申請日2016.07.20

　　公開(公告)日2016.12.07

　　IPC分類號C04B33/138; C04B33/135; C04B33/132; C04B33/13

　　摘要

　　一種冷軋含鉻污泥陶粒，其原料組成及wt%為：含鉻污泥：15～50%，石灰石粉：5～30%，廢焦粉或煤矸石或兩者的任意比例混合料：2～8%，粘土：5～30%，純丙烯酸乳液：0.1～5%，燒結脫硫石膏：5～20%。制備步驟：在含鉻污泥表面噴灑純丙烯酸乳液或經稀釋后的丙烯酸乳液，使含鉻污泥表面予以固化;加入石灰石粉，廢焦粉或煤矸石或兩者的任意比例混合料，粘土，燒結脫硫石膏并混合均勻;噴霧式加水并攪拌;制陶粒;烘干;燒結;自然冷卻至室溫。本發明既可在保證操作人員的安全下，解決冷軋含鉻污泥的危險廢棄物排放和處理問題，防止環境污染，還使其變廢為寶�？晒澕s每年接近2000萬元的處置費用。

　　權利要求書

　　1.一種冷軋含鉻污泥陶粒，其原料組成及重量百分比含量為：含鉻污泥：15～50%，石灰石粉：5～30%，廢焦粉或煤矸石或兩者的任意比例混合料：2～8%，粘土：5～30%，純丙烯酸乳液：0.1～5%，燒結脫硫石膏：5～20%。

　　2.制備權利要求1所述的一種冷軋含鉻污泥陶粒的方法，其步驟：

　　1)在含鉻污泥表面噴灑0.1～5%的純丙烯酸乳液或經稀釋后的丙烯酸乳液，使含鉻污泥表面予以固化;所述稀釋后的丙烯酸乳液為純丙烯酸乳液加水而成，加水比例不超過純丙烯酸乳液的100%;

　　2)將表面固化后的含鉻污泥與石灰石粉：5～30%，廢焦粉或煤矸石或兩者的任意比例混合料：2～8%，粘土：5～30%，燒結脫硫石膏：5～20%混合均勻;

　　3)噴霧式加水并攪拌，加入的水量以使所混合的料以能制成粒度為1~6mm陶粒為原則;

　　4)進行常規制陶粒;

　　5)對所制陶粒進行烘干，烘干溫度為100～120℃，烘干時間不少于15分鐘;

　　6)進行燒結，燒結溫度為1050～1250℃，并在此溫度下保溫不少于10分鐘;

　　7)自然冷卻至室溫。

　　3.如權利要求2所述的制備一種冷軋含鉻污泥陶粒的方法，其特征在于：含鉻污泥陶粒的形狀為圓形或橢圓形或方形或長方形或菱形。

　　說明書

　　一種冷軋含鉻污泥陶粒及制備方法

　　技術領域

　　本發明涉及一種環保固廢處理工藝，它主要用于軋鋼過程的冷軋含鉻污泥的處理工藝。

　　背景技術

　　在冷軋生產過程中存在含鉻污泥的排放，六價鉻是致癌物質，公司每年用于危險廢棄物的處理費用高達2000多萬元，在鋼鐵行業不景氣的條件下，需要采取措施自我消化含鉻污泥。武鋼資源集團烏龍泉礦有生產活性石灰的回轉窯，可以依靠周圍的石灰石廢棄礦和粘土剝離物來燒陶粒，以穩定含鉻的轉化。這種技術和構思有實際應用價值，因此有必要申報專利加以保護。

　　經檢索，中國專利申請號為CN201210394435.X的文獻，其公開了《一種制備含鉻污泥陶粒的方法》，其中鉻泥經濕磨至120目，城市污泥、風化巖、淤泥或高嶺土烘干后和還原劑一起干磨至100目;混合均勻，壓制成直徑為10mm，長度為20mm的條形顆粒，經成球、烘干后進入回轉窯高溫1230-1330℃煅燒45分鐘，即得到含鉻污泥陶粒。該方法為治理皮革生產中產生的含鉻污泥，除毒徹底、可靠，工藝簡單，吃泥量大，可同時治理大部分重金屬污染物，生產成本低廉。成品可作為路基材料、混凝土骨料、輕質磚填充料。由于該專利存在鉻泥存在濕磨至120目的環節，不可避免的存在鉻泥干燥過程的水分排放或蒸發，存在人與材料的接觸作業的機會，存在二次污染及對人身的傷害問題。

　　中國專利申請號為CN201310071016.7的文獻，其公開了《含釩鉻污泥的利用方法》，其將含釩鉻泥烘干后加入有機粘結劑和碳化硅粉末，加工形成球狀并再次進行烘烤，得到含釩鉻泥球;將含釩鉻泥球返回煉鋼LF爐精煉工序，利用LF爐將含釩鉻泥球中Cr2O3、V2O5氧化物的Cr元素、V元素還原后進入鋼水進行微合金化�？沙浞掷�用含釩鉻污泥中的合金，以達到微合金化生產低合金鋼的效果。該專利僅僅是將含釩鉻泥烘干后加工成含釩鉻泥球;返回煉鋼LF爐精煉工序，仍然存在干燥過程人與材料的接觸作業的機會，存在二次污染及對人身的傷害問題。

