铜冶炼污泥的处理方法与流程

767 编辑：中冶有色技术网来源：中国铝业股份有限公司

2023-09-22 15:56:21

一种铜冶炼污泥的处理方法，涉及一种铜冶炼污泥的综合利用与环保处理方法。

背景技术：

铜冶炼工厂普遍采用石灰-铁盐法处理酸性废水,产生大量含砷及cu、hg等重金属的铜冶炼污泥。这些重金属化合物很不稳定,堆存情况下很容易释放重金属离子。目前铜冶炼污泥已作为含铜废物、含汞废物被列入危险废物名录，其砷离子浸出毒性也远超《中华人民共和国国家标准-危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(gb5085.3-2007)标准，需要专业机构进行处理，处置成本较高。

目前，国内外对铜冶炼污泥等危险固体废弃物的处理方法主要是固化处理后考虑综合利用。固化处理是利用物理-化学方法将危险废弃物掺和并包裹在密实的惰性材料中，使危险废弃物稳定化的一种过程。

固化技术最先是从处置放射性危险废弃物发展而来的，日本、欧洲已应用多年。近年来，美国开始重视此技术。时至今日，固化技术已广泛应用于处理砷渣、汞渣、电镀污泥、镉渣等。日本、美国已经规定固化技术可应用于处理危险废弃物包括炼钢产生的污泥、铅基引爆剂废水处理产生污泥、炼油厂副油渣、处理金属表面产生的重金属污泥以及电镀污泥等。

目前，国内外危险废物固化技术主要包括水泥固化、塑性固化、石灰固化、自胶结固化和熔融固化五种固化方法。其固化原理、适用范围和优缺点如下表所示。

五种固化形式各有优缺点，总的来说，工艺简单、成本低的其固化效果不够理想，增容也较大；工艺复杂、效果较好的需要专业人员和设备，成本较高。因此，研发一种成本低、效果好的复合型固化方式是行业的未来趋势。

cn106978609a公开了一种含铜污泥中铜的回收和综合利用处理方法，将含铜污泥干化酸化后制得电解液进行电解得到金属铜，能实现铜的回收利用。但对其他重金属没有进行处理，废渣仍属危废。

cn103979755a公开了一种电镀污泥与低量含铜污泥综合处理方法，将待处理的电镀污泥与低量含铜污泥混合干化酸化后制得电解液并电解生成高纯度的混合金属电解板。该发明综合处理了铜冶炼污泥中的多种重金属，但是工艺复杂，成本较高。

cn103011738a公开了一种铜污泥的固化方法，该方法以冶金工业铜污泥、粉煤灰、水泥、艾萨炉渣等为原料，通过混配混磨、注模、成型、养护等工艺制备得到成品，充分利用了冶金行业中的废物资源，但仅仅利用粉煤灰的吸附和水泥等材料的固化性能，需加入较高比例的粉煤灰和水泥等原料，体积增加较大。

cn201410197446.8提供了一种高砷重金属污泥资源综合利用的方法，将高砷重金属污泥干燥粉碎后高温分解提取重金属、制备硫酸，达到了资源综合利用的目的。但工艺复杂，耗能较大。

cn201410841628.4提供了一种多循环选择性浸出铜冶炼废水污泥中铜锌镍的方法，采用多次分段酸化的方法将铜冶炼污泥中的重金属浸出提取，原理清晰，方法简单，但工艺流程复杂，强酸用量大且有强酸性废水产生。

王湖坤，李晔等人研究了有关大冶有色金属公司铜冶炼污泥的综合利用，先从污泥里提炼铜、金、银等贵金属，然后再混合河砂、粉煤灰等材料将其压制固化。虽然能回收部分贵金属，但工艺复杂，成本高。

