專利名稱：一種銅污泥的固化方法
技術領域：
本發明涉及一種銅污泥的固化技術，是一種對冶金行業銅污泥資源化利用新技術，屬于能源化學領域。
背景技術：
冶金工業在生產過程中產生大量酸性廢水。對這類廢水目前通常采用石灰中和沉淀處理。使重金屬以氫氧化物的形式沉淀析出，產生大量含Cu、Sn、As的混合污泥。由于銅污泥中的銅、鎳、鋅和鉻等重金屬氫氧化物是一種非穩定狀態，如果任意堆放，在雨水淋溶作用下，重金屬有可能再溶出而污染土壤或地下水造成環境生態的危害，因此該重金屬污泥一般均歸為危險廢物，因此對銅污泥進行無害化處理與處置具有很現實的意義。
另一方面，冶金行業每年產生的大量的冶金污泥，對其隨意堆砌不僅需要占用土地資源而且浪費其有用價值。如果將冶金污泥固化后進行最大限度的有效利用那么就可以為可持續發展做出貢獻而且有很高的經濟價值。

發明內容
鑒于以上兩點，本發明提供了一種對冶金工業銅污泥固化及綜合利用的方法，該方法以冶金工業銅污泥、粉煤灰、水泥、艾薩爐渣等為原料，通過混配混磨、注模、成型、養護等工藝制備得到成品，最終成品應用于建材方面。本發明方法通過如下具體實施過程實現
前期銅污泥在自然條件下晾干后粉碎并混合均勻，然后通過微波加熱方式對污泥進行處理，條件為400-800°C下處理O. 5-lh。中期將質量百分比10%_30%的銅污泥、質量百分比20%_35%的艾薩爐渣、質量百分比20%-35%的粉煤灰、質量百分比10%-30%的水泥混合，進行混磨，混磨時間為25-35min，混磨過程中添加混合物質量7%-9%的石灰，混磨后物料添加水和添加劑，水的添加量為水泥與粉煤灰質量的O. 175%-0. 2%，添加劑的添加量為混合物質量的O. 10-0. 12%，對混合物料進行強力攪拌5-10min,制得壓制前物料。后期將壓制前物料放在模具中壓制成型，把成型的樣品進行養護，養護條件為先蒸汽養護1-2天后，放入自然養護1-3天，最后對產品按國家標準進行毒性浸出和強度測試，即得到銅污泥固化后成品磚。本發明所述添加劑為亞硝酸鈉與萘系早強劑的混合劑。本發明所述水泥為普通硅酸鹽水泥，如32. 5型號；艾薩爐渣為銅精礦經過艾薩爐提煉冰銅后排出的爐渣，艾薩爐渣風干后即可使用。本發明中處理的銅污泥為銅火法冶煉過程中用煙氣制酸后產生的廢水，廢水經廢水處理站后產生的含高砷及其它重金屬污泥，一般統稱為銅污泥。由于原料自身的缺陷導致成品可能強度低，增容比大等問題，污泥的預處理可以減少砷和結晶水的含量，增加污泥固化后的強度，物料的混磨與添加可以提高后期成品的強度，通過外加劑來彌補早期原料帶來的強度低的缺點，石灰可以改變原料中一些化學性質提高反應，從而更好的固化污泥中的重金屬。壓制成型的樣品強度要高于澆注成型的樣品，養護可以降低石膏膨脹同時可以增加成品的強度。本發明中微波加熱可減少污泥中硫酸鈣的結晶水，半水硫酸鈣與粉煤灰發生化學反應進而提高抗壓強度，而原料混磨可以改善磚體后期強度。本發明中添加劑為亞硝酸鈉與萘系早強劑，萘系早強劑在水泥類材料中使用廣泛，此添加劑克服水泥早期強度不足的弱點，亞硝酸鈉可以很好的改善污泥與粉煤灰磚材料的早期強度不足，二者結合使用可以充分改善早期強度不足的缺陷；外加石灰可以改善粉煤灰與銅污泥性質，有利于破壞S1-O鍵起到一定催化作用，由于原料本身含鈣很高容易膨脹，導致磚體強度下降，所以要注意石灰的添加量。本發明中采用的原料既增強成品磚性能同時減少成本，充分體現了廢棄物綜合利
用的新思路，例如艾薩爐渣作為骨料替代了建筑細沙減少成本的同時增加了成品磚的強度，粉煤灰在替代部分水泥并且有利于金屬離子的固化；采用先濕熱后自然的養護方法，相對于濕式養護和自然養護可以更好的抑制硫酸鈣的膨脹，改善成品磚的整體強度。本發明具有的優點如下
(O實驗解決了銅污泥無法隨意堆放的問題；
(2)采用以廢治廢的方法，以工業污泥和工業廢渣為主要原料，充分利用了冶金行業中的廢物資源；
(3)利用此方法不僅可以解決銅污泥固化的問題，同時可以將廢棄物重新利用，帶來了可觀的經濟價值。(4)通過本發明方法制得的產品可做墻體用磚和道路用磚，通過此方法滿足廢棄物綜合利用。


圖1是本發明銅污泥的固化方法的流程示意圖。
具體實施例方式下面通過附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明的保護范圍不局限于所述內容。實施例1 :本銅污泥的固化方法，具體操作如下
(1)本實施例采用的某煉銅廠銅污泥成分如表I所示，某煉銅廠艾薩爐渣成分如表2所示，粉煤灰成分如表3所示
表1:某煉銅廠銅污泥成分
權利要求
1.一種銅污泥的固化方法，其特征在于按如下步驟進行 銅污泥自然風干、粉碎后，在400-800°C下用微波加熱干燥處理O. 5 lh，備用； 將質量百分比10%-30%的銅污泥、質量百分比20%-35%的艾薩爐渣、質量百分比20% 35%的粉煤灰、質量百分比10%-30%的水泥混合，進行混磨，混磨時間為25-35min，混磨過程中添加混合物質量7%-9%的石灰，混磨后物料添加水和添加劑，水的添加量為水泥與粉煤灰質量的O. 175%-0. 2%，添加劑的添加量為混合物質量的O. 10-0. 12%，對混合物料進行強力攪拌5 10min,制得壓制前物料； 將壓制前物料壓制成型，成型樣品進行養護，養護條件為先蒸汽養護1-2天，然后進行自然養護1-3天，即得到銅污泥固化后成品磚。
2.根據權利要求1所述銅污泥的固化方法，其特征在于添加劑為亞硝酸鈉與萘系早強劑的混合劑。
全文摘要
本發明公開了一種銅污泥的固化方法，該方法以冶金工業銅污泥、粉煤灰、水泥、艾薩爐渣等為原料，通過混配混磨、注模、成型、養護等工藝制備得到成品，通過本發明方法充分利用了冶金行業中的廢物資源；解決銅污泥固化的問題，同時可以將廢棄物重新利用，帶來了可觀的經濟價值。
文檔編號C04B18/14GK103011738SQ20131001402
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月15日 優先權日2013年1月15日
發明者祝星, 李轅成, 王 華, 祁先進, 胡建杭, 魏永剛, 李孔齋 申請人:昆明理工大學