一种回转窑协同处置含砷废渣方法

技术领域

本发明涉及废渣处理技术领域，具体为一种回转窑协同处置含砷废渣方法。

背景技术

随着工业化和现代化进程的开始，工业生产规模的不断扩大，砷的广泛应用与含砷废渣的无序堆放处置导致了大量的土壤砷污染。当前，砷污染已成为一个严重环境问题。砷污染主要来源于含砷矿的开采或冶炼过程废弃物及其砒霜生产企业的工业废渣。砷元素广泛的存在于自然界，砷与其化合物被运用较为广泛，随着砷的大量生产，也产生大量的含砷废渣。对于含砷废渣的处置方法研究较多的有安全填埋、固化稳定化、湿法处理、火法焚烧等，大部分处理含砷废渣的效果差，处理后废渣中砷残留量高，处理时间长，去除率不合格，不能满足需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种回转窑协同处置含砷废渣方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种回转窑协同处置含砷废渣方法，具体包括如下步骤：

S1：将含砷废渣通过翻斗运输车运输至渣土破碎机进行粉碎，并通过筛分机进行筛分，筛分机的筛网目数为30-40目；

S3：将筛分后的含砷废渣运输至搅拌机中，并加入含砷废渣总量硫15-20％的硫代硫酸钠、8-15％的焚烧飞灰、8-15％的煤粉、6-10％的岩石、3-10％的粘结剂和适量的水，进行搅拌配料，混匀后细化；

S4：自然陈化至含水率为30-40％后，造粒得到废渣粒，将废渣粒加入干燥箱内干燥至含水量至20-25％；

S5：将风干后的废渣粒加入回转窑内，在回转窑的窑尾进行尾气处理，同时从窑头通入750-800℃的热气流，使团块或球团在窑内预热、升温和进行砷氧化物的预还原；

S6：控制窑头通入900-1100℃的热气流，使得回转窑中窑头温度提高至900-1100℃，窑尾温度为1050℃，转速为5-6r/min，物料在窑内燃烧停留30-60min；

S7：向窑头内通入冷空气，使得回转窑中窑头温度冷却至400℃以下,使砷氧化物气体凝固形成炉渣，分离即可。

作为优选，步骤S3中的岩石采用石灰石、粉状砂岩和硫铁矿渣以2:2:1的比例混合。

作为优选，步骤S3中的粘结剂采用膨润土或水玻璃。

作为优选，步骤S3中搅拌机为辊筒搅拌机，搅拌机的转速为100-150r/min。

作为优选，步骤S4中造粒机造出的废渣粒粒径为15-20mm。

作为优选，步骤S4中干燥箱内的温度为200-300℃。

作为优选，步骤S5中尾气处理通过增湿塔降温后通过布袋除尘器除尘后经烟囱排空，布袋除尘器收集的烟尘再返回窑内循环从而实现烟尘内的砷的最终固溶。

作为优选，步骤S5和S6中热气流由焦煤燃烧和水煤气燃烧产生。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本回转窑协同处置含砷废渣方法可以将废渣中的砷高效去除，与传统处理方法处理时间更短，效率更高，扬尘经过尾气处理，防止二次污染，将硫代硫酸钠、焚烧飞灰、煤粉、岩石、粘结剂和适量的水进行混合后配比制粒，加入的煤粉使得含砷废渣粒充分燃烧，且粒径小，燃烧更彻底，从而提高砷的去除率，有效利用回转窑的预热和高温焚烧将砷固到熟料中，降低了砷的活性，可实现含砷废渣的彻底无害化。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供以下技术方案：

实施例1

一种回转窑协同处置含砷废渣方法，具体包括如下步骤：

S1：将含砷废渣通过翻斗运输车运输至渣土破碎机进行粉碎，并通过筛分机进行筛分，筛分机的筛网目数为35目；

S3：将筛分后的含砷废渣运输至搅拌机中，并加入含砷废渣总量硫18％的硫代硫酸钠、10％的焚烧飞灰、10％的煤粉、8％的岩石、8％的粘结剂和适量的水，进行搅拌配料，混匀后细化；

