[发明专利]一种利用不锈钢熔渣处理重金属污泥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业危险废物处理与综合利用领域，尤其涉及一种利用处理重金属污泥的方法。

背景技术

重金属废水来源广、种类多，其处理工艺可归纳为化学法、物理法、物理化学法和生化法。以石灰乳为主要药剂的化学中和沉淀法，因工艺路线成熟、废水处理成本低、维护管理方便、自动化程度高等特点，在国内外应用广泛，但由此产生的超量重金属污泥，一直都是工业企业的环保重点和难点。

分析表明，经板框压滤、真空过滤、隔膜压榨等固液分离设施之后的重金属污泥含水率50～75%，Cr、Ni、Zn、Pb、Fe、Cu、Ag、Cd等金属氧化物总含量2～15%，硫酸钙、氟化钙、氯化钙含量10～30%，其他水溶性盐类及杂质含量5%左右。重金属污泥颗粒较细、成分复杂、浸出毒性高、污染物含量波动大，被归属为危险废物（国家危险废物名录HW17和HW21），处理不慎会引起有害金属对土壤和水源的二次污染，常需高价外委有资质的企业妥善处置。

为减轻或消除重金属污泥的危害，回收利用其中的有价资源，避免再利用过程中的二次污染，国内外学者参照电镀污泥、含铬污泥的处理和利用经验，在污泥固化/稳定化(CN1631940A、CN101863516A、CN101921090A、CN102514079A等)、湿法提取金属（CN101235439A、CN101618892A等）、微生物驯化浸出（CN102690956A、CN102719657A、CN101708936A等）、焙烧还原制备合金（CN1733628A、CN1312391A等）、制备铬系产品（CN102625777A等）、掺作建材（CN101830681A、CN102414141A、CN102249730A等）或化工原料(CN102491640A等)、堆肥农用（CN101274861等）、用于水泥生产（CN101475325A、CN102701549A等）、冶金回用(CN101805827A等)、安全处置（CN201560162U、CN102285743A、CN102583920A等）等方面做了很多有益的探索，但都在一定程度上存在掺量小、适用性差、重金属回收率低、工艺流程复杂、设备投资或运行费用高、利用过程能耗高或易引起二次污染等问题。

迄今为止，对于量大面广、危害性和资源性共存的重金属污泥，较大宗的利用途径还是烧砖或用作水泥掺料，但由于重金属污泥中氟、氯等易挥发性物质含量较高，在高温条件下，氟、氯会以HF、SiF4、HCl等气态物形式逸出，不仅腐蚀设备、导致窑口结圈，还会危害周围环境，甚至会导致附近地区蚕桑业减产。同时，污泥掺量超过2%时，因掺烧危险废物给水泥或砖瓦使用过程中带来的环境安全性风险有待进一步评估。

综上所述，重金属污泥产量大、成分复杂、危害严重，国内外尚无妥善安全又经济实用的利用途径，同时，污泥中含有多种金属成分（如铬、镍、铜、铅、铁、锌等）和非金属成分（如氟化钙、硫酸钙、碳酸钙、氯化钙等），本身是一种廉价的可再生资源。鉴于我国金属资源短缺，如何有效地减排及回收利用重金属污泥中的铬、镍等重金属，防治污泥对环境污染问题己引起人们的极大关注。

另一方面，在不锈钢企业冶炼过程中，冶炼熔渣温度高达1600℃，产生量约占钢产量的20～30%，显热资源十分丰富，常规的不锈钢熔渣处理工艺，如“空冷+喷淋/浸泡/热泼”等，未能有效利用宝贵的显热资源。

反观重金属污泥处理应用较多的高温焙烧工艺，不仅需要耗能加温，以确保污泥中铬、镍、铜、铅、铁、锌等重金属的彻底还原和无害化处置，还要配备构造复杂、投资和运行费用昂贵的熔炼炉（CN102433437A、CN101376926A等），若能利用不锈钢熔渣显热和现有的渣罐设备，开发一种重金属污泥高温处理工艺，则兼具熔渣余热利用、有价物质回收、污染彻底消除、处理成本低廉等优点，堪称借鉴传统危险废物无害化和资源化经验，又结合污泥成分和钢铁工业本身特点，走出的一条新路。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是提供一种重金属污泥资源化及无害化的处理工艺，克服现有工艺处理量小、适用性差、重金属回收率低、工艺流程复杂、设备投资或运行费用高、利用过程能耗高、无害化不彻底易引起二次污染等缺陷。

本发明的技术方案是，一种利用不锈钢熔渣处理重金属污泥的方法，包括以下步骤：

（1）干化粉碎：重金属污泥经固液分离、自然干化后，至含水率降至50～65%，粉碎破筛，备用；