脫硅污泥處置方法

　　冷軋產(chǎn)品以其優(yōu)良的材料性能、尺寸精度和表面質(zhì)量，得到了廣泛的應(yīng)用。冷軋產(chǎn)品的生產(chǎn)一般要經(jīng)過酸洗、軋制、退火、涂鍍、平整等工序。酸洗通過將熱軋來料浸泡在酸液中，去除熱軋過程產(chǎn)生的表面氧化鐵皮。軋制通過冷軋機多機架連軋或者單機架往復(fù)軋制，達到高精度的尺寸精度和優(yōu)良的表面質(zhì)量。

　　酸洗與冷軋軋制可以設(shè)置在一條機組中成為酸洗冷連軋聯(lián)合機組，具有生產(chǎn)效率高、成材率高的特點，被大型鋼鐵企業(yè)廣泛采用。為提高資源利用率均設(shè)有酸再生工藝通過高溫焙燒形成再生酸和氧化鐵粉，為保證產(chǎn)出的氧化鐵粉具有良好的品質(zhì)，廢酸中非水溶性硅鋁磷等氧化物需經(jīng)脫硅工藝流程得到有效去除。

　　但是帶來一個問題是酸再生過程中的脫硅工藝產(chǎn)生了脫硅污泥，含有大量氯離子和氨氮的有害成份對污泥的無害化和資源利用帶來困難。

　　脫硅污泥屬于國家危險廢物名錄HW17類別，pH值在1~2左右，其中氯離子含量在13%~18%左右，無法直接在鋼鐵生產(chǎn)使用，其中主要需處理的污染物指標為：氯離子和鐵等重金屬。

　　通過對生產(chǎn)機組產(chǎn)線調(diào)研，擬對污泥中的氯離子通過適當?shù)墓に嚾コF等金屬離子可以通過熱脫附設(shè)備加工成三氧化二鐵，可對外銷售或返生產(chǎn)進行煉鐵。

　　1、試驗部分

　　1.1 材料和儀器

　　試驗用的脫硅污泥取自寶鋼股份冷軋廠某酸再生機組，用氯離子分析儀器，X熒光測試儀器等對污泥中的成份做了定量的分析，結(jié)果如表1。

　　根據(jù)分析表1數(shù)據(jù)，可看出其中的氯離子含量很高，直接作為原料會對設(shè)備及除塵裝置造成嚴重腐蝕，所以要去除其中的氯離子，在不引入其他雜質(zhì)的前提下，表內(nèi)成份中的氧化鐵就可以有很多用途了，就能解決脫硅污泥資源化在利用的問題了。

　　1.2 脫硅污泥去除氯離子的試驗

　　1.2.1 用水洗曝氣工藝進行去除氯離子的試驗

　　從工藝設(shè)計角度出發(fā)，污泥中主要含有氯、鐵等離子，其余雜質(zhì)元素及CODcr含量較低?？蓪ξ勰嘀羞M行水洗，讓其中的水溶性離子進入水中，這樣可以除掉氯離子，然后用熱脫附把鐵等金屬離子反應(yīng)為金屬氧化物返生產(chǎn)使用或出售，生產(chǎn)過程中的排水可處理至達到酸再生要求進入焙燒爐回用。

　　根據(jù)污泥的特性，污泥經(jīng)過水洗工藝后，其中的氯離子含量可以降至1%以下，水洗產(chǎn)生的廢水可以返回給酸再生配燒爐制備再生酸，對于水洗后的污泥可以通過加熱設(shè)備制備成為氧化鐵。本方案選擇水洗曝氣工藝+膜濃縮的方法來實現(xiàn)濃縮和處置過程。

　　1.2.2 初步確定工藝路徑見圖1

　　1.3 分析方法

　　NY/T1121.17-2006土壤氯離子含量的測定，USEPA9045D-2004土壤和廢棄物pH測定電極法，GB/T22104-2008土壤質(zhì)量氟化物的測定離子選擇電極法，USEPA6020A-2007電感耦合等離子體質(zhì)譜法

