申請(qǐng)日2016.05.31
公開(公告)日2016.07.27
IPC分類號(hào)C04B28/34; C04B18/04
摘要
本發(fā)明公開了一種利用鋼管熱鍍鋅過(guò)程中產(chǎn)生的含鐵、鋅污泥生產(chǎn)的塊磚及其制備方法，所述的塊磚由質(zhì)量比1?2:1?3:2?4:4?6:1?3的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、石子、水泥、沙子和含鐵、鋅污泥組成。本發(fā)明按照一定的比例在含鐵、鋅污泥中加入無(wú)機(jī)粘接劑、石子、水泥和沙子混合攪拌，并制成方形塊磚或不同形狀的板塊，再經(jīng)過(guò)自然晾干，得到以含鐵、鋅污泥為原料的塊磚。該塊磚可以滿足一般民用建筑設(shè)施的使用要求，開辟了對(duì)含鐵污泥，特別是含有微量Zn2+的含鐵污泥處理的新方法。這種方法變廢物為資源，減少了對(duì)環(huán)境的二次污染，減少了存放和運(yùn)輸環(huán)節(jié)的費(fèi)用。
CN105801074B[中文]
權(quán)利要求書
1.一種利用鋼管熱鍍鋅過(guò)程中產(chǎn)生的含鐵、鋅污泥生產(chǎn)的塊磚，其特征在于，所述的塊磚由質(zhì)量比1-2:1-3:2-4:4-6:1-3的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、石子、水泥、沙子和含鐵、鋅污泥組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鋼管熱鍍鋅過(guò)程中產(chǎn)生的含鐵、鋅污泥生產(chǎn)的塊磚，其特征在于，所述的塊磚由質(zhì)量比1:2:3:5:2的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、石子、水泥、沙子和含鐵、鋅污泥組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的利用鋼管熱鍍鋅過(guò)程中產(chǎn)生的含鐵、鋅污泥生產(chǎn)的塊磚，其特征在于，所述的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的原料組成：水玻璃82-84%、磷酸三鈉10-12%、氟硅酸鈉2-4%，其余為氧化鎂。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用鋼管熱鍍鋅過(guò)程中產(chǎn)生的含鐵、鋅污泥生產(chǎn)的塊磚，其特征在于，所述的水玻璃的模數(shù)為2.2-3.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鋼管熱鍍鋅過(guò)程中產(chǎn)生的含鐵、鋅污泥生產(chǎn)的塊磚，其特征在于，所述的石子的粒徑為3-8mm。
6.一種如權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的利用鋼管熱鍍鋅過(guò)程中產(chǎn)生的含鐵、鋅污泥生產(chǎn)的塊磚的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)將從鋼管酸洗后漂洗水中和從助鍍?nèi)軇┲刑幚沓鰜?lái)的含鐵、鋅污泥進(jìn)行干燥，至含鐵、鋅污泥的含水量在15-30%之間;
(2)將干燥后的含鐵、鋅污泥和無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、石子、水泥、沙子按比例混合，攪拌均勻，得到塊磚混合料;
(3)將塊磚混合料倒入模具，壓制成型，自然晾干，即得。
說(shuō)明書
一種利用鋼管熱鍍鋅過(guò)程中產(chǎn)生的含鐵、鋅污泥生產(chǎn)的塊磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種利用鋼管熱鍍鋅過(guò)程中產(chǎn)生的含鐵、鋅污泥生產(chǎn)的塊磚及其制備方法，屬于污泥再生利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
目前國(guó)內(nèi)鋼管熱鍍鋅生產(chǎn)企業(yè)一直采用溶劑法(即干法)工藝對(duì)鋼管進(jìn)行熱鍍鋅，在對(duì)鋼管熱鍍鋅前的酸洗除銹后的水漂洗和助鍍?nèi)軇╊A(yù)處理過(guò)程中，漂洗水和助鍍?nèi)軇┲袝?huì)產(chǎn)生大量的二價(jià)鐵鹽和三價(jià)鐵鹽;特別是在助鍍?nèi)軇┲械亩䞍r(jià)鐵鹽和三價(jià)鐵鹽將直接影響鋼管熱鍍鋅鍍層質(zhì)量。需要分別對(duì)含酸漂洗水和助鍍劑溶劑中的鐵鹽進(jìn)行排出凈化處理，使處理后的漂洗水和助鍍?nèi)軇┖F鹽<0.1g/L以下，從而達(dá)到漂洗水和助鍍?nèi)軇┭h(huán)使用無(wú)排放的目的。
