专利名称：：一种烧结固化处理工业废渣的方法技术领域：，是一种以电解二氧化锰生产过程中的洗滤渣(下文中简称"锰渣")和页岩为主要固化材料，采用烧结工艺固化处理多种工业废渣的方法，同时对烧结固化产品以墙体砖的形式加以利用。：从80年代开始，我国经济进入快速增长时期，工业固体废物产生量和堆积量呈逐年增长的趋势。1992年起工业固废年产量均在6亿t以上，2000年之后年产量已经超过10亿t，预计到2015中国工业企业(包括乡镇企业)的固体废物和危险废物的产生量将分别达到23.1亿t和0.57亿t，我国历年堆积的工业废渣多达70多亿吨，占用土地100多万亩。固体废物的种类繁多，成分复杂，数量巨大，是环境的主要污染源之一，其危害程度已不亚于水污染和大气污染的程度。现代化处理和处置固体废物的技术主要有焚烧、堆肥、卫生填埋和固化处理等。这几种处理方法各有优缺点，适用范围也不尽相同。焚烧一般应用于城市垃圾，被认为是固废的最终处置方法，但能耗高，容易产生有害气体二次污染；堆肥适用于有机固废，处理周期较长；卫生填埋占用土地，需要防渗滤液污染环境水体；固化能有效地对固废进行无害化、稳定化处理，且固化产品可作为资源加以利用，有其独特的优势，因而应用广泛。固化处理的方式主要有高温熔融固化、水泥固化、塑性材料包容固化和制砖固化等。高温熔融固化能耗很大，处理量有限；水泥固化需消耗大量水泥，间接增加了因烧制水泥熟料所产生的二氧化碳量；包容固化使用的塑性材料自身价格高昂，且操作复杂，仅适于处理高危废物和小量放射性废物；制砖固化目前常用的固废是煤矸石、粉煤灰、工业废水处理过程中产生的底泥和各类尾矿(如石膏尾矿、硫铁矿渣、铜尾矿、高硅铁尾矿、石棉尾矿)等。制备工艺可以分为高温烧结和低温蒸压养护两大类(蒸养工艺护能耗低，流程简单，但固化效果有限，且产品强度不如烧结固化，因而应用范围较窄)。虽这些生产墙体材料的工艺均已经取得较大的进展，并在建筑行业广泛应用，但利用锰渣固化制砖生产工艺复杂、难度大，全面开展掌握其生产技术和产品质量需要相当的技术力量和生产实践经验，目前国内还没有利用锰渣制砖固化工业废渣的先例。因此本技术的开发，不仅填补了国内空白，而且产品能够资源化应用于建材行业，符合《中国21世纪议程》发展战略中墙体材料向节能、节土、利废方向发展的要求。
本发明所要解决的技术问题是提供一种有效地对重金属废渣进行无害化、稳定化处理，且固化产品可作为资源加以利用的烧结固化处理工业废渣的方法。为了解决上述技术问题，本发明提供的烧结固化处理工业废渣的方法，将经干燥至恒重的锰渣、页岩、粉煤灰、镉渣和铁渣及钙镁渣按一定配比一起混合粉磨或分别粉磨后再混合，并按一定级配要求过筛后得到废渣混合固化烧结砖的制备原料，然后加入一定量的腐植酸钠稳定剂和清水搅拌均匀并陈化一段时间，再经挤出机制成样块，最后经干燥、焙烧、冷却等热处理工序得到废渣混合固化烧结成品，将经95-125t:干燥至恒重的20-40wt%的锰渣、37-55wt%的页岩、3-5wt%的粉煤灰、1-3wt%的镉渣、ll_15wt%的铁渣及4-6wt^钙镁渣，一起粉磨或分别粉磨至原料颗粒最大粒径不超过2.5mm、2mm以下的占95%以上、1咖以下的占90%以上、0.5mm以下的占70%以上的级配要求再经混合，得到废渣混合固化烧结砖的制备原料；然后加入为原料质量的3%_5%的腐植酸钠稳定剂和为原料质量25%_35%的清水，搅拌均匀后置于室内陈化l-3d，让水分和原料充分接触；接下来放入挤出机中制成样块，再于120-14(TC干燥8-24h或采用室外自然风干6_8d;最后以40-60°C/h的速率升温至850-95(TC煅烧2_6h，再以40-60°C/h的速率鼓风降温至550-65(TC保温25-35)min后随炉冷却，制成废渣混合固化烧结样品。经挤出机制成的样块的尺寸为240mmX115mmX53mm。所述的挤出机为真空挤出机。所述的的废渣混合固化烧结样品为废渣混合固化烧结砖样品。本方法中，铁渣和粉煤灰的适量添加补充了Si02与？