申请日2015.12.09
公开(公告)日2016.02.24
IPC分类号C04B38/00; C04B33/132
摘要
本发明涉及一种利用含铬污泥制作轻质陶粒的方法，包括以下步骤：(1)按重量配比提供原料;(2)将含铬污泥湿磨至150~200目，将城市污泥、风化岩、淤泥、粘土或高岭土干磨至100~150目，将无烟煤干磨至100~150目，将氧化铁或赤铁矿干磨至100~150目;(3)将各种原料进行混合均匀;(4)将混合物料进行深度细化，通过造粒机挤压成陶粒生料;(5)通过双筒回转窑将陶粒生料预热、煅烧成轻质陶粒，出料、冷却后得到陶粒成品。本发明有效地利用了皮革生产产生的含铬污泥，除毒彻底、可靠、工艺简单、吃泥量大，可同时治理重金属污染物，生产成本低廉，制得的陶粒可回用于建筑行业。
摘要附图
权利要求书
1.一种利用含铬污泥制作轻质陶粒的方法，其特征在于，采用的生产系统包括磅秤、球磨机、单轴搅拌机、双轴搅拌机、双辊轮碾机、对辊造粒机、双筒回转窑、回转冷却筒和分级筛选机，所述单轴搅拌机的出料口通过皮带输送机与双轴搅拌机的进料口相连接，所述双轴搅拌机的出料口通过皮带输送机与双辊轮碾机的进料口相连接，所述双辊轮碾机的出料口通过皮带输送机与对辊造粒机的进料口相连接，所述对辊造粒机的出料口通过皮带输送机与双筒回转窑的进料口相连接，所述双筒回转窑的出料口与回转冷却筒的进料口相连接，所述回转冷却筒的出料口通过皮带输送机与分级筛选机的进料口相连接;并按以下步骤进行：
(1)通过磅秤按重量配比提供以下原料：30-50%的含铬污泥，40-55%的城市污泥、风化岩、淤泥、粘土或高岭土，5-10%的无烟煤和1-5%的氧化铁或赤铁矿;其中，城市污泥、风化岩、淤泥、粘土或高岭土通过烘干将含水率控制在5~10%，无烟煤作为还原剂，氧化铁或赤铁矿作为膨胀剂;
(2)通过球磨机分别将含铬污泥湿磨至150~200目，将城市污泥、风化岩、淤泥、粘土或高岭土干磨至100~150目，将无烟煤干磨至100~150目，将氧化铁或赤铁矿干磨至100~150目;
(3)先将上述原料加入单轴搅拌机内，进行初次破碎、混匀以形成混合物料;再通过皮带输送机将混合物料送入双轴搅拌机，进行再次破碎、混匀;
(4)先通过皮带输送机将混合物料送入双辊轮碾机，以深度细化至200目以上;再通过皮带输送机将混合物料送入对辊造粒机，以挤压成陶粒生料;
(5)通过皮带输送机将陶粒生料送入双筒回转窑，陶粒生料依次在窑尾的300~500℃低温区烘干预热30~40分钟，在窑身的900~1100℃温度下焙烧30~60分钟，在窑头的1200-1300℃高温区煅烧30~50分钟，以完成氧化还原、脱水和碳酸盐分解工序，在高温和膨胀剂的作用下陶粒快速膨胀，得到轻质陶粒;
(6)轻质陶粒从双筒回转窑的出料口进入回转冷却筒内，进行自然冷却;冷却后的轻质陶粒通过皮带输送机送入分级筛选机，分级筛选机通过不同目数的筛网从小到大过滤轻质陶粒，从而分别得到不同粒径的成品陶粒，最后入库存放。
2.根据权利要求1所述的利用含铬污泥制作轻质陶粒的方法，其特征在于：所述生产系统还包括用于存储陶粒生料的生料储料斗，所述对辊造粒机的出料口通过皮带输送机与生料储料斗顶部的进料口相连接，所述生料储料斗底部的出料口通过皮带输送机与双筒回转窑的进料口相连接。
3.根据权利要求1所述的利用含铬污泥制作轻质陶粒的方法，其特征在于：所述双筒回转窑的窑尾设置有除尘房，所述除尘房内设置有对窑尾烟气进行过滤的除尘器，所述除尘器的出料口经粉尘输送机与单轴搅拌机或双轴搅拌机的进料口相连接，所述除尘器的出气口经引风机通向烟囱。
4.根据权利要求3所述的利用含铬污泥制作轻质陶粒的方法，其特征在于：所述除尘房内还设置有对窑尾烟气进行冷却的冷却器，所述冷却器的出气口与除尘器的进气口相连接。
