一种铸造除尘灰无害化处理方法与流程

本发明属于固废处理、环保再生领域，具体涉及一种铸造除尘灰无害化的处理方法。

背景技术：

铸件生产过程中产生废旧砂和粉状固体废弃物除尘灰。除尘灰中含有的物质有煤粉、膨润土、涂料、树脂粘结剂、金属氧化物、二氧化硅粉等，经过化学成份分析，此类砂尘中主要是由硅铝，钙、镁和铁的氧化物以及少量的钠钾等组成。已有研究者证明，除尘灰中的金属污染物会抑制土壤中微生物的活性，随意堆放占用土地资源、破坏生态环境。

当前技术对除尘灰缺乏有效的处理措施，绝大部分是露天堆放、掩埋或者造粒。但是掩埋会污染水体、土壤、扬尘，造成一系列的环境污染。如果对除尘灰进行固化造粒，然后运用在建筑行业或者种植行业，虽然避免了扬尘，但是除尘灰中的一些有害物质并没有去除，导致陶粒生产过程中出现二次污染，对环境有潜在的巨大危险。如何高效、低耗的处理除尘灰避免对环境的影响是亟待解决的问题。

铸造废旧砂通过处理是可以循环使用的，常用的工艺是热法再生，具体是通过加热使废砂表面的物质进行去除，得到的再生砂。但是热法再生会消耗大量的天然气，也是旧砂再生成本的主要来源。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种铸造除尘灰无害化处理方法。本发明所述铸造除尘灰无害化的处理方法能够高效、低耗的处理除尘灰，做到零排放避免污染环境。本发明方法结合铸造废旧砂热法再生工艺，将有热值的除尘灰加入废旧砂中焙烧释放热量，废旧砂再生处理的同时对除尘灰也进行了无害化处理，且降低了天然气消耗。

本发明所采用的技术方案为：

(1)去除除尘灰中的金属粉末，得到净化后的除尘灰；

(2)将步骤(1)所得净化后的除尘灰与铸造废旧砂进行混合焙烧；

(3)焙烧完成后，得到再生砂和处理后除尘灰；

(4)将步骤(3)所得除尘灰进行造粒以生产陶粒，即完成铸造除尘灰的无害化处理。

进一步的，步骤(1)中，采用磁选装置去除除尘灰中的金属粉末。

进一步的，步骤(2)中，所述净化后的除尘灰是铸造废旧砂的重量的5％-15％。

进一步的，步骤(2)中，进行所述焙烧的温度为500-700℃，进行所述焙烧的时间为3-8h。

进一步的，所述铸造废旧砂为颗粒状。

进一步的，步骤(3)中，采用负压引风分离混入再生砂中的除尘灰。

进一步的，步骤(4)中，进行造粒时，向所述处理后的除尘灰中加入硅酸盐水泥和清水。

进一步的，步骤(4)中，硅酸盐水泥加入量为所述处理后除尘灰重量的10％-40％。

进一步的，步骤(4)中，减水剂加入量为硅酸盐水泥加入量的5％-15％，可分散胶粉加入量为硅酸盐水泥加入量的0.2％-0.8％，木质纤维加入量为硅酸盐水泥加入量的1％-9％。

进一步的，步骤(4)中，清水加入量为硅酸盐水泥和处理后除尘灰总重量的8-15％。

进一步的，步骤(4)中，所述陶粒的粒径为3-30mm。

本发明的有益效果为：

(1)本发明所述的铸造除尘灰无害化的处理方法，将对除尘灰的处理结合铸造废旧砂热法再生工艺，这是由于本申请发明人在长期研究中发现铸造除尘灰中的煤粉灰热值很高，焙烧释放大量热能，从而通过利用除尘灰中的煤粉在焙烧时能够提供部分热量，降低铸造废旧砂再生的天然燃气消耗，具备经济利益；经过高温焙烧，也同时做到了除尘灰再利用时的无害化。

(2)本发明方法对制粒材料即除尘灰的适用范围广，比如可以使用粉煤灰、煤矸石、焚烧垃圾后残余灰分等作为原材料，无需再次研磨即可使用。可以大范围的消耗粉尘类污染源进行无害化处理，充分利用废旧物质变废为宝，在实现废弃物循环再生的同时缓解了社会环保压力，达到了环保利废的功效。

(3)本发明方法可以按照不同需求制作出超轻陶粒、高强陶粒等陶粒，适应不同用途的需求，比如建筑陶粒、种植陶粒、隔音陶粒、铺垫道路的石子等。陶粒产量高、节约能源、投资成本小、经济效益高，同时由于陶粒配方和制作工艺水平的高效性，单位产品的投资更小，获取的最终利益也更大。生产的陶粒具有密度小、耐酸碱性好、抗压强度高，化学稳定性好等优点。制粒过程工艺简单、无需烧结，减少了制粒的工序和设备，且设备整体的能耗极低。整个制粒过程实现全封闭式，杜绝了制粒过程中的二次污染。本发明方法使用设备利用模块化模式组装，可直接连接至产生废灰的再生砂生产线上形成一整套系统，实现零污染、零排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1所述铸造除尘灰无害化处理方法制得陶粒的外观图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种铸造除尘灰无害化的处理方法及应用，具体处理方法包括以下步骤：

