申请日2019.12.19
公开(公告)日2020.04.14
IPC分类号C02F11/00; F23G7/00; F27B7/00; C02F103/16
摘要
本发明提供了一种铜、铅锌冶炼废水污泥资源化利用的方法及其用途，涉及铜、铅锌冶炼废水污泥无害化处置和资源化利用领域，铜、铅锌冶炼废水污泥资源化利用的方法，包括以下步骤：(a)将铜、铅锌冶炼废水污泥进行预烧，挥发重金属实现无害化;(b)将预烧后的污泥与催化剂进行煅烧，催化剂包括碳和/或铁的氧化物，煅烧温度为800‑1250℃，煅烧时间为10‑60min，得到硫的氧化物和氧化钙。该方法实现了铜、铅锌冶炼废水污泥中有害组分的彻底去除和资源化利用。
权利要求书
1.一种铜、铅锌冶炼废水污泥资源化利用的方法，包括以下步骤：
(a)将铜、铅锌冶炼废水污泥进行预烧，得到重金属气态物;
(b)将预烧后的污泥与催化剂进行煅烧，催化剂包括碳和/或铁的氧化物，煅烧温度为800-1250℃，煅烧时间为10-60min，得到硫的氧化物和氧化钙。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，煅烧温度为1000-1250℃;
优选地，煅烧时间为20-50min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，碳与预烧后的污泥中硫酸钙的物质的量的比为(0.5-1.4)：1;
优选地，铁的氧化物的添加量为预烧后的污泥质量的8%-12%;
优选地，铁的氧化物包括氧化铁。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括对铜、铅锌冶炼废水污泥进行除杂的步骤，然后再进行预烧;
优选地，除杂包括：将铜、铅锌冶炼废水污泥加水搅拌;
优选地，加水量为所述铜、铅锌冶炼废水污泥质量的5%-30%;
优选地，搅拌时间为5-40min。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在除杂后还依次包括固液分离和干燥的步骤，然后再进行预烧;
优选地，固液分离的方式包括压滤;
优选地，压滤后铜、铅锌冶炼废水污泥的含水率为35-40wt%;
优选地，利用锤式干燥机进行所述干燥;
优选地，干燥温度100-300℃;
优选地，干燥后所述铜、铅锌冶炼废水污泥的含水率为2-5wt%。
6.根据权利要求1-3和5中任一项所述的方法，其特征在于，预烧温度为700-950℃，预烧时间为50-80min;
优选地，利用回转窑进行预烧;
优选地，预烧温度为700-900℃;
优选地，预烧时间为60-80min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，铜、铅锌冶炼废水污泥中包括质量分数为60-95%的二水硫酸钙;
优选地，铜、铅锌冶炼废水污泥的初始含水率为10-50wt%。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，硫的氧化物包括二氧化硫。
9.一种权利要求1-8任一项所述的方法在制备硫酸中的用途。
10.一种权利要求1-8任一项所述的方法在酸性废水中和中的用途。
说明书
铜、铅锌冶炼废水污泥资源化利用的方法及其用途
技术领域
本发明涉及铜、铅锌冶炼废水污泥无害化处置和资源化利用领域，具体而言，涉及一种铜、铅锌冶炼废水污泥资源化利用的方法及其用途。
背景技术
