本發明涉及濕法冶煉渣處理領域，具體涉及一種濕法冶煉渣玻璃化配方及玻璃化無害化處理工藝。

背景技術：

隨著工業的發展，大量的含金屬廢物不斷產生，回收其中的有價金屬已成為發展循環經濟、開發“城市礦產”的重要途徑。濕法冶煉因其提取金屬的效率較高被普遍使用，但其提取金屬后留下的濕法冶煉渣仍不能直接作為資源進行回收利用，部分濕法冶煉渣還具有一定的危險特性。目前常用的濕法冶煉渣后續處理處置工藝，主要包括固化、穩定化和水泥窯協同處置，固化、穩定化后的濕法冶煉渣的去處通常為危險廢物填埋場，但危險廢物填埋場容積有限不能持續接收；水泥窯協同處置為了保證水泥的品質，對入窯物料的特性和協同處置廢物的量有嚴格要求，這使得水泥窯協同處置也不能滿足濕法冶煉渣處置的需求。

因此，亟待開發一種簡單高效、適用條件靈活的濕法冶煉渣處理處置工藝。《國家危險廢物名錄》定義“HW18焚燒處置殘渣772-004-18危險廢物等離子體、高溫熔融等處置過程產生的非玻璃態物質和飛灰”為危險廢物，危險廢物等離子體、高溫熔融等處置過程產生的玻璃態物質被普遍認為不屬于危險廢物。

技術實現要素：

本發明的目的在于解決濕法冶煉渣處理處置過程中的短板，從而使得濕法冶煉成為一種更合理的含金屬廢物處理工藝，而提供一種濕法冶煉渣玻璃化無害化工藝。

一種濕法冶煉渣玻璃化配方，以質量百分比計組成如下：

進一步優選地，以質量百分比計組成如下：

更進一步優選，以質量百分比計組成如下：

本發明還提供一種濕法冶煉渣玻璃化無害化處理工藝，包括如下步驟：

(1)對濕法冶煉渣進行脫水和初步干化；對含鈣礦物、含硅礦物、含鈉礦物和廢玻璃分別進行破碎和過篩；

(2)將過篩后的含鈣礦物、含硅礦物、含鈉礦物和廢玻璃中的至少一種與初步干化后的濕法冶煉渣以及廢活性炭按配比混合，得混合物；

(3)將所得混合物二次干化后進行高溫煅燒，得玻璃化產物。

本發明所述濕法冶煉渣為含金屬廢物通過濕法冶煉金屬后的殘余物。

所述含金屬廢物為《國家危險廢物名錄》中的表面處理廢物、焚燒處置殘渣、含鈹廢物、含鉻廢物、含銅廢物、含鋅廢物、含砷廢物、含硒廢物、含鎘廢物、含銻廢物、含碲廢物、含汞廢物、含鉈廢物、含鉛廢物、含鎳廢物、含鋇廢物、有色金屬冶煉廢物、廢催化劑。

所述濕法冶煉為含金屬廢物在酸性介質水溶液、堿性介質水溶液、有機溶劑中進行化學處理、萃取、分離雜質、提取金屬及其化合物的過程。

步驟(1)中過篩后物料的粒徑小于0.5mm。

優選地，步驟(1)中脫水后的濕法冶煉渣含水率低于75％；初步干化后的濕法冶煉渣含水率低于20％。

優選地，步驟(2)的混合物中廢活性炭的質量百分比為0.2～2.5％，濕法冶煉渣的質量百分比為50％～95％，其余為含鈣礦物、含硅礦物、含鈉礦物和廢玻璃中的至少一種，總量為100％。含鈣礦物、含硅礦物、含鈉礦物、廢玻璃的質量百分比根據實際情況而定。