　　2、結(jié)果與分析

　　2.1 工藝中關(guān)鍵因素的單項試驗

　　2.1.1 溶液泥漿配比試驗

　　脫硅污泥中含固量在50%左右，需要配溶劑使其化漿后通過膜設(shè)備過濾，按照不同固液分離設(shè)備的進料要求，將物料配比成為5%，10%，15%，20%，25%5種固含量的泥漿，對于脫硅污泥溶劑選用水，配好的泥漿進入固液分離設(shè)備進行處理，然后對于產(chǎn)出的水和固體都測定氯離子含量，因為實驗主要是一去除氯離子為目的，所以后續(xù)的單因素試驗對結(jié)果的分析，只先測定氯離子，看去除效果后選取最優(yōu)的技術(shù)參數(shù)和路徑。

　　2.1.2 對于不同含固量的泥漿進行氧化曝氣試驗

　　因為脫硅污泥中的鐵根據(jù)測試數(shù)據(jù)看出有兩種價態(tài)存在，三價和兩價鐵，為了分析每個因素對于氯離子去除的效果，所以對于泥漿分量種狀態(tài)進行固液分離，一種是化漿后直接分離，一種是先加溫曝氣后再固液分離，來對比去除效果。

　　2.1.3 對于曝氣后的泥漿加入氨水試驗

　　對于不同的固含量的泥漿在曝氣氧化后加入堿液進行中和全沉淀后進行固液分離，分析酸度對于氯離子的去除效果。

　　2.1.4 加入絮凝劑的試驗

　　在氧化曝氣的條件下加入一定量的絮凝劑后進行固液分離，按照四個不同質(zhì)量比重進行試驗，四個個結(jié)果分析絮凝劑對于氯離子的去除效果。

　　2.2 正交試驗結(jié)果的綜合試驗

　　幾個正交試驗均采用山東某廠家的試驗設(shè)備，分離后數(shù)據(jù)如表2~表5。

　　根據(jù)表2~表5結(jié)果分析得知，脫硅污泥中能溶于溶劑的主要有FeCl2，F(xiàn)eCl3，HCl，而這三種物質(zhì)都是強電解質(zhì)易溶于水，所以溶劑的量達到一定程度后對去除氯離子的貢獻就有限了，所以含固量配比在20%就可以了，既達到了目的又不至于后續(xù)水處理的壓力大。脫硅污泥是在廢酸中加入堿液后沉淀形成的，而其中形成的Fe(OH)3為一種帶電荷的膠體可以吸附帶電荷的雜質(zhì)，所以沉淀中大部分為Fe(OH)3，而Fe(OH)3的形成和溫度有關(guān)，所以根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗選用加溫到55度左右后進行后續(xù)試驗來觀察溫度和曝氣對氯離子去除的影響。絮凝劑根據(jù)其帶電特性和分子量對照酸再生的對聚合效果的比較，最后選擇一種進口的絮凝劑，認為效果最好。

　　2.3 制備產(chǎn)品的技術(shù)指標

　　用上海寶鋼磁業(yè)有限公司的X熒光儀器對最后的樣品做了分析，標線是按照國標的一級品鐵紅做標線對比，結(jié)果見表6。

　　圖2左為整個系統(tǒng)出來的排水，可以直接進入焙燒爐作為再生酸的原料，右圖為處理后的氧化鐵原料，可以作為煉鐵原料或銷售。

　　3、結(jié)論

　　寶鋼股份冷軋廠某酸再生脫硅污泥按照國家危險廢氣物名錄規(guī)定為HW17類別，經(jīng)過以上試驗發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)將脫硅污泥加入溶劑溶解后加溫曝氣氧化，然后調(diào)整pH值至一定值使沒有沉淀的鐵離子沉淀后加入一定量的絮凝劑，沉淀完成后通過固液分離的設(shè)備后制備的淡黃色粉末氧化鐵，可以作為煉鐵原料或銷售，整個處理過程沒有對外排放，滿足國家要求，并達到資源再利用的目的。(來源：寶武環(huán)境科技資源有限公司技術(shù)中心)