郑爱华等利用氨浸法回收铜冶炼污泥中的铜元素。虽能提出较多的铜但工艺复杂，且对污泥没有进行其他重金属方面的处理。

李兵等人提出了一种铜冶炼污泥处理方法，将铜冶炼工艺与含铜污泥的火法处置工艺结合起来协同处置。它不适用于大部分工艺固定的铜冶炼企业。

由此可见，上述已有的处理铜冶炼污泥的方法中，多是用来提取铜冶炼污泥中的重金属，以无害化为目的的处理方法较少，因此研究一种工艺简单、成本较低的、能协同利用多种工业固体废物对铜冶炼污泥进行无害化处理的方法迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能协同利用多种固体废弃物，工艺简单，处理成本低，重金属离子固化效果好且不产生二次污染的铜冶炼污泥处理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其处理过程将铜冶炼污泥与赤泥、矿渣、脱硫石膏进行混合，辅以少量添加剂，压制成型，养护形成污泥固化体。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的将铜冶炼污泥与赤泥、矿渣、脱硫石膏、添加剂进行混合过程的铜冶炼污泥经过稀释，然后调节ph值至9-10。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的将铜冶炼污泥与赤泥、矿渣、脱硫石膏、添加剂进行混合过程时，加入的赤泥量为：铜冶炼污泥与赤泥的重量比例为1：1-1：3。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的将铜冶炼污泥与赤泥、矿渣、脱硫石膏、添加剂进行混合过程时，加入的矿渣量为：铜冶炼污泥与矿渣的重量比为5：1-10：1。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的将铜冶炼污泥与赤泥、矿渣、脱硫石膏、添加剂进行混合过程时，加入的脱硫石膏量为：铜冶炼污泥与脱硫石膏的重量比为5：1-10：1。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的将铜冶炼污泥与赤泥、矿渣、脱硫石膏、添加剂进行混合过程时，加入的添加剂为水泥、聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的一种或其混合物，且总添加量为：铜冶炼污泥与总添加量的重量比为200：1-100：1。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其处理过程中是采用砂浆搅拌机进行混合的，其混合时间为5-10分钟。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其处理过程中采用液压机进行压制成型，其成型压力在15-30mpa。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其处理过程中成型后的养护时间在20-40小时。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的铜冶炼污泥稀释过程稀释倍数为2-4倍。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的铜冶炼污泥稀释后，加入赤泥调节ph值。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的铜冶炼污泥包括：铜火法冶炼中石灰-铁盐法处理酸性废水(污酸)过程中含重金属及砷的污泥滤饼、中和渣中的一种或其混合物。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的矿渣为：在炼铁过程中的杂质与石灰等反应生成以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的脱硫石膏为：二水硫酸钙caso4·2h2o含量≥93％的石灰-石灰石法回收燃煤或油的烟气中的二氧化硫技术的副产物。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的赤泥为：浸出ph值≥10的拜耳法赤泥。

脱硫石膏等固体废物对铜冶炼污泥进行无害化处理，利用赤泥的碱性、粘性、吸附性和可塑性，协同矿渣、脱硫石膏、等固体废物对铜冶炼污泥进行处理，通过形成氢氧化物、吸附、物理包裹、形成砷酸钙盐等方式对污泥中的重金属和砷进行无害化处理,最后形成具有一定机械强度的污泥固化体，达到固化砷离子及cu、hg等重金属离子的效果，工艺简单，处理成本低。

附图说明

图1为本发明方法的铜冶炼污泥的处理工艺流程图。

具体实施方式

一种铜冶炼污泥的处理方法，处理过程以赤泥为主要原料，协同矿渣、脱硫石膏等固体废物对铜冶炼污泥进行无害化处理，先将铜冶炼污泥进行稀释及ph调节预处理，再加入赤泥，矿渣、脱硫石膏和添加剂并混合均匀，采用液压机压制成型并养护，最后形成具有一定机械强度的污泥固化体，达到固化砷及cu、hg等重金属离子、降低环保成本的效果。

铜冶炼污泥进行稀释时，通过加入水(工业用水即可)进行稀释，稀释倍数为2-4倍；将铜冶炼污泥稀释后调节其ph值为9-10；优选ph调节剂为赤泥。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其处理过程中铜冶炼污泥与赤泥的重量比为1：1-1：3；铜冶炼污泥与矿渣的重量比为5：1-10：1；铜冶炼污泥与脱硫石膏的重量比为5：1-10：1，铜冶炼污泥与添加剂重量比为200：1-100：1。

本发明的一种铜冶炼污泥的处理方法，采用砂浆搅拌机进行混合；混合时间为5-10分钟；通过液压机进行压制成型；成型压力在15-30mpa；成型后采用自然养护的方式，其养护时间20-40小时。

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

某有色金属公司，其铜冶炼污泥处理前后浸出毒性检测如表1：

表1某有色金属公司处理前后污泥浸出毒性

将污泥稀释4倍，加入赤泥将其ph调至9，以1：1.5比例加入赤泥，以10：1的比例加入矿渣和脱硫石膏，以100：1的比例加入羧甲基纤维素，以25mpa的压力进行压制成型并养护30小时，检测其重金属浸出毒性，结果见表1，由表可知，cu浸出毒性降低67.13％，as浸出毒性降低98.4％,zn浸出毒性降低88％，cd浸出毒性降低82％，hg浸出毒性降低95％。

实施例2

某铜冶炼工厂，其铜冶炼工厂处理前后浸出毒性检测如表2：

表2某铜冶炼工厂处理前后污泥浸出毒性

将污泥稀释3倍，加入赤泥将其ph调至9.5，以1：1比例加入赤泥，以5：1的比例加入矿渣，以10：1的比例加入脱硫石膏，以150：1的比例加入聚乙烯醇，以30mpa的压力进行压制成型并养护24小时，检测其重金属浸出毒性，结果见表1，由表可知，cu浸出毒性降低62.81％，as浸出毒性降低96.51％,pb浸出毒性降低59.95％，zn浸出毒性降低80.90％，cd浸出毒性降低83.48％，hg浸出毒性降低42.86％。

