一种用生石灰中和处理硫磺冶炼废渣的方法
【专利摘要】一种用生石灰中和处理硫磺冶炼废渣的方法，含有以下步骤：（1）土法冶炼硫磺废渣；（2）生石灰：其CaO含量不低于60%；（3）将生石灰以0.1～1.0%的量加入经粉碎的硫磺冶炼废渣中，混合并搅拌，加入去离子水，制备浸出液，浸出液中pH值调整至6.8～7.2；(4)经中和后废渣的处理:经中和后的硫磺冶炼废渣，重金属离子的含量也明显降低，由此废渣属性由Ⅱ类一般工业固体废物变为Ⅰ类一般工业固体废弃物。中和后废渣可作为水泥生产辅料，建筑材料，也可运送至按照Ⅰ类一般工业固体废弃物处置场要求建设的废渣集中处置场进行集中处置。
【专利说明】一种用生石灰中和处理硫磺冶炼废渣的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及硫磺冶炼废渣的处置和利用，属于废渣综合利用领域。
【背景技术】
[0002]硫磺冶炼废渣是利用硫铁矿土法炼制硫磺时产生的废渣。上世纪50?80年代我国沿袭中世纪生产水平的土法炼硫生产技术，资源利用率极低，冶炼回收率只有30%左右，大量硫及重金属物质保留在冶炼废渣中。当时国内硫磺需要量的70%左右来源于土法炼硫，每生产I吨硫磺要产生7?8吨废渣，如此庞大的硫磺冶炼废渣期待处理。
[0003]随着上千支“石灰窑”式土法炼硫炉窑的全面关闭，结束了硫磺冶炼区域人民40年的土法炼硫历史，但是，在硫磺冶炼区域大小山头，却留下密密麻麻的敞口式炼硫炉残体、炼硫废渣筑起的一座座“沙漠”式山岭。以昭通镇雄县为例，经调查，镇雄东部炼硫区有96个遗弃的渣场，炼硫炉渣历年来累计产生量1400万吨，除部分炉渣被洪水和河流水冲散及进入地下溶洞外，还有约1000万吨炼硫炉渣堆积在炼硫地区。大量炉渣堆积占压土地6000余亩，同时也严重污染环境，炉渣经日晒、雨淋，其浸出液中铁、锰、硫酸盐、锌、铜等渗入地下，流入河流，污染土壤和水源。
[0004]根据废渣元素分析，硫磺冶炼废渣主要成分为二氧化硅，占41.8%，其次为含铁化合物(为Fe304、Fe203)，占24.6%，占第三位的是三氧化二铝，占18.5%。硫磺冶炼废渣中含有二氧化硅、三氧化二铝，可用作水泥活性原料。但是，因硫磺冶炼区域一般距离水泥厂较远，废渣运输成本较高，因而作为水泥生产辅料受到限制。此外，硫磺冶炼废渣中含全铁量约为22%，采用磁选技术，该矿渣中可以回收Fe86%，品位61.8%，但因选矿成本过高，选一吨含铁60%产品，成本达到450元左右，而每吨含铁60%的产品，市场价不含税费也只能卖到450元一500元/吨，所以该项目单选铁是没有利用价值。对选铁后的尾矿进行复选二氧化钛，产品中二氧化钛含量37— 40%，三氧化二铁27— 34%，但是目前没有销售市场，因此，以目前的回收工艺技术、回收成本及市场需求来看，硫磺冶炼废渣要达到选矿综合利用，还需要大量的工作。
[0005]对硫磺冶炼废渣进行浸出液毒性及腐蚀性鉴别监测结果表明，废渣浸出液中的铅、镉、汞、六价铬、砷等重金属危险废物的浸出监测值都远低于对应危险废物浸出毒性鉴别标准，不属于危险废物，但是PH数值在3.0-4.8，为强酸性，属于II类一般工业固体废物。
[0006]依据《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB18599-2001)，II类废渣贮存渣库的选址及防渗要求均较高，很难选到合适的库址，并且建设投资较大。
