[发明专利]一种重金属废渣机械干法硫化处理方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程领域，涉及一种重金属废物的机械硫化处理方法。

背景技术

重金属固体废物是重金属污染环境的主要形态之一。随着社会的进步、科技的发展，人类对有色金属的开采、冶炼、加工等生产活动也日渐频繁，产生的重金属固体废物不论是数量上还是种类上都大大增加。重金属废物的排放和堆存，不仅占用了大量的土地，而且其中常含有砷、镉、铅、锌、铜和汞等多种重金属，对环境和人类健康构成了极大的威胁。另一方面，我国目前矿产资源紧缺，形势严峻。铅、锌、钨、锡、锑、稀土矿资源比较丰富，但富矿多数已开发利用；铅、锌、铜等矿物大量依赖进口。重金属固体废物中含有铜、铅、锌、镉等多种有价金属，日益成为一种具有开发利用价值的二次资源。因此，重金属固体废弃物无害化、资源化处理的方法和技术具有较大的市场需求量，尤其是对于工艺简单、环境友好、成本节约的重金属固体废弃物处理技术或方法极为需求。

目前，重金属固体废物无害化、资源化处理方法主要包括资源回收和固化处理。其中固化处理一般只能实现重金属废渣的无害化处理，并且固化处理增容比较大，成本较高，不能实现重金属资源的资源化回收。而常规的回收工艺主要有湿法浸出和火法冶炼两种方法。但是，对于湿法浸出技术而言，由于重金属废渣杂质多，成分复杂，导致浸出液除杂工艺复杂，回收率低。如化学浸出、细菌浸出等可以用于废物中有价金属的回收，但由于回收效率、技术经济性以及二次污染等方面存在问题，难以进行商业应用；而火法冶炼的工艺能耗大，成本高，也难以推广应用。

重金属废渣中的金属大多以氧化物、氢氧化物等简单或复杂的含氧化合物存在，利用硫化技术将重金属废渣变为更为稳定的硫化物，不仅可以实现重金属的稳定化，而且其中的重金属硫化物可以通过浮选回收的方式得到硫化精矿，从而使得金属资源得以回收利用。

国内外关于重金属废渣的硫化技术主要有溶液硫化、水热硫化、焙烧硫化、机械硫化。溶液硫化的硫化剂一般采用硫化钠，该方法不仅重金属硫化率不高，而且会产生废水和废气；焙烧硫化要求严格控制焙烧气氛，并且成本较高、能耗大；而关于水热硫化和机械硫化技术的研究尚处于起步阶段，现有的硫化方法主要有机械湿法硫化和水热硫化，硫化剂主要采用硫化钠溶液。采用机械湿法硫化工艺处理过程中会产生硫化氢及强碱性废水等二次污染问题，一些重金属的硫化率也较低，同时硫化钠的成本也较高。而采用水热硫化不仅存在前面所述问题，还存在能耗大、成本高等问题，这些都严重阻碍了该技术的推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种重金属废物机械干法硫化处理方法。该方法具有工艺简单、操作方便，处理过程中不产生废水、废气，没有二次污染等优点。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

重金属废渣机械干法硫化处理方法，包括以下步骤：

重金属废渣烘干至恒重后，加入硫化剂和硫化促进剂，在球磨机中进行干式球磨，球料质量比30～50∶1，转速为400～600r/min，球磨时间2～10h后，取出物料即重金属废渣机械硫化产物；保证n(Me)∶n(S)∶n(Al)＝1∶1.2～2∶0.8～1.5，其中n(Me)指重金属废物中重金属的总物质的量，n(S)代表硫化剂中硫单质的物质的量，所述的硫化剂包括含硫磺粉末、硫磺粒、硫磺块和含有硫磺单质的工业废渣中的一种或几种；所述的硫化促进剂包括纯铝粉、铝冶炼行业及铝生产行业产生的废铝渣和屑、报废的铝制品、含铝的工业废物中的一种或几种；n(Al)代表硫化促进剂中铝单质的物质的量。

所述的重金属废渣为冶炼、化工、电镀行业产生的含重金属的固体废弃物，包括冶炼废渣、重金属粉尘、重金属污泥及沉积物、浮选尾矿、尾砂中的一种或几种。

所述的重金属包括Zn、Pb、Cu、Cd、Cr、Hg、Ag中的一种或几种。

所述的重金属包括以氧化物、氢氧化物、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐的一种或几种的形态存在。

所述的重金属废渣机械干法硫化处理使用的设备包括行星式球磨机、搅拌球磨机或高能球磨机。