[发明专利]一种富铁冶金尘泥和高钙垃圾焚烧飞灰的协同熔融处理方法

说明书

本发明公开了一种富铁冶金尘泥和高钙垃圾焚烧飞灰的协同熔融处理方法，该方法是将高钙垃圾焚烧飞灰进行水洗预处理后，与富铁冶金尘泥及碳质还原剂混合，压制成团，干燥，得到团块；在转底炉底部先布料碳基底料，再在碳基底料表层布料团块，熔融还原，得到粒铁和CaO‑SiO₂‑MgO‑FeO渣，且从烟气中回收富锌原料。该方法通过富铁冶金尘泥与高钙垃圾焚烧飞灰的协同处理，无害化处理了垃圾焚烧飞灰，同时实现了冶金尘泥的有价利用。

技术领域

本发明涉及一种二次金属资源再利用方法，具体涉及一种通过熔融法协同处理富铁冶金尘泥和高钙垃圾焚烧飞灰综合回收其中铁、锌等金属资源以及获得耐火材料原料的方法，属于冶金固废及垃圾焚烧飞灰无害化处理、资源化利用的技术领域。

背景技术

冶金行业，尤其是钢铁行业的快速发展给国民经济的增长做出了巨大贡献，但是冶炼生产过程产生的大量固体废弃物却也对生态环境造成了污染，据统计，2018年我国钢铁行业的含铁尘泥产量超过了8000万吨。含铁尘泥中通常含有铁、氧化钙、氧化镁、碳等资源，结合其产量的特点，其具备相当的经济价值，值得进行二次资源化利用。

垃圾焚烧发电法是有效处理城市固体废弃物的方法，但是垃圾焚烧过程中产生的危险废弃物—垃圾焚烧飞灰(HW18类)的处理也需引起重视。目前应用较为广泛的水泥固化-填埋法虽将含有重金属和二噁英的垃圾焚烧飞灰稳定固化，实现了垃圾焚烧飞灰的无害化处理，但是增容较大，与垃圾焚烧减容的初衷相悖，此外，从长远看，填埋体依旧存在污染物二次释放的风险，因此，要实现垃圾焚烧飞灰的彻底无害化处理，尤其是二噁英的降解，还需借助高温处理技术。单独兴建垃圾焚烧飞灰高温处理系统不具备经济性，难以推广应用，因此，利用现有工业体系中的高温工序是合理的。值得注意的是，垃圾焚烧飞灰中除了含有有害重金属和二噁英外，其同时还含有CaO、MgO、C等有价组分，在对其进行无害化处理的基础上实现资源化的利用也是极有意义的。

目前，对于垃圾焚烧飞灰和冶金粉尘的协同资源化已有相关研究开展，发明专利一种垃圾飞灰与冶金粉尘协同资源化处理的方法(CN107413816A)采用类似于氯化焙烧的方式进行氯化挥发，对有价金属的选择性回收，同时生成烧结用的铁酸钙类物质，但是并没有对二次资源得到充分利用。

发明内容

针对目前冶金行业有价冶金尘泥产量大、难大规模二次资源化利用和垃圾焚烧飞灰需经济、高效地高温无害化处理和资源化利用的问题，本发明的目的是在于提供一种通过熔融法协同处理富铁冶金尘泥和高钙垃圾焚烧飞灰的方法，该方法基于富铁冶金尘泥和高钙垃圾焚烧飞灰的化学组成特性，将两者搭配制成球团，并利用转底炉还原工艺，获得高质量粒铁，同步获得可以作耐火材料原料的熔融渣，以及回收有价含锌粉尘等有色冶金原料，实现了富铁含锌尘泥和垃圾焚烧飞灰的无害化处理、资源化利用，达到了固体废弃物综合利用的目的。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种富铁冶金尘泥和高钙垃圾焚烧飞灰的协同熔融处理方法，该方法包括以下步骤：

1)将高钙垃圾焚烧飞灰进行水洗预处理；

2)将水洗预处理后的高钙垃圾焚烧飞灰与富铁冶金尘泥及碳质还原剂混合，压制成团，干燥，得到团块；

3)在转底炉底部先布料碳基底料，再在碳基底料表层布料团块，熔融还原，得到粒铁和CaO-SiO₂-MgO-FeO渣，且从烟气中回收富锌原料。

优选的方案，将高钙垃圾焚烧飞灰在固液比1kg：5L～8L的条件下进行水洗，压滤，控制滤渣含水量为13～16％。通过优化水洗条件可以脱除大部分水溶性金属离子和卤素。而通过控制滤渣水含量的目的在于通过后续与富铁冶金尘泥、还原剂的混合即可调控混合料水分至适宜制粒水分，避免了额外的水分添加，简化工艺。压滤过程一般采用隔膜压滤机。

优选的方案，所述高钙垃圾焚烧飞灰一般为钙的质量百分比含量不低于20％的垃圾焚烧飞灰。如高钙垃圾焚烧飞灰主要来自炉排炉焚烧炉或流化床焚烧炉产生的飞灰。