[0007]本发明在分析硫磺冶炼废渣元素成分及浸出液属性鉴别的基础上，鉴于炼硫炉渣浸出液主要为PH超标，从工程环境、经济等角度综合考虑，首先采用生石灰对废渣进行搅拌中和，将废渣浸出液的PH值调整至6-9之间，同时固定住废渣中的铜、铅、锌、砷等多种重金属，使废渣属于I类一般工业固体废弃物后，再清运至拟建的集中处置场进行处理，这样就可减少废渣集中处置场防渗处理工艺，减少工程投资，同时也减少环境安全隐患。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种采用生石灰中和处理硫磺冶炼废渣的方法。本方法以生石灰作为中和剂，在常温、常压条件下，实现对硫磺冶炼废渣中P H的中和，同时固定住废渣中的铜、铅、锌、砷等多种重金属。该方法具有处理剂易得、处理工艺简单、实施操作容易，投资成本低，中和后废渣的环境安全性较高等优点，具有良好的社会效益及环境效益。
[0009]本发明的技术方案如下:
[0010]一种用生石灰中和处理硫磺冶炼废渣的方法，其特征在于，采用生石灰与土法冶炼硫磺废渣进行中和混合，将其浸出液由呈强酸性变成中性，废渣属性由II类一般工业固体废物变为I类一般工业固体废弃物；其步骤如下:
[0011]I)、土法冶炼硫磺废渣
[0012]采取随意堆放的土法冶炼硫磺废渣，采用破碎机进行破碎，破碎粒度为10?30mmo
[0013]2)、生石灰
[0014]生石灰中CaO含量不低于60%。
[0015]3)、中和
[0016]将生石灰以0.1?1.0%的量加入经粉碎的硫磺冶炼废渣中，混合并搅拌，加入去离子水，制备浸出液，浸出液中PH值调整至6.8?7.2。
[0017]4、经中和后废渣的处理
[0018]经中和后的硫磺冶炼废渣，重金属离子的含量也明显降低，由此废渣属性由II类一般工业固体废物变为I类一般工业固体废弃物。中和后废渣可作为水泥生产辅料，建筑材料，也可运送至按照I类一般工业固体废弃物处置场要求建设的废渣集中处置场进行集中处置。
[0019]本发明的特点是:
[0020](I)生石灰
[0021]生石灰即为氧化钙(calcium oxide)，主要成分是CaO，其含量约为62%，一般呈块状，纯的为白色，含有杂质时为淡灰色或淡黄色。生石灰是一种碱性氧化物能和酸反应生成氢氧化钙和水，能和水反应生成氢氧化钙，能和酸性氧化物反应生成盐。生石灰可从硫磺冶炼区周围的石灰窑购买获得。
[0022](2)硫磺冶炼废渣
[0023]硫磺冶炼废渣的主要化学成分见下表I。
[0024]表I硫磺冶炼废渣元素分析结果
[0025]
成份 IsiO2 IAl2O3 IFe2O3 IFe3O4 ITiO2 ICaO Is [igO~Eu [Pb fzii 含量(％ ) 41.8 18.50 11.10 13.50 6.50 5.60 1.44 0.213 0.013 0.014 0.012
[0026](3)中和研究
[0027]I)硫横冶炼废潘样品米集
[0028]采样:在硫磺冶炼废渣堆两侧距堆底Im处画第一条横线，然后每隔Im画一条横线；再每隔2m划一条横线的垂线，其交点作为采样点。在每点上从0.5 — 1.0m深处各随机米样一份。
[0029]采样份数:每个采样地点最少份样数确定为20份。
[0030]份样量:根据炉渣最大粒度的直径，3-5kg/份。
[0031]2)样品备制
[0032]将上述各个采样点样品分别混合后(60-100kg)，进行破碎以减少样品粒径，进行自然风干，然后筛分及混合，样品保证95%以上处于某一粒度范围及粒径均匀，并将样品缩分成两份或多份，以减少样品的质量。
[0033]3)中和试验
[0034]将生石灰以0.1?1.0%的量加入粉碎、筛分的硫磺冶炼废渣中，混合并搅拌,加入去离子水，按规定制备浸出液，根据《水与废水监测方法》(第三版)中规定的监测方法测定经中和后废渣浸出液中的pH、铁、猛、铜、铅、锌、镉、萊等离子的含量，以确定最佳生石灰投加比。
[0035]4)经中和后废渣的处理