S4：自然陈化至含水率为35％后，造粒得到废渣粒，将废渣粒加入干燥箱内干燥至含水量至23％；

S5：将风干后的废渣粒加入回转窑内，在回转窑的窑尾进行尾气处理，同时从窑头通入770℃的热气流，使团块或球团在窑内预热、升温和进行砷氧化物的预还原；

S6：控制窑头通入1000℃的热气流，使得回转窑中窑头温度提高至1000℃，窑尾温度为1050℃，转速为5r/min，物料在窑内燃烧停留60min；

S7：向窑头内通入冷空气，使得回转窑中窑头温度冷却至400℃以下,使砷氧化物气体凝固形成炉渣，分离即可。

进一步的，步骤S3中的岩石采用石灰石、粉状砂岩和硫铁矿渣以2:2:1的比例混合。

具体的，步骤S3中的粘结剂采用膨润土或水玻璃，步骤S3中搅拌机为辊筒搅拌机，搅拌机的转速为130r/min。

值得说明的是，步骤S4中造粒机造出的废渣粒粒径为18mm，步骤S4中干燥箱内的温度为250℃。

此外，步骤S5中尾气处理通过增湿塔降温后通过布袋除尘器除尘后经烟囱排空，布袋除尘器收集的烟尘再返回窑内循环从而实现烟尘内的砷的最终固溶，步骤S5和S6中热气流由焦煤燃烧和水煤气燃烧产生，水煤气主要包含一氧化碳和氢气，由水煤气发生炉产生，其燃烧产生的高温气体的温度相对较低，但是温度的可控性高。水煤气发生炉内的蒸汽室可通过锅炉产生水蒸汽，然后将水蒸气通入到焦炭燃烧室内，与高温焦炭接触，通过煤气化反应形成水煤气。

实施例2

一种回转窑协同处置含砷废渣方法，具体包括如下步骤：

S1：将含砷废渣通过翻斗运输车运输至渣土破碎机进行粉碎，并通过筛分机进行筛分，筛分机的筛网目数为30目；

S3：将筛分后的含砷废渣运输至搅拌机中，并加入含砷废渣总量硫15％的硫代硫酸钠、8％的焚烧飞灰、8％的煤粉、6％的岩石、3％的粘结剂和适量的水，进行搅拌配料，混匀后细化；

S4：自然陈化至含水率为30％后，造粒得到废渣粒，将废渣粒加入干燥箱内干燥至含水量至20％；

S5：将风干后的废渣粒加入回转窑内，在回转窑的窑尾进行尾气处理，同时从窑头通入750℃的热气流，使团块或球团在窑内预热、升温和进行砷氧化物的预还原；

S6：控制窑头通入900℃的热气流，使得回转窑中窑头温度提高至900℃，窑尾温度为1050℃，转速为5r/min，物料在窑内燃烧停留30min；

S7：向窑头内通入冷空气，使得回转窑中窑头温度冷却至400℃以下,使砷氧化物气体凝固形成炉渣，分离即可。

进一步的，步骤S3中的岩石采用石灰石、粉状砂岩和硫铁矿渣以2:2:1的比例混合。

具体的，步骤S3中的粘结剂采用膨润土或水玻璃，步骤S3中搅拌机为辊筒搅拌机，搅拌机的转速为100r/min。

值得说明的是，步骤S4中造粒机造出的废渣粒粒径为15mm，步骤S4中干燥箱内的温度为200℃。

此外，步骤S5中尾气处理通过增湿塔降温后通过布袋除尘器除尘后经烟囱排空，布袋除尘器收集的烟尘再返回窑内循环从而实现烟尘内的砷的最终固溶，步骤S5和S6中热气流由焦煤燃烧和水煤气燃烧产生，水煤气主要包含一氧化碳和氢气，由水煤气发生炉产生，其燃烧产生的高温气体的温度相对较低，但是温度的可控性高。水煤气发生炉内的蒸汽室可通过锅炉产生水蒸汽，然后将水蒸气通入到焦炭燃烧室内，与高温焦炭接触，通过煤气化反应形成水煤气。