(1)采用磁选装置去除除尘灰中的金属粉末，得到净化后的除尘灰；

(2)将步骤(1)所得净化后的除尘灰与颗粒状的铸造废旧砂进行混合焙烧，除尘灰占铸造废旧砂重量的5％，焙烧炉内500℃焙烧3h；

(3)焙烧完成后，得到再生砂和处理后除尘灰，采用负压引风分离混入再生砂中的除尘灰，并用除尘布袋收集除尘灰；

(4)向步骤(3)所得除尘灰中加入硅酸盐水泥和清水，硅酸盐水泥加入量为所述处理后除尘灰重量的10％，减水剂加入量为硅酸盐水泥加入量的5％，可分散胶粉加入量为硅酸盐水泥加入量的0.2％，木质纤维加入量为硅酸盐水泥加入量的1％，清水加入量为硅酸盐水泥和处理后除尘灰总重量的8％，搅拌均匀进行造粒、养护，得到粒径为3-10mm陶粒成品(如图1所示)，即完成铸造除尘灰的无害化处理。

实施例2

本实施例提供一种铸造除尘灰无害化的处理方法及应用，具体处理方法包括以下步骤：

(1)采用磁选装置去除除尘灰中的金属粉末，得到净化后的除尘灰；

(2)将步骤(1)所得净化后的除尘灰与颗粒状的铸造废旧砂进行混合焙烧，除尘灰是铸造废旧砂的重量的15％，焙烧炉内700℃焙烧8h；

(3)焙烧完成后，得到再生砂和处理后除尘灰，采用负压引风分离混入再生砂中的除尘灰，并用除尘布袋收集除尘灰；

(4)向步骤(3)所得除尘灰中加入硅酸盐水泥和清水，硅酸盐水泥加入量为所述处理后除尘灰重量的40％，减水剂加入量为硅酸盐水泥加入量的15％，可分散胶粉加入量为硅酸盐水泥加入量的0.8％，木质纤维加入量为硅酸盐水泥加入量的9％，清水加入量为硅酸盐水泥和处理后除尘灰总重量的11％，搅拌均匀进行造粒、养护，得到粒径为10-20mm陶粒成品，即完成铸造除尘灰的无害化处理。

实施例3

本实施例提供一种铸造除尘灰无害化的处理方法及应用，具体处理方法包括以下步骤：

(1)采用磁选装置去除除尘灰中的金属粉末，得到净化后的除尘灰；

(2)将步骤(1)所得净化后的除尘灰与颗粒状的铸造废旧砂进行混合焙烧，除尘灰是铸造废旧砂的重量的10％，焙烧炉内600℃焙烧5h；

(3)焙烧完成后，得到再生砂和处理后除尘灰，采用负压引风分离混入再生砂中的除尘灰，并用除尘布袋收集除尘灰；

(4)向步骤(3)所得除尘灰中加入硅酸盐水泥和清水，硅酸盐水泥加入量为所述处理后除尘灰重量的30％，减水剂加入量为硅酸盐水泥加入量的10％，可分散胶粉加入量为硅酸盐水泥加入量的0.5％，木质纤维加入量为硅酸盐水泥加入量的5％，清水加入量为硅酸盐水泥和处理后除尘灰总重量的15％，搅拌均匀进行造粒、养护，得到粒径为20-30mm陶粒成品，即完成铸造除尘灰的无害化处理。

实验例

表1是对实施例1-3采用铸造除尘灰无害化的处理方法所得处理后的除尘灰与处理前的除尘灰相关数据的对比。

表2是对实施例1-3采用铸造除尘灰无害化的处理方法所得陶粒性能的测定。

表1处理前的除尘灰和本发明方法处理后的除尘灰相关数据对比

对表1中数据进行分析，可以得出：

(1)经过磁选装置，除尘灰中的金属粉末去除率非常明显，降低了94.3％-98.6％。

(2)通过高温灼烧后，灼减量、发气量也下降明显，表面有机物去除率高。

(3)检测cod和氨氮磷等，也可以证明该方法的有效性。

(4)经过处理后的除尘灰，各项性能指标满足《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》，不会对水体、土壤造成危害。

(5)天然气的消耗量明显降低。

表2-陶粒性能参数

从表2可以看出，本发明制得免烧结陶粒具有密度小、耐酸碱性好、抗压强度高，化学稳定性好等优点。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。