公布日：2023.12.05
申请日：2023.09.11
分类号：C02F5/02(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;B01J20/34(2006.01)I;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本发明涉及利用炼钢钢渣处理工序资源化利用高浓度污水的工艺，具体包括如下步骤：S1、首先在一个热闷渣渣池子处理结束后，将高浓度污水向渣池子内注入，利用处理后的钢渣集料吸附污水中的有机物和重金属等悬浮物；S2、高浓度污水加入结束后，等待渣中自由水大部分进入循环水系统后，等待钢渣干燥后待用；本发明利用高浓度污水中的氟离子，与钢渣处理过程中的循环水发生反应，降低了循环水中钙镁离子的浓度，有利于钢渣循环水的循环利用；资源化利用了高浓度污水，分解了高浓度污水中的有机物、利用分解的有机物还原钢渣中的高价氧化铁，能够增加钢渣磁选回收含铁物质的量。
权利要求书
1.利用炼钢钢渣处理工序资源化利用高浓度污水的工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、首先在一个热闷渣渣池子处理结束后，将高浓度污水向渣池子内注入，利用处理后的钢渣集料吸附污水中的有机物和重金属等悬浮物；S2、高浓度污水加入结束后，等待渣中自由水大部分进入循环水系统后，等待钢渣干燥后待用；S3、将以上干燥后的钢渣，加入装有液态钢渣的一个渣罐中，静置30min左右，将渣罐中的高温钢渣倒入渣池子中，利用热态钢渣分解有机物，同时还原钢渣中的重金属化合物；S4、重复以上的作业，不断将吸附高浓度污水的钢渣加入到装有液态钢渣的渣罐中，静置30min后倒入渣池子，待渣池子装满为止后，静置60min后，按照常规的渣处理工艺处理即可，尾渣按照正常的资源化利用工艺利用。
2.根据权利要求1所述的利用炼钢钢渣处理工序资源化利用高浓度污水的工艺，其特征在于：S1中热闷渣渣池子处理结束后的渣温控制在100～200℃。
3.根据权利要求1所述的利用炼钢钢渣处理工序资源化利用高浓度污水的工艺，其特征在于：S1中高浓度污水的加入量为每吨钢渣加入300～500kg。
4.根据权利要求1所述的利用炼钢钢渣处理工序资源化利用高浓度污水的工艺，其特征在于：S3中干燥后的钢渣的加入量按照每吨液态钢渣加入100～250kg。
5.根据权利要求1所述的利用炼钢钢渣处理工序资源化利用高浓度污水的工艺，其特征在于：S1中的钢渣集料是一种多孔碱性物质，并且具有较强的碱性，该钢渣集料含有的成分有：金属铁、氧化钙、氧化镁和氧化锰，能够与污水中的油污发生反应，形成油脂酸盐，存在于钢渣集料中。
6.根据权利要求1所述的利用炼钢钢渣处理工序资源化利用高浓度污水的工艺，其特征在于：钢渣能够吸附污水中的有机物和重金属，污水中的氯离子能够与钢渣集料中的f-MgO发生反应，形成氯化镁、进一步与钢渣中的f-MgO形成镁质水泥的前驱体，能够提高钢渣的胶凝性质。
7.根据权利要求6所述的利用炼钢钢渣处理工序资源化利用高浓度污水的工艺，其特征在于：钢渣吸附污水中的有机物和重金属的具体步骤如下：T1、将钢渣，加入到液态钢渣中，利用油脂和有机物在960℃左右裂解产生的C、H还原钢渣中的高价重金属氧化物，其主要的反应有：
CxHyCOOCnHm+Q→(x+n)C+(y+m)H+H2O
C+CuO＝Cu+CO
FeO+C＝Fe+CO
Fe2O3+3C＝2Fe+3CO
其中的金属和金属氧化物在钢渣的磁选过程中通过筛分和磁选工艺回收，做为含铁原料重新在炼钢或者炼铁工序资源化利用；T2、进入钢渣处理循环水的氨氮化合物，在碱性高温条件下发生分解反应，生成氮气和水，实现无害化转化；T3、进入钢渣循环水的F-离子，与水中的Ca2+、Mg2+离子发生反应，形成难溶性的氟化物，实现危险物质的无害化转化，其主要的化学反应如下