其中，涉及含有三價(jià)鐵污泥來(lái)自以下二個(gè)方面：
1、在去除含酸漂洗水中的二價(jià)鐵鹽時(shí)，普遍采用堿性氫氧化鈉(NaOH)水溶液對(duì)含酸漂洗水進(jìn)行中和處理，使加入氫氧化鈉(NaOH)水溶液后的漂洗水pH值達(dá)到6-8后，隨后向漂洗水中加入一定量的雙氧水(H2O2)和絮凝劑，同時(shí)通入壓縮空氣對(duì)漂洗水進(jìn)行充氧混合曝氣法處理，使漂洗水中的Fe2+在充足溶解氧條件下氧化成Fe3+，并形成不溶于水的棕紅色的Fe(OH)3沉淀物，再通過(guò)沉淀處理，爾后經(jīng)過(guò)板框壓濾機(jī)過(guò)濾處理，將漂洗水中的Fe(OH)3棕紅色污泥沉淀物排除。
2、在去除助鍍?nèi)軇┲卸䞍r(jià)鐵鹽和三價(jià)鐵鹽時(shí)，普遍采用向助鍍?nèi)軇┩ㄈ氤粞?O3)，將助鍍?nèi)軇┲械腇e2+氧化成Fe3+后，根據(jù)pH酸堿度情況，向助鍍?nèi)軇┲屑尤臌}酸或堿性氨水(NH4OH)，在加入氨水的同時(shí)逐漸加入硅藻土助濾劑，助鍍?nèi)軇┲袝?huì)形成棕紅色的Fe(OH)3沉淀物，再經(jīng)過(guò)板框壓濾機(jī)過(guò)濾處理，將助鍍?nèi)軇┲械腇e(OH)3棕紅色污泥沉淀物排除。
這些經(jīng)過(guò)壓濾后產(chǎn)生的工業(yè)棕紅色污泥主要成分是氧化鐵和泥土雜質(zhì)以及含有微量的Zn2+，因有微量的Zn2+，且含鐵量低的原因，不能用于鋼鐵廠二次冶煉回收利用;目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的處理辦法是通過(guò)有資質(zhì)處理的廠家進(jìn)行處理后填埋，這種處理方式治標(biāo)不治本，不僅占用大量土地，而且出現(xiàn)二次污染環(huán)境。
經(jīng)專利文獻(xiàn)檢索，在國(guó)外對(duì)于鋼鐵構(gòu)件酸洗后產(chǎn)生的含鐵污泥處理方法，除了填埋，還有土地利用(用于農(nóng)林業(yè))、海洋棄置和焚燒，但是對(duì)于酸洗污泥直接土地利用會(huì)造成二次污染;還有污泥排海處理方式，由于對(duì)海洋越來(lái)越高的要求，許多國(guó)家已停止使用;日本、德國(guó)、奧地利等國(guó)采用污泥焚燒的處理方法，因投資巨大，操作管理復(fù)雜，能耗和運(yùn)行費(fèi)用均很高。
在國(guó)內(nèi)對(duì)于鋼鐵構(gòu)件酸洗后產(chǎn)生的含鐵污泥處理方法，發(fā)明專利“回收利用鋼板生產(chǎn)中工業(yè)酸洗金屬污泥的方法”(專利公開號(hào)：CN101037289)介紹了一種利用工業(yè)鋼板生產(chǎn)中固體廢物，如污泥，生產(chǎn)水泥生料用三氧化二鐵和氧化鐵黑顏料新工藝。首先將金屬污泥堆放在自然空氣中的場(chǎng)地上干燥，或者在金屬酸洗污泥中加入酸液，使其具有流動(dòng)性，再加水并升溫至95℃以上，再加入堿性液體，攪拌均勻，脫水、干燥后粉碎得到氧化鐵黑。這種方法雖然使得污泥能得到部分利用，但是沒(méi)有考慮到酸洗污泥本身就是中和后的產(chǎn)物，又二次加入酸洗液，然后再加入堿液中和，相當(dāng)于二次中和，進(jìn)一步增加了污泥的量，同時(shí)還需要升溫，成本高，會(huì)造成二次污染，還需要消耗能源，并且最終的產(chǎn)品成分難于控制，對(duì)水泥可能造成影響。
發(fā)明專利“鋼鐵酸洗廢水石灰中和后黃色污泥的處理方法”(專利公開號(hào)：CN102653437A)，該處理方法是先對(duì)含鐵污泥調(diào)節(jié)pH值為10.5-11.5，然后用蒸汽對(duì)污泥加熱溫度至100-130℃，保溫25-50min;加入經(jīng)過(guò)濾pH值為4.5-5.5的污水到加熱池內(nèi)進(jìn)行冷卻，調(diào)節(jié)pH值等于6.5-7.5，反應(yīng)結(jié)束，冷卻至45-55℃，過(guò)濾得到黑色磁性含鐵污泥。這種方法雖然使含鐵污泥得到含鐵量為50-60%的黑色磁性四氧化三鐵污泥，但是得到的磁性四氧化三鐵污泥中含有40-50%的污泥雜質(zhì)，不具有商業(yè)經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值，并且進(jìn)一步增加了能源的消耗，同時(shí)進(jìn)一步增加了含酸廢水的處理排放量。
