一种利用含铬污泥制备陶粒的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用含铬污泥制备陶粒的方法，步骤包括：将含铬污泥、二价金属氧化物和黏土均匀混合，得到混合物；将混合物加水造粒成型，之后于100℃干燥2h，得到生料球；将生料球进行高温煅烧，煅烧后降至室温，得到陶粒。本发明专利技术制备获得的陶粒能够达到对铬的完全固定、包裹，陶粒产品中Cr(VI)、总铬浸出结果完全满足相关国标要求；本发明专利技术以含铬污泥及二价金属氧化物、黏土为原料，可实现危险废物及固体废物的安全处置与资源化利用。另外，本方法将含铬污泥作为原材料，一定程度上减少了制陶粒原材料的消耗。符合可持续发展战略，达到节约能源的要求。能源的要求。能源的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种利用含铬污泥制备陶粒的方法

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[0001]本专利技术涉及固体废物资源综合利用领域，具体涉及一种利用含铬污泥制备陶粒的方法。

技术介绍
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[0002]含铬污泥是电镀、印染、冶炼及皮革等行业废水处理过程产生的固体废物，因含具有三致毒性(致畸、致癌、致突变)的Cr(VI)而被《国家危险废物名录》列为危险废物，必须进行无害化处置。目前，传统的处理方法，存在低效率、二次污染、处理不彻底等问题，污泥中的铬元素无法充分固定。因此需要开发合适的无害化和资源化处理技术，不仅是相关产业绿色生产，减少产生铬渣等废弃物，解决行业持续发展的瓶颈问题，同时具有重大理论意义和社会效益。目前，已有专利公开了含铬污泥烧制陶粒的方法，如：CN112939622A中将含铬污泥进行还原焙烧处理后，与煤粉和/或锯末、脱水硅铝质尾矿、石灰石及水混合造粒，在再经过干燥和烧结，生产陶粒；CN112939620A中将煤炉渣、焦油渣、铬泥、海泥混合后烧制陶粒；CN102875116A公开了一种制备含铬污泥陶粒的方法，铬泥经湿磨后，与城市污泥、风化岩、淤泥或高岭土烘干后和还原剂混合，经成球、烘干后进入回转窑高温1230～1330℃高温煅烧用来生产含铬污泥陶粒。尽管，以上方法能将含铬污泥烧制为陶粒，但是，烧制重金属铬没有被完全封装固定，不能形成相对稳定的相态，在复杂的自然环境中，陶粒中的Cr(III)仍具有被氧化为Cr(VI)的风险。