实施例3

某铜冶炼企业，其铜冶炼污泥处理前后浸出毒性检测如表3：

表3某铜冶炼企业处理前后污泥浸出毒性

将污泥稀释2倍，加入赤泥将其ph调至10，以1：1比例加入赤泥，以5：1的比例加入矿渣和脱硫石膏，以100：1的比例加入水泥，以20mpa的压力进行压制成型并养护20小时，检测其重金属浸出毒性，结果见表3，由表可知，cu浸出毒性降低59.91％，as浸出毒性降低93.17％,pb浸出毒性降低85.19％，zn浸出毒性降低62.63％，cd浸出毒性降低80.36％，hg浸出毒性降低89.66％。

技术特征：

1.一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其处理过程将铜冶炼污泥与赤泥、矿渣、脱硫石膏、添加剂进行混合，压制成型，养护形成污泥固化体。

2.根据权利要求1所述的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于混合前的铜冶炼污泥需经过稀释，然后调节其ph值至9-10。

3.根据权利要求1所述的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的将铜冶炼污泥与赤泥、矿渣、脱硫石膏、添加剂进行混合过程时，加入的赤泥量为：铜冶炼污泥与赤泥的重量比例为1：1-1：3。

4.根据权利要求1所述的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的将铜冶炼污泥与赤泥、矿渣、脱硫石膏、添加剂进行混合过程时，加入的矿渣量为：污泥与矿渣的重量比为5：1-10：1。

5.根据权利要求1所述的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的将铜冶炼污泥与赤泥、矿渣、脱硫石膏、添加剂进行混合过程时，加入的脱硫石膏量为：铜冶炼铜冶炼污泥与脱硫石膏的重量比为5：1-10：1。

6.根据权利要求1所述的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的将铜冶炼污泥与赤泥、矿渣、脱硫石膏、添加剂进行混合过程时，加入的添加剂为水泥、聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的一种或其混合物，且铜冶炼污泥与添加剂总量的重量比为200：1-100：1。

7.根据权利要求1所述的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其处理过程中是采用砂浆搅拌机进行混合的，其混合时间为5-10分钟。

8.根据权利要求1所述的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其处理过程中采用液压机进行压制成型，其成型压力在15-30mpa。

9.根据权利要求1所述的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其处理过程中成型后的养护时间在20-40小时。

10.根据权利要求1所述的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的铜冶炼污泥稀释过程稀释倍数为2-4倍。

11.根据权利要求2所述的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的铜冶炼污泥稀释后，加入赤泥调节ph值。

12.根据权利要求1所述的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的铜冶炼污泥包括：铜火法冶炼中石灰-铁盐法处理酸性废水、污酸过程中含重金属及砷的污泥滤饼、中和渣中的一种或其混合物。

13.根据权利要求1所述的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的矿渣为：在炼铁过程中的杂质与石灰等反应生成以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物。

14.根据权利要求1所述的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的脱硫石膏为：二水硫酸钙caso4·2h2o含量≥93％的石灰-石灰石法回收燃煤或油的烟气中的二氧化硫技术的副产物。

15.根据权利要求1所述的一种铜冶炼污泥的处理方法，其特征在于其所述的赤泥为：浸出ph值≥10的拜耳法赤泥。

技术总结

一种铜冶炼污泥的处理方法，涉及一种铜冶炼污泥的综合利用与环保处理方法。其特征在于其处理过程将铜冶炼污泥与赤泥、矿渣、脱硫石膏、添加剂进行混合，压制成型，养护形成污泥固化体。本发明的处理方法，利用赤泥的强碱性，对加水稀释后的铜冶炼污泥进行pH调节预处理，将污泥浆调节至碱性以沉淀大部分重金属离子；利用赤泥的粘性、吸附性和可塑性，配合矿渣、脱硫石膏，添加剂对预处理后的铜冶炼污泥进行固化，通过形成氢氧化物、吸附、物理包裹、形成砷酸钙盐等方式对污泥中的重金属和砷进行无害化处理,最后形成具有一定机械强度的污泥固化体，达到固化砷离子及Cu、Hg等重金属离子，使铜冶炼污泥由危险固废转化成一般固废的目的，以废治废，降低环保成本。

技术研发人员：孙凤娟

受保护的技术使用者：中国铝业股份有限公司

技术研发日：2020.01.09

技术公布日：2020.05.29

声明：

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我是此专利(论文)的发明人(作者)