实施例3

一种回转窑协同处置含砷废渣方法，具体包括如下步骤：

S1：将含砷废渣通过翻斗运输车运输至渣土破碎机进行粉碎，并通过筛分机进行筛分，筛分机的筛网目数为40目；

S3：将筛分后的含砷废渣运输至搅拌机中，并加入含砷废渣总量硫20％的硫代硫酸钠、15％的焚烧飞灰、15％的煤粉、10％的岩石、10％的粘结剂和适量的水，进行搅拌配料，混匀后细化；

S4：自然陈化至含水率为40％后，造粒得到废渣粒，将废渣粒加入干燥箱内干燥至含水量至25％；

S5：将风干后的废渣粒加入回转窑内，在回转窑的窑尾进行尾气处理，同时从窑头通入800℃的热气流，使团块或球团在窑内预热、升温和进行砷氧化物的预还原；

S6：控制窑头通入1100℃的热气流，使得回转窑中窑头温度提高至1100℃，窑尾温度为1050℃，转速为5-6r/min，物料在窑内燃烧停留60min；

S7：向窑头内通入冷空气，使得回转窑中窑头温度冷却至400℃以下,使砷氧化物气体凝固形成炉渣，分离即可。

进一步的，步骤S3中的岩石采用石灰石、粉状砂岩和硫铁矿渣以2:2:1的比例混合。

具体的，步骤S3中的粘结剂采用膨润土或水玻璃，步骤S3中搅拌机为辊筒搅拌机，搅拌机的转速为150r/min。

值得说明的是，步骤S4中造粒机造出的废渣粒粒径为20mm，步骤S4中干燥箱内的温度为300℃。

此外，步骤S5中尾气处理通过增湿塔降温后通过布袋除尘器除尘后经烟囱排空，布袋除尘器收集的烟尘再返回窑内循环从而实现烟尘内的砷的最终固溶，步骤S5和S6中热气流由焦煤燃烧和水煤气燃烧产生，水煤气主要包含一氧化碳和氢气，由水煤气发生炉产生，其燃烧产生的高温气体的温度相对较低，但是温度的可控性高。水煤气发生炉内的蒸汽室可通过锅炉产生水蒸汽，然后将水蒸气通入到焦炭燃烧室内，与高温焦炭接触，通过煤气化反应形成水煤气。

将本发明三个实施例回转窑协同处置含砷废渣方法与传统含砷废渣处理方法在污染物去除率、处理时间缩减率以及扬尘生成率，具体如下表所示：

本发明的回转窑协同处置含砷废渣方法中砷固溶原理是：受回转窑内高热气流的分解作用，矿物粉尘和砷金属微粒被充分分解，生成离子电子云团，带正电荷的金属离子与带负电荷的矿物离子在系统高温催化作用下充分化合之后，进入回转窑煅烧，最终大部分砷离子取代部分Fe和Al而分布在中间矿物中将其固溶于水泥熟料中。少量砷粉尘随烟气进入到收尘系统中进一步被收集，再进一步返回窑内循环最终被固溶到水泥熟料中。极少量砷随烟气达标排出。水泥熟料再经后期配制即可得到水泥产品，从而实现含砷废渣的无害化置并可得到符合品质要求的炉渣。

本发明的回转窑协同处置含砷废渣方法可以将废渣中的砷高效去除，与传统处理方法处理时间更短，效率更高，扬尘经过尾气处理，防止二次污染，将硫代硫酸钠、焚烧飞灰、煤粉、岩石、粘结剂和适量的水进行混合后配比制粒，加入的煤粉使得含砷废渣粒充分燃烧，且粒径小，燃烧更彻底，从而提高砷的去除率，有效利用回转窑的预热和高温焚烧将砷固到熟料中，降低了砷的活性，可实现含砷废渣的彻底无害化置。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。