[发明专利]一种利用城市污泥和冶炼矿渣制备无机纤维的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种城市污泥和冶炼矿渣的资源循环利用技术领域，特别是提供一种以城市污泥和冶炼矿渣无害化和高附加值处理技术，尤其涉及一种以城市污泥和冶炼矿渣制备无机纤维的方法。

背景技术

随着我国城市化进程的加快，城市人口急剧增加，我国500万人口以上的城市已有10座，而人口超过1000万的城市已有上海、北京、重庆、武汉、天津4座。随着城市的扩大，使得城市用水和污水排放量也急剧增加。而城市污泥问题伴随着城市化的进程而产生，污泥排放量通常占污水总量的0.5%至1%。据2010年住房和城乡建设部的统计资料显示，我国已累计建成城镇污水处理厂2832座，污水处理能力达1.25×108m3/d，每天产生湿污泥达到17.5万吨，年产生湿污泥6387.5万吨。专家预测，2020年全国的污水排放量将达到5.36×108m3/d，污泥排放量将达24000万吨以上。通常污泥的处理与处置费用约占污水处理总费用的30%～40%，因此，如何妥善处置这些数量日益庞大、高度集中的有机固体废弃物，是污水处理厂最头痛的问题之一。

我国前些年在城市污水处理中一直存在“重水轻泥”倾向，对污泥的处理处置长期没有引起足够的重视，其投资仅占污水处理厂总投资的20%左右。绝大多数的污水处理厂没有配备污泥处理设施，污泥的规范化处置率不到20%，大部分是采用粗矿的填埋法。但因污泥含水率过高，在运输和填埋过程中容易变质发臭。广州市在2003年建起了国内第一个污泥综合处置厂，由于污泥运输、装卸、存储和处理未能完全封闭作业，导致工厂向外散发恶臭，周边居民苦不堪言，广州市人大代表曾连续四次就该厂气体污染问题提出意见和建议，要求将其关闭。甚至有一些农户将污泥直接拉到田里做有机肥，随意大量施用污泥容易导致严重的环境和卫生风险。因此对污泥的减量化和去污染化处理将是我国未来城市环保发展趋势，许多环境保护工作者对城市的污泥进行了多项综合利用的研究。

如(专利CNll09850，CNl01429006，CNl01514112)是利用城市污泥制备陶粒，专利(专利CNl413939，CNl01058501)则是利用城市污泥制砖，其制备方法一般需要添加粘土、粉煤灰等其它原料，其制备过程需经过干燥、搅拌、造粒、烘干、培烧等多种复杂工序，且大多作为建筑、土木施工中利用，附加值相对较低。

中国专利CN101321879提出一种烧结原料的造粒方法，即采用含铁粉尘、淤泥直接或将其与石灰淤泥、粉状焦炭等的混合物制备造粒粒子回用烧结工序的方法，该发明可有效的利用含铁粉尘或淤泥。但上述工序较为复杂，且仅限于冶金行业，对污泥的处理量有限。

也有报道采用石灰混合固化处理法，其具有高效、经济、运行费用低的优势，可改善储存和运输条件，避免渗滤液泄漏，降低含水率等优点。采用石灰处理后的污泥，主要固相成分为含Ca相(如CaCO3、Ca(OH)2和CaO等)、木质纤维、毛发和有机质等，其再处理方式多为填埋和焚烧处理，一方面不可避免的对环境造成二次污染，另一方面占用土地，其中含有的大量有用组成被白白浪费。

目前，我国的钢产量稳居世界第一，但由于炼铁炼钢技术尚不够先进，因而各钢铁企业每年都会产生大量的、不同种类的冶金矿渣。据统计，目前我国冶金工业固体废弃物年产生量约4.3亿吨，综合利用率仅为18.03%。其中工业尾矿产生量为2.84亿吨，利用率1.5%；高炉渣产生量7557万吨，利用率65%；钢渣产生量3819万吨，利用率10%；化铁炉渣60万吨，利用率65%；尘泥1765万吨，利用率98.5%；自备电厂粉煤灰和炉渣494万吨，利用率59%；铁合金渣90万吨，利用率90%。这些未得到利用的冶金矿渣长期堆放未及时综合利用，一方面会造成冶金矿渣逐渐失去活性难以再利用，另一方面冶金矿渣的堆放要占用大量土地，并会严重污染环境。