　　中國專利申請號為 CN200610023805.3的文獻，其公開了《一種鋼鐵廠廢水污泥的鉻回收及其資源化方法》，其將鋼鐵廠廢水污泥中鉻回收并使殘渣適合資源化利用;通過將污泥適當干燥后與碳酸鈉 (鉀)混合并在600~900℃下焙燒，然后用水浸取來實現鉻的回收;液固分離后的殘渣即成為生產沼氣脫硫劑的良好原料。污泥與碳酸鈉(鉀)混合質量比為1∶0.4~1，焙燒時間為0.5~6h;焙燒產物浸取鉻時固液比為1∶5～20、時間0.2～12h。殘渣作為原料生產脫硫劑時，除添加必要的助劑外不需要任何處理。整個過程沒有污染物產生，鋼鐵廠廢水，污泥得到完全回收和資源化利用。該專利將污泥與碳酸鈉 (鉀)混合用水浸取來實現鉻的回收;成本高，利用強堿，腐蝕性強，存在二次污染及對人身的傷害問題。

　　中國專利申請號為CN201410689055.8的文獻，其公開了《一種利用鉻渣和鉻污泥制備活性渣粉的方法》，其利用鉻渣和鉻污泥制備活性渣粉;以鉻渣、鉻污泥、廢棄物、石膏、廢石粉、碳基物為原料,經備料,配料、均質,成型,還原焙燒、急冷,加醇胺型助劑和石膏配料,或加醇胺型助劑、改性膨潤土和石膏配料一起粉磨制成細度為80μm篩余≤18%的活性渣粉。該專利沒有解決鉻渣的安全問題，存在二次污染的擴散問題。

　　中國專利申請號為CN200910230708.5的文獻，其公開了《一種利用制革污泥制備陶粒的方法》，其在于將脫水后的制革污泥和粘土進行干燥處理;按照制革污泥∶粘土∶粉煤灰=35～55%∶25～45%∶0～20%的重量百分比進行配料，加水攪拌并混合均勻，得到混合濕料;將混合濕料用造粒機進行造粒，得到陶粒坯料;利用加熱的方法去除陶粒坯料中的有機物，然后再在1100～1250℃的溫度下燒制陶粒坯料30～60分鐘，冷卻至室溫得到陶粒產品。該專利沒有使用還原劑，解決不了鉻渣的穩定處理問題。

　　中國專利申請號為CN201510175662.7的文獻，其公開了《一種緩釋微量銅和鎳金屬元素污泥陶粒的制備方法》，其是分別將污水廠污泥、粉煤灰、粘土烘干，用200目篩子篩分，按3-5g、6-8g、8-10g比例稱取污泥、粉煤灰、粘土攪拌均勻，緩慢加入適量水并充分攪拌，放入壓力機中擠壓成型為4~6mm生料陶粒，在100℃下烘干，預熱20min，然后在1050℃下進行煅燒16min即制得污泥陶粒。將陶粒放入含有CuCl2和NiCl2的混合溶液中浸漬，取出烘干備用。用環氧樹、脂酰胺樹脂、乙醇溶液與淀粉混合制備成為包覆材料，加入浸漬烘干好的陶粒，攪拌，使陶粒表面均勻涂覆上述混合物，放入烘箱中烘干，制備出具有緩釋微量銅和鎳金屬元素的污泥陶粒。該陶粒適用于缺乏微量金屬Cu2+、Ni2+元素的有機廢水厭氧生物處理，廢水COD的去除率可以提高12%以上。該專利沒有使用還原劑，對鉻渣的穩定處理無借鑒作用。

　　中國專利申請號為CN201510549710.4的文獻，其公開了一種《采用陶砂與煙道灰再生制備污泥陶粒的方法》，其利用陶粒制備的尾氣對陶砂進行預熱至60-80℃后，加入預先按照對應的質量比混合均勻的濕污泥、陶粒煅燒飛灰、聚硅酸亞鐵、高鋁水泥和聚羧酸減水劑，再次攪拌均勻并靜置5-10min，利用板式壓濾并控制其水分為15-25%，在造粒機上造粒，在100-110℃干燥9-15min，然后經500-600℃預燒后快燒至1200-1250℃即可。這種發明對于含鉻污泥而言，成本高，與水泥有速凝性，不適宜造球處理。

