[发明专利]一种利用不锈钢除尘灰制备玻璃化产物的方法

说明书

本发明涉及一种利用不锈钢除尘灰制备玻璃化产物的方法，将不锈钢除尘灰、硅质校正料、铝质校正料、钙质校正料及熔剂助剂按一定的质量比例混合、研磨，加乙醇或水旋转混合，烘干；烘干后的混合生料置于氧化铝坩埚或铂金坩埚中，然后放入高温电阻炉中加热熔融，并保温一段时间。保温结束后制备的高温熔融产物从炉中取出，经液氮或水淬冷却，冷却后烘干干燥，即得玻璃化产物。利用该方法制备的玻璃化产物可以使其显著减容、体积小、结构致密、孔隙率低、强度高、重金属浸出毒性极低、对人体健康及环境风险小，可作为一般固体废物进行管理。本发明也为后续玻璃化产物资源化综合利用提供新思路，改变不锈钢除尘灰传统的利用处置方式。

技术领域

本发明涉及利用危险废物不锈钢除尘灰制备玻璃化产物的方法，属于危险废物减量化、无害化、资源化利用领域。

背景技术

不锈钢除尘灰是不锈钢在冶炼过程中由不同的冶炼设备除尘装置收集的混合物。据统计，不锈钢除尘灰的产出量约是不锈钢装炉量的2％～4％。中国特钢企业协会不锈钢分会统计数据表明，2017年中国不锈钢粗钢产量2577万吨，历史堆存及每年新增不锈钢除尘灰达几百万吨。不锈钢除尘灰主要含有Fe、Cr、Ni、Si、Ca、Mn、Zn、Al、Mg、P、S等元素。早在1976年美国环境保护局(EPA)就已经将不锈钢冶炼过程使用的电弧炉烟尘列为代号K061的有毒固体废弃物，以防止随意堆放或填埋时有害物质浸出，造成地下水及土壤污染。我国在2016年8月1日起开始施行新的《国家危险废物名录》，不锈钢除尘灰列为HW21含铬废物中有毒危险废物，这些含铬、镍等重金属的除尘灰不得随意排放堆存，会对人体健康、地表水、地下水及周围土壤造成损害污染，因此需要按照危险废物严格管理。

目前，不锈钢除尘灰的利用处置主要以重金属Fe、Cr、Ni、Zn等还原回收、固化填埋等方式。GB5085.7-2007《危险废物鉴别标准通则》规定具有毒性(包括浸出毒性、急性毒性及其他毒性)和感染性等一种或一种以上危险特性的危险废物处理后的废物仍属于危险废物。这说明不锈钢除尘灰还原提取重金属合金后的废渣仍为危险废物。《国家危险废物名录》HW18焚烧处置残渣中废物代码772-004-18规定“危险废物等离子体、高温熔融等处置过程产生的非玻璃态物质和飞灰”为危险废物。因此，从固体废物管理及技术角度，危险废物转变成非危险废物，玻璃化处置技术是其优选的方式之一，近年在国内外得到了快速的研究发展。欧盟废物名录明确规定危险废物处置后所产生的玻璃态残渣是一般固体废物(代码:190401)，不作为危险废物进行管理。美国EPA出台《危废玻璃化工程技术手册》，用于指导危险废物玻璃化处置技术的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用不锈钢除尘灰制备玻璃化产物的方法，利用该方法制备的玻璃化产物可以使其显著减容、体积小、结构致密、孔隙率低、强度高、重金属浸出毒性极低、对人体健康及环境风险小，可作为一般固体废物进行管理。本发明也为后续玻璃化产物资源化综合利用提供新思路，改变不锈钢除尘灰传统的利用处置方式。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种利用不锈钢除尘灰制备玻璃化产物的方法，包括以下步骤：

(1)湿法旋混生料：将不锈钢除尘灰、硅质校正料、铝质校正料、钙质校正料及熔剂助剂按一定的质量比例混合、研磨，加乙醇或水旋转混合，烘干；研磨料球比为1:1～1:3，研磨时间0.5～2h，烘干温度105～120℃；

(2)将步骤(1)中烘干后的混合生料置于氧化铝坩埚或铂金坩埚中，然后放入高温电阻炉中加热熔融，并保温一段时间；高温电阻炉中的升温程序是先以5～20℃/min的升温速率从室温加热到200℃，保温0.5～1h；然后以5～10℃/min的升温速率从200℃加热到1450℃～1600℃，保温1～2h；

(3)保温结束后制备的高温熔融产物从炉中取出，经液氮或水淬冷却，冷却后烘干干燥，即得玻璃化产物。

所述的硅质校正料为膨润土、凹凸土、硅藻土、石英砂中的一种或几种的混合物。