技术实现思路
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[0003]鉴于上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种利用含铬污泥制备陶粒的方法，具体包括以下步骤：
[0004]1)将含铬污泥、二价金属氧化物和黏土均匀混合，得到混合物；混合物中含铬污泥的质量分数为30～40％，二价金属氧化物的质量分数为3～4％，剩余部分为黏土；
[0005]2)将混合物加水造粒成型，之后于100℃干燥2h，得到生料球；
[0006]3)将生料球进行高温煅烧，煅烧后降至室温，得到陶粒。
[0007]优选地，所述步骤3)中对生料球进行高温煅烧的处理为：以5～10℃/min的升温速率升至1000～1100℃，恒温煅烧2～4h后降至室温。
[0008]进一步地，所述含铬污泥采用电镀、印染、冶炼及皮革等行业废水处理过程中产生的污泥，优选具有如下物质组成的含铬污泥：按照质量分数：铬2～30％、有机物20～25％、无机物45～70％、水分5～15％。
[0009]进一步地，所述二价金属氧化物为CaO、FeO、CuO、MgO、ZnO、NiO、BaO中的一种或任意几种组成的混合物。
[0010]进一步地，所述黏土的主要成分为SiO2，优选高岭土、硅藻土、海泥、粉煤灰、风化岩、淤泥、城镇污泥或疏浚污泥。
[0011]相比现有技术，本专利技术的技术效果在于：
[0012]1)采用本专利技术技术方案提供的原料及反应条件制备获得的陶粒能够达到对铬的完全固定、包裹。经测定，陶粒产品中Cr(VI)、总铬浸出结果完全满足国标GB 5085.3
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2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(Cr(VI)＜5ppm；Cr(total)＜15ppm)。
[0013]2)本专利技术生产的陶粒以含铬污泥及二价金属氧化物、黏土为原料，可实现危险废物及固体废物的安全处置与资源化利用。
[0014]3)本方法将含铬污泥作为原材料，一定程度上减少了制陶粒原材料的消耗。符合可持续发展战略，达到节约能源的要求。
附图说明：
[0015]图1为分子式为RCr2O4的尖晶石的空间结构示意图，图中R表示二价金属离子。
[0016]图2为本专利技术制得的陶粒产品的XRD表征图。
[0017]图3为本专利技术制得的陶粒产品的扫描电镜图像。
具体实施方式：
[0018]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术的技术方案进行详细描述，但下述实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。
[0019]本专利技术实施例中采用含铬污泥分别取制革厂、冶炼厂和电镀厂；高岭土取自江西，海泥取自福建，粉煤灰取自陕西。各种物质的组成如表1～6所示。
[0020]表1制革含铬污泥中主要无机物的细成
[0021]化学成分CrFeCaAlS质量分数/％20.7515.416.566.094.89化学成分NaZnClMgSi质量分数/％3.752.912.031.771.01
[0022]表2电镀含铬污泥中主要无机物的组成
[0023]化学成分CrCaAlSFe质量分数/％18.8615.257.465.224.33化学成分SiPMgNaCl质量分数/％2.862.361.890.780.56
[0024]表3冶炼含铬污泥中主要无机物的组成
[0025][0026][0027]表4高岭土中主要无机物的组成
[0028]化学成分SiAlKFeCa
质量分数/％30.5014.123.371.520.57化学成分NaTiMgMnP质量分数/％0.280.110.090.070.05
[0029]表5海泥中主要无机物的组成
[0030]化学成分SiAlFeKS质量分数/％29.1310.074.612.111.41化学成分NaMgClTiCa质量分数/％1.211.020.690.520.47
[0031]表6粉煤灰中主要无机物的组成
[0032]化学成分SiAlCaSK质量分数/％26.1512.646.322.552.14化学成分NaMgClPMn质量分数/％1.280.950.880.440.29
[0033]实施例1
[0034]1)将含铬污泥、FeO、黏土均匀混合，得到混合物。混合物中含铬污泥的质量分数为30％，FeO的质量分数为3％，剩余部分为黏土；其中含铬污泥选用表1中的制革污泥，黏土选用表4中的高岭土。
[0035]2)向混合物中加水造粒成型，之后将粒料于100℃干燥2h，得到生料球。
[0036]3)将生料球置于回转窑中，以5℃/min的升温速率升至1000℃，之后在该温度下继续煅烧3h，煅烧后降至室温，得到陶粒。
[0037]实施例1的产品检测结果表明：陶粒中Cr(VI)的浸出结果为2.26ppm，Cr(total)浸出结果为7.82ppm。陶粒的抗压强度为5.15kgf。堆积密度为493kg/m3。
[0038]实施例2
[0039]1)将含铬污泥、FeO、黏土均匀混合，得到混合物。混合物中含铬污泥的质量分数为40％，FeO的质量分数为4％，剩余部分为黏土；其中含铬污泥选用表1中的制革污泥，黏土选用表4中的高岭土。
[0040]2)向混合物中加水造粒成型，之后将粒料于100℃干燥2h，得到生料球。
[0041]3)将生料球置于回转窑中，以5℃/mi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用含铬污泥制备陶粒的方法，其特征在于包括以下步骤：1)将含铬污泥、二价金属氧化物和黏土均匀混合，得到混合物；混合物中含铬污泥的质量分数为30～40％，二价金属氧化物的质量分数为3～4％，剩余部分为黏土；2)将混合物加水造粒成型，之后于100℃干燥2h，得到生料球；3)将生料球进行高温煅烧，煅烧后降至室温，得到陶粒。2.根据权利要求1所述的利用含铬污泥制备陶粒的方法，其特征在于：所述步骤3)中对生料球进行高温煅烧的处理为：以5～10℃/min的升温速率升至1000～1100℃，恒温煅烧2～4h后降至室温。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕树祥，郭宇晨，李臻，常倩，蒋金洋，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：