進一步優選，步驟(2)的混合物中以質量百分比計，組成如下：

更進一步優選地，以質量百分比計組成如下：

更進一步優選，步驟(2)的混合物中以質量百分比計，組成如下：

在上述優選配方下得到的玻璃化處產物中玻璃體的質量百分比在85％左右。

最優選地，步驟(2)的混合物中以質量百分比計，組成如下：

在上述優選配方下得到的玻璃化處產物中玻璃體的質量百分比在95％以上。

所述重量百分比以灰分為計算基礎；

進一步優選地，所述含鈣礦物為生石灰；所述含硅礦物為石英砂；所述含鈉礦物為芒硝。廢玻璃進一步優選為玻璃生產過程中的廢品或玻璃體含量不低于85％的熔融化產物。

優選地，步驟(3)中二次干化后的混合物含水率低于10％；高溫煅燒的溫度不低于1200℃，進一步優選為1200～1400℃。

進一步優化脫水過程為調質和壓濾脫水，初步干化和二次干化利用煅燒廢氣中的余熱實現干化。

優選地，高溫煅燒時間為1.5～5小時。

進一步優選地，所述高溫煅燒為在1200～1300℃下煅燒2～2.5小時。

煅燒過程中廢活性炭起到還原作用，將濕法冶煉渣中的離子態金屬進一步還原為單質金屬；所有物料變成熔融物，熔融物中形成大量中間體氧化物和網絡生成體氧化物，熔融物冷卻后形成玻璃體。煅燒溫度及煅燒時間均由大量實踐探索確定，在上述煅燒溫度及煅燒時間下能更好的實現本發明的目的。

本發明所得玻璃化產物中玻璃體含量不低于85％，滿足濕法冶煉渣無害化的要求。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

本發明通過熔融玻璃化的方式實現濕法冶煉渣的無害化。本發明從簡單易行、普適性的角度出發，利用濕法冶煉渣、含硅礦物、含鈣礦物、含鈉礦物、廢玻璃以及廢活性炭，通過玻璃化的方式實現濕法冶煉渣的無害化。

具體實施方式

實施例1

選取3種含金屬廢物濕法冶煉渣，分別為含鎳廢物濕法冶煉渣、含銅廢物濕法冶煉渣和含鋅廢物濕法冶煉渣，以下所有描述均以灰分為計算基礎的質量百分比進行。

含鎳廢物濕法冶煉渣機械脫水后含水率為72.3％，初步干化后含水率為17.5％；將初步干化后的含鎳廢物濕法冶煉渣、廢活性炭和破碎、過篩后的石英砂、生石灰、芒硝、廢玻璃進行混合，混合物中廢活性炭的含量為1.0％，其余物料的質量百分比為：86％含鎳廢物濕法冶煉渣、3％石英砂、4％生石灰、1％芒硝、5％廢玻璃；該混合物二次干化，二次干化后混合物的含水率為4.3％；二次干化后的混合物在1250～1300℃的條件下煅燒2h。

含銅廢物濕法冶煉渣機械脫水后含水率為68.7％，初步干化后含水率為14.9％；將初步干化后的含銅廢物濕法冶煉渣、廢活性炭和破碎、過篩后的石英砂、生石灰、芒硝、廢玻璃進行混合，混合物中廢活性炭的含量為1.0％，其余物料的質量百分比為：84％含銅廢物濕法冶煉渣、4％石英砂、6％生石灰、1％芒硝、4％廢玻璃；該混合物二次干化，二次干化后混合物的含水率為5.7％；二次干化后的混合物在1200～1250℃的條件下煅燒2.5h。

含鋅廢物濕法冶煉渣機械脫水后含水率為72.6％，初步干化后含水率為17.3％；將初步干化后的含鋅廢物濕法冶煉渣、廢活性炭和破碎、過篩后的石英砂、生石灰、芒硝、廢玻璃進行混合，混合物中廢活性炭的含量為1.0％，其余物料為94％含鋅廢物濕法冶煉渣、3％石英砂、2％生石灰、0％芒硝、0％廢玻璃；該混合物二次干化，二次干化后混合物的含水率為4.9％；二次干化后的混合物在1250～1300℃的條件下煅燒2h。

含鎳廢物濕法冶煉渣、含銅廢物濕法冶煉渣和含鋅廢物濕法冶煉渣玻璃化產物中玻璃體質量百分比分別為88.6％、95.8％和93.3％(檢測方法為XRD)。

以上所述僅為本發明專利的具體實施案例，但本發明專利的技術特征并不局限于此，任何相關領域的技術人員在本發明的領域內，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發明的專利范圍之中。