当污泥和镍矿石的含水量为20%时，停止干燥操作；
3)混料:将干燥完成后的污泥和镍矿石投入料仓中进行混合，混合的过程中，向料仓中投入焦炭和含镍的氧化铁废料，其中各组分的重量百分比为污泥48%，镍矿38%，焦炭6%，余量为8%的含镍的氧化铁废料，混合搅拌3.5h ; 4)还原:将混合后的混料经过皮带输送机输送至回转窑中进行还原操作，还原温度950°C，还原操作7h，5)熔融分解:将还原完成的产品投入到全封闭熔焚炉进行熔融分解操作，熔融分解温度1575°C，熔融分解4.5h，熔融分解后分离出镍铁合金铁水和炉渣。
[0017]在该批次的生产过程中，选用的100吨的污泥干矿混料可生产的镍铁合金12.0吨。
[0018]实施例4:将本发明中的生产镍铁合金的产量和费用与现有技术中镍铁工艺中的镍铁合金的产量进行比较，结构如下表所示:
【权利要求】
1.一种利用污泥作为基质处理镍矿石的工艺，其特征在于，将污泥经过预处理后与采集的镍矿石分别经过干燥一混料一还原一熔融分解后得到镍铁合金铁水，将镍铁合金铁水经过冷却后生产镍铁合金；其具体的生产工艺如下:I)污泥的预处理:将从污水处理厂取得的含水污泥经过过滤操作，滤除污泥中的大颗粒固定颗粒，取得颗粒粒径为0.05~0.3cm的污泥颗粒进行物理沉降操作，沉降操作完成后，抽走上层污水，预留下层污泥待用； 2)干燥:将经过预处理的污泥和镍矿石分别投入到干燥窑中进行干燥，干燥温度700~850°C，干燥过程中分别测得其含水量，当污泥和镍矿石的含水量为15%~22%时，停止干燥操作； 3)混料:将干燥完成后的污泥和镍矿石投入料仓中进行混合，混合的过程中，向料仓中投入焦炭和含镍的氧化铁废料，其中各组分的重量百分比为污泥46%~50%，镍矿38%，焦炭5%~8%，余量为含镍的氧化铁废料，混合搅拌3~4h ; 4)还原:将混合后的混料经过皮带输送机输送至回转窑中进行还原操作，还原温度900~1000°C，还原操作6~8h，5)熔融分解:将还原完成的产品投入到全封闭熔焚炉进行熔融分解操作，熔融分解温度1550~1600°C，熔融分解4~5h，熔融分解后分离出镍铁合金铁水和炉渣。
2.根据权利要求1所述的利用污泥作为基质处理镍矿石的工艺，其特征在于，所述的混料工艺中加入的含镍氧化铁为市售的含镍氧化铁皮，所述含镍氧化铁皮中的镍的质量百分比为2%~4%。
3.根据权利要求1 所述的利用污泥作为基质处理镍矿石的工艺，其特征在于，所述的熔融分解过程后，得到的炉渣经过高压水冲击，使其水淬粒化，经渣沟水力输送到渣池沉淀，沉淀完成后的产品作为生产水泥的原料。
4.根据权利要求1所述的利用污泥作为基质处理镍矿石的工艺，其特征在于，所述的熔融分解的过程中采用连续化生产的工艺，不断的投入原料和清理炉渣，单批次产品的熔融分解时间为3.5~4.5h。
5.根据权利要求1所述的利用污泥作为基质处理镍矿石的工艺，其特征在于，所述的混料过程中，所述的料仓中加入搅拌粉碎桨，镍矿石在经过在混料的过程中进行粉碎处理，混料完成后，将混料经过0.5cm孔径的筛网进行筛选后进入下一步的还原操作。
【文档编号】C22B5/10GK104164566SQ201410354647
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】徐荣军 申请人:泰州明锋资源再生科技有限公司