　　中國專利申請號為CN201510260246.7的文獻，其公開了《一種頁巖污泥陶粒的制備方法》包括：(1)將污泥與頁巖以重量比為2-3:7-8混合，攪拌均勻后發酵7-10天;(2)將發酵后的物料攪拌均勻，送入對輥制粒機制粒，得粒徑為8-16mm的球粒;(3)將球粒送入回轉窯進行預熱烘干和焙燒，預熱烘干溫度為400-500℃，當含水百分量為1%以下時進入焙燒段，焙燒溫度為1180-1200℃，焙燒時間為130s，制得頁巖污泥陶粒;此發明的造球塑性不夠，無還原劑，鉻的價態轉化困難。

　　中國專利申請號為CN201110308572.2的文獻，其公開了《一種污泥燒制陶粒的方法》，其工藝流程是用土工管袋或其他脫水方式將污泥使污泥含水率降低到45%～55%，與粘土類原料按體積1∶1混合后造粒，經傳送機傳送至陶�；剞D窯燒制。本發明造粒前不用對污泥經行烘干，將采用土工管袋或其他方式將含水率降低到50%左右的污泥混合適當比例的粘土直接擠壓造粒，減少能耗，回轉窯處理能力大，效率高，能有效的實現污泥資源化利用。該專利用土工管袋或其他脫水方式脫水，對含鉻污泥，存在二次污染及對人身的傷害問題。

　　上述方法中均未涉及解決冷軋含鉻污泥在生產過程中的固化、穩定和環境影響問題，難以解決冷軋含鉻污泥的問題。

　　發明內容

　　本發明在于克服新游技術存在的不足，提供一種既能解決含鉻污泥有毒害，容易造成污染，運輸不方便，不容易保存的難題，還能將廢棄物綜合利用制成建筑用陶粒，又安全環保的冷軋含鉻污泥陶粒及制備方法。

　　實現上述目的的措施：

　　一種冷軋含鉻污泥陶粒，其原料組成及重量百分比含量為：含鉻污泥：15～50%，石灰石粉：5～30%，廢焦粉或煤矸石或兩者的任意比例混合料：2～8%，粘土：5～30%，純丙烯酸乳液：0.1～5%，燒結脫硫石膏：5～20%。

　　制備一種冷軋含鉻污泥陶粒的方法，其步驟：

　　1)在含鉻污泥表面噴灑0.1～5%的純丙烯酸乳液或經稀釋后的丙烯酸乳液，使含鉻污泥表面予以固化;所述稀釋后的丙烯酸乳液為純丙烯酸乳液加水而成，加水比例不超過純丙烯酸乳液的100%;

　　2)將表面固化后的含鉻污泥與石灰石粉：5～30%，廢焦粉或煤矸石或兩者的任意比例混合料：2～8%，粘土：5～30%，燒結脫硫石膏：5～20%混合均勻;

　　3)噴霧式加水并攪拌，加入的水量以使所混合的料以能制成粒度為1~6mm陶粒為原則;

　　4)進行常規制陶粒;

　　5)對所制陶粒進行烘干，烘干溫度為100～120℃，烘干時間不少于15分鐘;

　　6)進行燒結，燒結溫度為1050～1250℃，并在此溫度下保溫不少于10分鐘;

　　7)自然冷卻至室溫。

　　其在于：含鉻污泥陶粒的形狀為圓形或橢圓形或方形或長方形或菱形。

　　本發明中有關原料及主要工藝的作用及機理：

　　含鉻污泥：工業有毒廢料，在本工藝中作為填料、燒結劑的作用，與粘土反應燒結。

　　石灰石粉：工業生產活性石灰的下腳料細粉，在本工藝中作為填料、燒結劑、固化形成鉻酸鈣的物質來源。

　　廢焦粉或煤矸石：提供還原劑，將六價鉻轉化為三價鉻穩定化處理。

　　粘土：作為陶粒的結合劑、促進燒結劑使用。

　　純丙烯酸乳液：含鉻污泥的表面包覆劑，防止其泄漏揮發，減少與人的皮膚接觸，減少灰塵的飄散。

　　燒結脫硫石膏：脫硫工業廢棄物，作為陶粒的結合劑、造球的成型劑使用。

　　本發明與一般的陶粒和含鉻污泥的處理方式不同，在污泥處理過程中，不干燥，不脫水，直接用挖掘機挖出后噴灑純丙烯酸乳液表明固化風干后可以安全運輸，無污染。利用廢焦粉或煤矸石提供還原劑，將六價鉻轉化為三價鉻穩定化處理。利用工業生產活性石灰的下腳料石灰石細粉，作為填料、燒結劑、將鉻固化形成鉻酸鈣;利用燒結脫硫石膏作為陶粒的結合劑、造球的成型劑使用。利用不同的廢棄物資源將含鉻污泥處理，生產過程沒有二次污染問題。

　　本發明用冷軋含鉻污泥制備的陶粒，既可自保證操作人員的安全下，解決冷軋含鉻污泥的危險廢棄物排放和處理問題，防止環境污染，還能使其變廢為寶，應用于建筑領域，還可節約每年接近2000萬元的處置費用。