废水处理过程中产生的污泥含有很多有毒有害的重金属(如Cd、As、Cu、Cr、Se等)，对环境构成极大的污染和潜在的威胁。铜火法冶炼排放的固体废物中，污酸处理系统的砷滤饼及石灰中和渣属于危险废物，其中主要成分为As、Pb、Cd、Zn、Cu等，因此，砷元素的安全处置是铜冶炼系统亟待解决的问题。铅锌冶炼过程中主要的污染源之一是废水，废水中通常含有一定量的Pb、Hg、Cd、Zn、Cu、As等重金属阳离子和F、Cl和SO42-等有害阴离子，因此，通过污酸系统后形成的废水处理污泥，也常常会含有以上离子，重金属超标，难以处理，属于危险废物。针对废水处理污泥的特点及其危害性，从环境污染防治和资源循环利用的角度考虑，目前主要进行固化/稳定化处理，将其无害化后进行填埋处置，但是该方法虽然能暂时性的使得污泥的浸出毒性达标，但是长期稳定无害化效果无法保证，在不稳定的外界环境中容易二次污染，处理不彻底，而且存在处理工艺复杂以及处理成本高的问题。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铜、铅锌冶炼废水污泥资源化利用的方法，该方法实现了铜、铅锌冶炼废水污泥中有害组分的彻底去除和资源化利用。
本发明提供的铜、铅锌冶炼废水污泥资源化利用的方法，包括以下步骤：
(a)将铜、铅锌冶炼废水污泥进行预烧，得到重金属气态物;
(b)将预烧后的污泥与催化剂进行煅烧，催化剂包括碳和/或铁的氧化物，煅烧温度为800-1250℃，煅烧时间为10-60min，得到硫的氧化物和氧化钙。
进一步地，煅烧温度为1000-1250℃;
优选地，煅烧时间为20-50min。
进一步地，碳与预烧后的污泥中硫酸钙的物质的量的比为(0.5-1.4)：1;
优选地，铁的氧化物的添加量为预烧后的污泥质量的8%-12%;
优选地，铁的氧化物包括氧化铁。
进一步地，还包括对铜、铅锌冶炼废水污泥进行除杂的步骤，然后再进行预烧;
优选地，除杂包括：将铜、铅锌冶炼废水污泥加水搅拌;
优选地，加水量为所述铜、铅锌冶炼废水污泥质量的5%-30%;
优选地，搅拌时间为5-40min。
进一步地，在除杂后还依次包括固液分离和干燥的步骤，然后再进行预烧;
优选地，固液分离的方式包括压滤;
优选地，压滤后铜、铅锌冶炼废水污泥的含水率为35-40wt%;
优选地，利用锤式干燥机进行所述干燥;
优选地，干燥温度100-300℃;
优选地，干燥后所述铜、铅锌冶炼废水污泥的含水率为2-5wt%。
进一步地，预烧温度为700-950℃，预烧时间为50-80min;
优选地，利用回转窑进行预烧;
优选地，预烧温度为700-900℃;
优选地，预烧时间为60-80min。
进一步地，铜、铅锌冶炼废水污泥中包括质量分数为60-95%的二水硫酸钙;
优选地，铜、铅锌冶炼废水污泥的初始含水率为10-50wt%。
进一步地，硫的氧化物包括二氧化硫。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种前面所述的方法在制备硫酸中的用途。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种前面所述的方法在酸性废水中和中的用途。
与现有技术相比，本发明至少可以取得以下有益效果：
上述方法首先将铜、铅锌冶炼废水污泥进行预烧，预烧过程中能够使污泥中的砷等重金属有害成分挥发为气态物，然后与催化剂共同进行煅烧，将污泥中的硫酸钙转变为硫的氧化物和氧化钙，最后可以将重金属气态物、硫的氧化物和氧化钙收集起来，收集到的重金属气态物可进行进一步的分离和纯化处理，得到单一成分的重金属，收集到的硫的氧化物可作为制备硫酸的原料，收集到的氧化钙可作为酸性废水中和的药剂使用，而经过处理后的污泥可直接进行填埋，由此实现铜、铅锌冶炼废水污泥的资源化利用。
该方法中的催化剂包括碳和/或铁的氧化物，例如碳、铁的氧化物或碳和铁的氧化物的组合等。该催化剂的催化效率较高，采用该催化剂能够有效降低煅烧温度，提高污泥中硫酸钙的转化效率，而其他催化剂的催化效率相对较低。（发明人杨航;赵庆朝;李伟光;朱阳戈;申士富;刘海营）