5.根据权利要求1所述的利用含铬污泥制作轻质陶粒的方法，其特征在于：所述双筒回转窑的窑头设置有燃料进料三通管，所述燃料进料三通管的一水平端伸入窑头内，所述燃料进料三通管的另一水平端连接有鼓风机，所述燃料进料三通管的竖直端口与螺杆输送机底部的出料口相连接，所述螺杆输送机顶部的进料口与燃料储料斗底部的出料口相连接。
6.根据权利要求1所述的利用含铬污泥制作轻质陶粒的方法，其特征在于：所述双筒回转窑的窑尾位置比窑头高，所述双筒回转窑的倾角为3.5°。
7.根据权利要求1所述的利用含铬污泥制作轻质陶粒的方法，其特征在于：所述磅秤为小型地磅。
说明书
一种利用含铬污泥制作轻质陶粒的方法
技术领域
本发明涉及含铬污泥处理领域，特别是一种使用双筒回转窑通过焚烧无害化处理含铬污泥并将其烧制成轻质陶粒的方法。
背景技术
皮革生产加工过程中使用一定量的铬鞣剂，随着水洗工序，多余含铬化合物流入废水中，经加碱形成氢氧化铬沉淀，压滤后即成含铬污泥。铬盐是制革工业重要的化工产品，每生产1标张牛原皮约产生含铬污泥1Kg，含铬污泥总铬含量约0.6-1.0%，其中Cr6+占40%，Cr6+有毒，会引起铬疮、鼻中隔糜烂、血铬、肺癌等多种疾病，人的致死量为5-8克，属于对环境、人体有严重危害的危险工业废物。含铬污泥是有毒危险废物，如无可靠的处置解毒方案，仅用一般填埋方法则泥堆中剧毒Cr6+随雨水进入土壤和地下水，将会污染大量土地和地下水，严重制约皮革工业的发展。
铬渣治理历经数十年难见成效，重要因素之一是铬渣物相十分复杂，Cr6+存在于各种物相中，有些Cr6+十分难溶，这些Cr6+有水溶性铬和酸溶性铬，实际上酸溶铬与水溶铬也无严格界限，铬渣在水中长时间加热或在室外雨水和CO2作用下，酸溶铬也会慢慢溶出，从对已堆存几十年的铬渣研究情况看，在自然环境中，即便是经常下雨的南方，铬渣中全部Cr6+的溶出时间可能需数百年或更长时间。根据铬渣清水浸泡试验测算，经过几十年堆放，约有30%的Cr6+已离开铬渣。我国可利用水资源8000-9000亿立方米，实际年用水量7000-8000亿立方米，全国渣堆周边高铬粘土总量估计为500-1000万吨，根据自然界平衡法则，若不及时治理这些高铬粘土，它可使1800亿立方米水超标，几十年内会使我国东部人口稠密区、主要产粮区的大片地下水超标，基本上不可恢复，将会造成全国性的环境灾难。
目前，国内多种解毒方法均存在局限性，尤其是治泥不治土、解毒不彻底的局面应尽快改变。含铬污泥湿法解毒：该技术是在将含铬污泥湿法研磨后，利用酸性介质将铬渣中的酸溶性六价铬、水溶性六价铬完全置换到液相中，然后再投入还原药剂将液相中的六价铬还原至三价铬，实现铬渣无害化;该方法的缺点是六价铬解决不达标、提取物过少、杂质多、尾渣过多而不具备大生产的条件，提取后尾渣处理还是存在问题。含铬污泥干法解毒：该技术为在高温下利用还原性物质将含铬污泥中的六价铬还原为三价铬并将其在常温下固定的工艺;该方法还存在一些技术问题待解决。由于铬泥难溶铬酸钙固溶体等的存在，欲可靠除毒必须破坏铬泥的现有结构，目前已工业化试验和工业化生产的铬泥治理方法中，能够做到除毒彻底、可靠的方法都是利用1500℃以上将铬泥熔为液体的方法，这类方法能耗很高，耐火材料很贵，成本或潜成本很高，铬泥加入比例低，吃渣量小，运输距离远，防止二次污染难度大，具有一定的局限性。
发明内容
为了减少含铬污泥对环境的危害，本发明所要解决的技术问题是提供一种利用含铬污泥制作轻质陶粒的方法，以将含铬污泥无害化处置并烧制成轻质陶粒，回用于建筑行业。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是：一种利用含铬污泥制作轻质陶粒的方法，采用的生产系统包括磅秤、球磨机、单轴搅拌机、双轴搅拌机、双辊轮碾机、对辊造粒机、双筒回转窑、回转冷却筒和分级筛选机，所述单轴搅拌机的出料口通过皮带输送机与双轴搅拌机的进料口相连接，所述双轴搅拌机的出料口通过皮带输送机与双辊轮碾机的进料口相连接，所述双辊轮碾机的出料口通过皮带输送机与对辊造粒机的进料口相连接，所述对辊造粒机的出料口通过皮带输送机与双筒回转窑的进料口相连接，所述双筒回转窑的出料口与回转冷却筒的进料口相连接，所述回转冷却筒的出料口通过皮带输送机与分级筛选机的进料口相连接;并按以下步骤进行：
