[发明专利]不锈钢下脚泥中温还原无害化处置方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工污染物处理方法，具体是指一种用于不锈钢加工企业所产生的下脚泥的无害化处理方法。

技术背景

我国是一个不锈钢生产大国，年产量已达2000万吨，每年都要生产大量的不锈钢产品，加工过程中伴随着的是大量的酸洗废水的产生。而且这些废水经处理后产生的污泥含有大量的重金属和有害元素，若不进行妥善处理，则会严重污染环境。

据浙江松阳县的不锈钢管加工企业，2011年出产不锈钢制品达25万吨以上，这些企业在产品深加酸洗过程中每年约有50万吨酸洗废水产生，用石灰法处理后产生污泥约2.8万吨/a。经湿法冶炼提取铬镍重金属后下脚泥(尾渣)仍含有一定的铁、镍、铬等污染物质，还属危险固废如处理不当将会给环境带来了很大的影响。本发明人根据对下脚污泥取样的分析检测结果，并经过大量的试验研究，提出了对含镍铬等重金属的下脚泥集中进行无害化处置的工艺技术方案。

国内外目前对含重金属污泥处置的方法较多，主要分为两大类：一、先进行资源化回收利用，后进行无害化处置；二、直接进行无害化处置。在资源化回收利用方面，又有火法冶炼和湿法冶炼之分，火法冶炼回收率较高，但由于其能耗和环境污染等瓶颈约束，受到控制；而湿法冶炼虽有其能耗较低的优点，但存在下脚泥(尾渣)仍然属危险固废这一突出问题，目前有效的解决办法是制砖或制水泥；通过玻璃化或晶格扭曲法，使重金属稳定化；但在经济发达地区，尤其人口聚集城市，如上海市，砖厂和水泥厂已不允许存在；因此，如何科学解决这一发展与环保的矛盾，已成为众多环保科技工作者共同关注，但目前尚未有妥善解决的历史性难题。

而且，在不锈钢生产过程中产生下脚泥中含有阳离子主要为Cr³⁺、Ni²⁺、Fe³⁺、Ca²⁺；阴离子主要为F^-1、NO₃^-1、SO₄^2-、Cl^-1等，若在下脚泥中重金属未经处理，则不符合我国相关环保法律、法规的规定，即不能排放。为此，我国的不锈钢生产企业也会对其产生的下脚泥进行处理，而处理过程中则需要大量的能耗，比如采用高温处理，温度达到1000℃以上，才能将这些有害的离子进行转化，最终才排放或排出系统进行另用。另外，目前对上述下脚泥处理所需要的设备投资也非常巨大，处理成本很高，导致不锈钢生产企业的生产成本上升，最终导致没有竞争力等。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提出一种投资少、处理成本低的无害化处理方法。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

不锈钢下脚泥中温还原无害化处置方法，其特征在于包括下述步骤：

(1)将不锈钢下脚泥自然晾晒，使其水份的质量含量降至35％～45％；由于在不锈钢生产企业中出来的下脚泥的含水量较高，一般会达到60～70％，若不进行水份降低处理，则对于后面处理工艺过程中的能耗降低会带来不利影响，而若将水份通过晾晒降到很低，则需要更长的时间、更大场地等，这些从经济的角度来讲，是需要充分考虑的，否则在实际运用中则不具有推广价值，所以在本发明中，将下脚泥中的水份降至35％～45％是经发明人长期运行后、综合经济成本得出的结论；

(2)将上述经晾晒的不锈钢下脚泥再经烘干，使不锈钢下脚泥的水份质量含量降至5％～10％；为了更有效处理下脚泥，需要把下脚泥中的水份再进一步降低，在本发明中选择了烘干方法来去除下脚泥中的水份，也是发明人经综合经济成本考虑后得出的结论；而且其中水份含量的多少更是发明人长期总结的结果；

(3)再经烘干的不锈钢下脚泥中加入添加剂、还原剂，并混合均匀；其中所述的添加剂为氧化钙、或氧化镁、或两者的混合物；作为优选，本发明中的还原剂为煤炭，煤炭用量为下脚泥质量的4～6％；

在不锈钢下脚泥中含有Cr³⁺、Ni²⁺、Fe³⁺、Ca²⁺等阳离子，阴离子主要为F^-1、NO₃^-1、SO₄^2-、Cl^-1等，

通过加入添加剂，则添加剂可以与下脚泥中的离子进行反应，其反应机理为：金属的卤化物及硫酸盐被钙镁离子置换成相应的氧化物：

MeR₂+CaO＝CaR₂+MeO