[0036]经中和后的硫磺冶炼废渣，浸出液中pH值由3.0-4.8调整至6-9，重金属离子的含量也明显降低，由此废渣属性由II类一般工业固体废物变为I类一般工业固体废弃物。中和后废渣可作为水泥生产辅料，建筑材料，也可运送至按照I类一般工业固体废弃物处置场要求建设的废渣集中处置场进行集中处置。
[0037]本发明的有益效果是:该发明技术可应用于土法冶炼硫磺废渣的处理。经该发明技术处理后的废渣，其浸出液由强酸性变成中性，重金属离子的含量也明显降低，从而可大幅度地减少对环境的危害。同时，废渣属性由II类一般工业固体废物变为I类一般工业固体废弃物，处置工程的环境安全防范措施要求明显降低，处置工程投资及运行费用可明显降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0039]见图1，一种用生石灰中和处理硫磺冶炼废渣的方法，本发明特征在于，采用生石灰与土法冶炼硫磺废渣进行中和混合，将其浸出液由呈强酸性变成中性，废渣属性由II类一般工业固体废物变为I类一般工业固体废弃物；其步骤如下:
[0040]1、土法冶炼硫磺废渣
[0041]采取随意堆放的土法冶炼硫磺废渣，采用破碎机进行破碎，破碎粒度宜为10?30mmo
[0042]2、生石灰
[0043]生石灰中CaO含量不低于60%为宜。
[0044]3、中和
[0045]将生石灰以0.1?1.0%的量加入经粉碎的硫磺冶炼废渣中，混合并搅拌，加入去离子水，制备浸出液，浸出液中PH值调整至6.8?7.2。
[0046]4、经中和后废渣的处理[0047]经中和后的硫磺冶炼废渣，重金属离子的含量也明显降低，由此废渣属性由II类一般工业固体废物变为I类一般工业固体废弃物。中和后废渣可作为水泥生产辅料，建筑材料，也可运送至按照I类一般工业固体废弃物处置场要求建设的废渣集中处置场进行集中处置。
[0048]实施例1:
[0049]上述已备制好的硫磺冶炼废渣A，其浸出液监测值为4.10。将硫磺冶炼废渣A分成11个样品，每个样品100 8，将生石灰分别以0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%,0.9%U.0%U.1%>1.2%的量投入到这11个样品中，混合并搅拌、使得碱性生石灰与酸性硫磺冶炼废渣充分中和，分别加入IL去离子水(pH为7.12)，按规定制备浸出液，用9.18、6.8、4.0缓冲溶液校核pH计，测定pH见下表2。
[0050]表2硫磺冶炼废渣A中生石灰投加比及浸出液pH值
[0051]
【权利要求】
1.一种用生石灰中和处理硫磺冶炼废渣的方法，其特征在于，采用生石灰与土法冶炼硫磺废渣进行中和混合，将其浸出液由呈强酸性变成中性，废渣属性由II类一般工业固体废物变为I类一般工业固体废弃物；其步骤如下: 1)土法冶炼硫磺废渣 采取随意堆放的土法冶炼硫磺废渣，采用破碎机进行破碎，破碎粒度为10?30mm ； 2)生石灰 生石灰CaO含量不低于60% ； 3)中和 将生石灰以0.1?1.0%的量加入经粉碎的硫磺冶炼废渣中，混合并搅拌，加入去离子水，制备浸出液，浸出液中pH值调整至6.8?7.2 ; 4)经中和后废渣的处理 经中和后的硫磺冶炼废渣，重金属离子的含量也明显降低，由此废渣属性由II类一般工业固体废物变为I类一般工业固体废弃物。中和后废渣可作为水泥生产辅料，建筑材料，也可运送至按照I类一般工业固体废弃物处置场要求建设的废渣集中处置场进行集中处置。
【文档编号】A62D3/33GK103585738SQ201310547231
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2013年11月6日
【发明者】和丽萍, 范泽文, 常普, 王瑞波, 张兴, 曾沛艺 申请人:和丽萍, 范泽文