[发明专利]一种用生石灰中和处理硫磺冶炼废渣的方法

说明书

技术领域

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

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1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。

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。

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Fe₃O₄、Fe₂O₃），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—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。

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。

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。

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

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ｐＨ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。

本发明的技术方案如下：

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

生石灰中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。

本发明的特点是：