6203，有利于改善砖块的性能并增强其对重金属镉、锰的固化效果，此外粉煤灰中少量的未燃烧质还有利于改善烧结效果，縮短烧结时间，节约能耗；镉渣掺入量不超过3%时，烧结砖中镉、锰两种重金属的浸出毒性指标均低于lmg/L;10-15%的铁渣和4%_6%的钙镁渣的加入能使得制备废渣混合固化烧结砖时所需的煅烧温度比粘土砖的煅烧温度低150-250°C，可节约煤耗20-30%。本方法在"大宗"资源化利用锰渣的同时，兼顾"消化"了一定量的其他工业固废。同时通过控制制备条件，实现了重金属镉、锰的固化和煅烧温度的降低；通过添加稳定剂等预处理手段，解决了砖块在烧制过程中的形变问题。所制备的烧结砖样品性能符合《GB5101-2003烧结普通砖》要求，放射线检素限量符合《建筑材料放射性核素限量GB65662001》要求，腐蚀性及浸出毒性分析符合《GB5085.1-2007危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》和《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别GB5085.3-2007》要求，其实室内存放的放射氡符合《GB/T18883-2002室内空气质量标准》的要求。本发明填补了国内利用锰渣制砖固化重金属废渣的技术空白。综上所述，本发明以电解二氧化锰渣为主要固化材料，以页岩作为辅助固化材料，通过配料预处理制模干燥焙烧冷却工艺固化处理粉煤灰、镉渣、铁渣等多种工业固废，并通过优化工艺参数，降低了烧结温度，制备出一种能固化重金属废渣的废渣混合固化烧结砖。实现了"大宗"固废资源化利用和生产过程的节能降耗。附本发明所用固废原料的成分(按制砖行业惯例以主要氧化物计)列表表1锰渣主要成分<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表2页岩主要成分<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表3粉煤灰主要成分<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表4镉渣主要成分<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>注镉渣来源于湘潭金环颜料公司镉系颜料生产过程中酸化废水和漂洗废水的处理污泥表5铁渣主要成分<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>注铁渣来源于湘潭金科公司铜钴镍生产过程中原料溶铜的滤渣再经除铁后的残渣表6钙镁渣主要成分<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>注钙镁渣来源于湘潭金科公司铜钴镍生产过程中钴镍滤液除钙镁后的残渣具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例1:将一定量锰渣、页岩及粉煤灰在95t:条件下干燥至恒重，按质量比锰渣页岩粉煤灰镉渣铁渣钙镁渣=20:55:5:3:ii:6混合一起粉磨至级配要求(原料颗粒最大粒径不超过2.5mm，2mm以下的占95%以上，lmm以下的占90%以上，O.5mm以下的占70%以上)，筛下物料即为原料，然后加入一定量的腐植酸钠稳定剂(占原料质量的3%)和清水(占原料质量的25%)搅匀，室内陈化3d后，经真空挤出机制成规格为240mmX115mmX53mm的样块，再于12(TC干燥24h(或置于室外自然风干1周)，最后放入马弗炉内以60°C/h的速率升温至95(TC，保温2h后，再以40°C/h的速率鼓风降温至650°C保温25min后随炉冷却，即制得废渣混合固化烧结砖。