(1)通过磅秤按重量配比提供以下原料：30-50%的含铬污泥，40-55%的城市污泥、风化岩、淤泥、粘土或高岭土，5-10%的无烟煤和1-5%的氧化铁或赤铁矿;其中，城市污泥、风化岩、淤泥、粘土或高岭土通过烘干将含水率控制在5~10%，无烟煤作为还原剂，氧化铁或赤铁矿作为膨胀剂;
(2)通过球磨机分别将含铬污泥湿磨至150~200目，将城市污泥、风化岩、淤泥、粘土或高岭土干磨至100~150目，将无烟煤干磨至100~150目，将氧化铁或赤铁矿干磨至100~150目;
(3)先将上述原料加入单轴搅拌机内，进行初次破碎、混匀以形成混合物料;再通过皮带输送机将混合物料送入双轴搅拌机，进行再次破碎、混匀;
(4)先通过皮带输送机将混合物料送入双辊轮碾机，以深度细化至200目以上;再通过皮带输送机将混合物料送入对辊造粒机，以挤压成陶粒生料;
(5)通过皮带输送机将陶粒生料送入双筒回转窑，陶粒生料依次在窑尾的300~500℃低温区烘干预热30~40分钟，在窑身的900~1100℃温度下焙烧30~60分钟，在窑头的1200-1300℃高温区煅烧30~50分钟，以完成氧化还原、脱水和碳酸盐分解工序，在高温和膨胀剂的作用下陶粒快速膨胀，得到轻质陶粒;
(6)轻质陶粒从双筒回转窑的出料口进入回转冷却筒内，进行自然冷却;冷却后的轻质陶粒通过皮带输送机送入分级筛选机，分级筛选机通过不同目数的筛网从小到大过滤轻质陶粒，从而分别得到不同粒径的成品陶粒，最后入库存放。
进一步的，所述生产系统还包括用于存储陶粒生料的生料储料斗，所述对辊造粒机的出料口通过皮带输送机与生料储料斗顶部的进料口相连接，所述生料储料斗底部的出料口通过皮带输送机与双筒回转窑的进料口相连接。
进一步的，所述双筒回转窑的窑尾设置有除尘房，所述除尘房内设置有对窑尾烟气进行过滤的除尘器，所述除尘器的出料口经粉尘输送机与单轴搅拌机或双轴搅拌机的进料口相连接，所述除尘器的出气口经引风机通向烟囱。
进一步的，所述除尘房内还设置有对窑尾烟气进行冷却的冷却器，所述冷却器的出气口与除尘器的进气口相连接。
进一步的，所述双筒回转窑的窑头设置有燃料进料三通管，所述燃料进料三通管的一水平端伸入窑头内，所述燃料进料三通管的另一水平端连接有鼓风机，所述燃料进料三通管的竖直端口与螺杆输送机底部的出料口相连接，所述螺杆输送机顶部的进料口与燃料储料斗底部的出料口相连接。
进一步的，所述双筒回转窑的窑尾位置比窑头高，所述双筒回转窑的倾角为3.5°。
进一步的，所述磅秤为小型地磅。
与现有治理含铬污泥的各种方法相比较，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用的双筒回转窑在烧制时，温度从窑尾开始低温逐渐升高，很好地给物料营造了预热的条件，减少陶粒因温度过高而造成破裂的现象;而传统单筒回转窑在物料在进入窑体时容易因瞬间温度过高而产生破裂的现象。采用双筒回转窑烧制而成的陶粒不仅能有效去除重金属铬的危害，还能让陶粒更为美观，同时因在窑里受热均匀，更有效减少陶粒粘连的现象。
(2)本发明有效地利用了皮革生产产生的含铬污泥，除毒彻底、可靠、工艺简单、吃泥量大，可同时治理大部分重金属污染物，生产成本低廉，技术可行，代价最小;不仅可以使含铬污泥无害化，还能将制得的陶粒作为路基材料、混凝土骨料、轻质砖填充料和用于水泥生产时所需的原料。针对土地资源缺乏的今天，本发明可以打破危险废物最终处置为填埋的僵局，使其作为原料使用而并非垃圾被抛弃，从而为减少环境保护过程中对土地资源的占用。