截止目前，無(wú)論是從環(huán)保的角度考慮，還是從社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮，現(xiàn)有的文獻(xiàn)和專利技術(shù)僅僅是局限于含鐵污泥的再生處理方法。對(duì)鋼管熱鍍鋅生產(chǎn)中酸洗后漂洗廢水和助鍍劑溶劑中含鐵和鋅污泥處理，達(dá)到再生利用處理技術(shù)還尚未見文獻(xiàn)資料。因此，對(duì)鋼管熱鍍鋅生產(chǎn)中酸洗后漂洗廢水和助鍍?nèi)軇┲泻F和鋅污泥處理是鋼管熱鍍鋅企業(yè)目前急需要解決的技術(shù)問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用鋼管熱鍍鋅過(guò)程中產(chǎn)生的含鐵、鋅污泥生產(chǎn)的塊磚及其制備方法，本發(fā)明的方法克服以往在處理酸洗廢水含鐵污泥時(shí)增加能源消耗、增加含酸廢水的排放量、回收得到的三氧化二鐵和氧化鐵黑顏料、因磁性四氧化三鐵污泥中含有微量的鋅不能直接利用等存在的問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種利用鋼管熱鍍鋅過(guò)程中產(chǎn)生的含鐵、鋅污泥生產(chǎn)的塊磚，所述的塊磚由質(zhì)量比1-2:1-3:2-4:4-6:1-3的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、石子、水泥、沙子和含鐵、鋅污泥組成。
優(yōu)選的，所述的塊磚由質(zhì)量比1:2:3:5:2的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、石子、水泥、沙子和含鐵、鋅污泥組成。
所述的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的原料組成：水玻璃82-84%、磷酸三鈉10-12%、氟硅酸鈉2-4%，其余為氧化鎂。
所述的水玻璃的模數(shù)為2.2-3.5。
所述的石子的粒徑為3-8mm。
一種利用鋼管熱鍍鋅過(guò)程中產(chǎn)生的含鐵、鋅污泥生產(chǎn)的塊磚的制備方法，包括以下步驟：
(1)將從鋼管酸洗后漂洗水中和從助鍍?nèi)軇┲刑幚沓鰜?lái)的含鐵、鋅污泥進(jìn)行干燥，至含鐵、鋅污泥的含水量在15-30%之間;
(2)將干燥后的含鐵、鋅污泥和無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、石子、水泥、沙子按比例混合，攪拌均勻，得到塊磚混合料;
(3)將塊磚混合料倒入模具，壓制成型，自然晾干，即得。
有益效果
本發(fā)明按照一定的比例在含鐵、鋅污泥中加入無(wú)機(jī)粘接劑、石子、水泥和沙子混合攪拌，并制成方形塊磚或不同形狀的板塊，再經(jīng)過(guò)自然晾干，得到以含鐵、鋅污泥為原料的塊磚。該塊磚可以滿足一般民用建筑設(shè)施的使用要求，開辟了對(duì)含鐵污泥，特別是含有微量Zn2+的含鐵污泥處理的新方法。這種方法變廢物為資源，減少了對(duì)環(huán)境的二次污染，減少了存放和運(yùn)輸環(huán)節(jié)的費(fèi)用，同時(shí)它還具備如下優(yōu)點(diǎn)：
1、本發(fā)明采用特定的無(wú)機(jī)粘接劑將含鐵、鋅污泥與石子、水泥、沙子在常溫下粘接在一起壓制成型，設(shè)備要求低，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)成本低，不出現(xiàn)對(duì)環(huán)境的二次污染。
2、本發(fā)明解決了對(duì)含鐵、鋅混合污泥處理難的問(wèn)題，主要是對(duì)含鋅離子的處理難的問(wèn)題，節(jié)約了昂貴的設(shè)備投資和處理鋅離子所需要的原材料的大量費(fèi)用。
3、本發(fā)明的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑中加入氧化鎂，能夠降低塊磚的孔隙率，使塊磚的孔隙率不大于40%，從而提高塊磚的強(qiáng)度。
4、本發(fā)明采用特定的無(wú)機(jī)粘接劑制造方形塊磚或不同形狀的板塊，工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備要求低，制造成本低、原材料(含鐵、鋅污泥)利用率高達(dá)98%左右。
4、本發(fā)明采用特定的無(wú)機(jī)粘接劑制造的方形塊磚的孔隙率在34-39%范圍內(nèi)，耐壓強(qiáng)度經(jīng)過(guò)檢測(cè)為12.5-13.0MPa，高于同規(guī)格普通水泥磚的耐壓強(qiáng)度值，吸水率6.1-6.5%，軟化系數(shù)0.93-0.96，均優(yōu)于同規(guī)格的普通水泥磚。