实施例2:将一定量锰渣、页岩、粉煤灰、镉渣和铁渣及钙镁渣在ll(TC条件下干燥至恒重，然后分别粉磨至级配要求(原料颗粒最大粒径不超过2.5mm，2mm以下的占95%以上，1mm以下的占90%以上，0.5咖以下的占70%以上)，取筛下物料按质量比锰渣页岩粉煤灰镉渣铁渣钙镁渣=30:46:4:2:13:5混合成原料，接下来加入一定量的腐植酸钠稳定剂(占原料质量的4%)和清水(占原料质量的30%)搅匀，室内陈化2d后，经真空挤出机制成规格为240mmX115mmX53mm的样块，再于130。C干燥16h(或置于室外自然风干6天)，最后放入马弗炉内以50°C/h的速率升温至900°C，保温4h后，再以50°C/h的速率鼓风降温至60(TC保温30min后随炉冷却，即制得废渣混合固化烧结砖。实施例3:将一定量锰渣、页岩、粉煤灰、镉渣和铁渣及^镁渣在125t:条件下干燥至恒重，然后分别粉磨至级配要求(原料颗粒最大粒径不超过2.5mm，2mm以下的占95%以上，lmm以下的占90%以上，0.5咖以下的占70%以上)，取筛下物料按质量比锰渣页岩粉煤灰镉渣铁渣钙镁渣=40:37:3:i:15:4混合成原料，接下来加入一定量的腐植酸钠稳定剂(占原料质量的5%)和清水(占原料质量的35%)搅匀，室内陈化ld后，经真空挤出机制成规格为240mmX115mmX53mm的样块，再于140。C干燥8h(或置于室外自然风干8天)，最后放入马弗炉内以40°C/h的速率升温至850°C，保温6h后，再以60°C/h的速率鼓风降温至55(TC保温35min后随炉冷却，即制得废渣混合固化烧结砖。权利要求一种烧结固化处理工业废渣的方法，将经干燥至恒重的锰渣、页岩、粉煤灰、镉渣和铁渣及钙镁渣按一定配比一起混合粉磨或分别粉磨后再混合，并按一定级配要求过筛后得到废渣混合固化烧结砖的制备原料，然后加入一定量的腐植酸钠稳定剂和清水搅拌均匀并陈化一段时间，再经挤出机制成样块，最后经干燥、焙烧、冷却等热处理工序得到废渣混合固化烧结成品，其特征在于将经95-125℃干燥至恒重的20-40wt％的锰渣、37-55wt％的页岩、3-5wt％的粉煤灰、1-3wt％的镉渣、11-15wt％的铁渣及4-6wt％钙镁渣，一起粉磨或分别粉磨至原料颗粒最大粒径不超过2.5mm、2mm以下的占95％以上、1mm以下的占90％以上、0.5mm以下的占70％以上的级配要求再经混合，得到废渣混合固化烧结砖的制备原料；然后加入为原料质量的3％-5％的腐植酸钠稳定剂和为原料质量25％-35％的清水，搅拌均匀后置于室内陈化1-3d，让水分和原料充分接触；接下来放入挤出机中制成样块，再于120-140℃干燥8-24h或采用室外自然风干6-8d；最后以40-60℃/h的速率升温至850-950℃煅烧2-6h，再以40-60℃/h的速率鼓风降温至550-650℃保温25-35min后随炉冷却，制成废渣混合固化烧结样品。2.根据权利要求1所述的烧结固化处理工业废渣的方法，其特征在于经挤出机制成的样块的尺寸为240mmX115mmX53mm。3.根据权利要求1或2所述的烧结固化处理工业废渣的方法，其特征在于所述的挤出机为真空挤出机。4.根据权利要求1或2所述的烧结固化处理工业废渣的方法，其特征在于所述的废渣混合固化烧结样品为废渣混合固化烧结砖样品。全文摘要本发明公开了一种烧结固化处理工业废渣的方法，将经干燥至恒重的锰渣、页岩、粉煤灰、镉渣和铁渣及钙镁渣按一定配比一起混合粉磨或分别粉磨后再混合，并按一定级配要求过筛后得到废渣混合固化烧结砖的制备原料，然后加入一定量的腐植酸钠稳定剂和清水搅拌均匀并陈化一段时间，再经真空挤出机制成样块，最后经干燥、焙烧、冷却等热处理工序得到废渣混合固化烧结成品。本发明以电解二氧化锰渣为主要固化材料，以页岩作为辅助固化材料，通过配料-预处理-制模-干燥-焙烧-冷却工艺固化处理粉煤灰、镉渣、铁渣等多种工业固废，并通过优化工艺参数，降低了烧结温度，制备出一种能固化重金属废渣的废渣混合固化烧结砖。文档编号E04C1/00GK101775868SQ20101030055公开日2010年7月14日申请日期2010年1月21日优先权日2010年1月21日发明者张强,张金龙,彭兵,杨志辉,柴立元,王云燕,王佳,王海鹰,闵小波申请人:中南大学