2F-+Ca2+＝CaF2
2F-+Mg2＝MgF2；
T4、部分没有参与化学反应的有害物质，最终进入钢渣中，由于钢渣是一种过烧的硅酸盐水泥熟料，在钢渣被资源化利用后形成水化产物，有害物质存在于水化产物中，有害物质的成矿封存(As、Cd等)，达到无害化的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供利用炼钢钢渣处理工序资源化利用高浓度污水的工艺，解决了现有技术中存在的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
利用炼钢钢渣处理工序资源化利用高浓度污水的工艺，具体包括如下步骤：
S1、首先在一个热闷渣渣池子处理结束后，将高浓度污水向渣池子内注入，利用处理后的钢渣集料吸附污水中的有机物和重金属等悬浮物；
S2、高浓度污水加入结束后，等待渣中自由水大部分进入循环水系统后，等待钢渣干燥后待用；
S3、将以上干燥后的钢渣，加入装有液态钢渣的一个渣罐中，静置30min左右，将渣罐中的高温钢渣倒入渣池子中，利用热态钢渣分解有机物，同时还原钢渣中的重金属化合物；
S4、重复以上的作业，不断将吸附高浓度污水的钢渣加入到装有液态钢渣的渣罐中，静置30min后倒入渣池子，待渣池子装满为止后，静置60min后，按照常规的渣处理工艺处理即可，尾渣按照正常的资源化利用工艺利用。
优选的，S1中热闷渣渣池子处理结束后的渣温控制在100～200℃。
优选的，S1中高浓度污水的加入量为每吨钢渣加入300～500kg。
优选的，S3中干燥后的钢渣的加入量按照每吨液态钢渣加入100～250kg。
优选的，S1中的钢渣集料是一种多孔碱性物质，并且具有较强的碱性，该钢渣集料含有的成分有：金属铁、氧化钙、氧化镁和氧化锰，能够与污水中的油污发生反应，形成油脂酸盐，存在于钢渣集料中。
优选的，钢渣能够吸附污水中的有机物和重金属，污水中的氯离子能够与钢渣集料中的f-MgO发生反应，形成氯化镁、进一步与钢渣中的f-MgO形成镁质水泥的前驱体，能够提高钢渣的胶凝性质。
优选的，钢渣吸附污水中的有机物和重金属的具体步骤如下：
T1、将钢渣，加入到液态钢渣中，利用油脂和有机物在960℃左右裂解产生的C、H还原钢渣中的高价重金属氧化物，其主要的反应有：
CxHyCOOCnHm+Q→(x+n)C+(y+m)H+H2O
C+CuO＝Cu+CO
FeO+C＝Fe+CO
Fe2O3+3C＝2Fe+3CO
其中的金属和金属氧化物在钢渣的磁选过程中通过筛分和磁选工艺回收，做为含铁原料重新在炼钢或者炼铁工序资源化利用；
T2、进入钢渣处理循环水的氨氮化合物，在碱性高温条件下发生分解反应，生成氮气和水，实现无害化转化；
T3、进入钢渣循环水的F-离子，与水中的Ca2+、Mg2+离子发生反应，形成难溶性的氟化物，实现危险物质的无害化转化，其主要的化学反应如下：
2F-+Ca2+＝CaF2
2F-+Mg2＝MgF2；
T4、部分没有参与化学反应的有害物质，最终进入钢渣中，由于钢渣是一种过烧的硅酸盐水泥熟料，在钢渣被资源化利用后形成水化产物，有害物质存在于水化产物中，有害物质的成矿封存(As、Cd等)，达到无害化的目的。
本发明的有益效果：本发明利用高浓度污水中的氟离子，与钢渣处理过程中的循环水发生反应，降低了循环水中钙镁离子的浓度，有利于钢渣循环水的循环利用；资源化利用了高浓度污水，分解了高浓度污水中的有机物、利用分解的有机物还原钢渣中的高价氧化铁，能够增加钢渣磁选回收含铁物质的量；减少了钢渣处理过程的水耗，降低了高浓度污水的处理成本。
（发明人：赵旭章;苏万忠;杨杰;曹震;刘文胜;俞海明;王强）