[发明专利]一种固结铜渣中重金属元素的方法

说明书

本发明涉及冶金工业危险废弃物处置技术领域，尤其涉及一种固结铜渣中重金属元素的方法。所述方法包括：将铜渣、矿物质、添加剂混合后造粒，干燥后进行煅烧；其中，所述矿物质中SiO₂与Al₂O₃之和占总量的50％以上，SiO₂/Al₂O₃比值≥0.5；所述添加剂为选自碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、膨润土、蒙托土、石灰石、氧化钙、氧化镁的一种或几种。本发明通过特定的方法固结特定的铜渣，所得粒状物依据GB5085.3‑2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》，按照HJ/T299制备的固体物质浸出液中的重金属元素，判定为一般固废。本发明的粒状物可以替代天然砂石骨料，实现了铜渣危废规模化处置和高附加值化应用。

技术领域

本发明涉及冶金工业危险废弃物处置技术领域，尤其涉及一种固结铜渣中重金属元素的方法。

背景技术

铜渣是炼铜过程中产生的渣，属于有色金属渣的一种；采用反射炉法炼铜排出的废渣为反射炉铜渣，采用鼓风炉炼铜排出的为鼓风炉铜渣。每冶炼出1吨铜，反射炉法将产生10～20吨炉渣，鼓风炉法为50～100吨铜渣。更重要的是，研究发现受铜矿石来源的影响，很多铜冶炼企业排放的铜渣中含有大量的砷、铬、镉、锰、铅、锌、镍、铜等重金属元素，按照HJ/T299制备的固体废物浸出液中上述重金属元素的含量依据GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》检测，测试结果远远超出标准限值，鉴别结果为危险废物。特别是，容易致癌的砷元素超标异常严重。

目前，铜渣的主要处置方式包括：采用铜渣代替铁粉作铁质校正剂生产硅酸盐水泥熟料；以炼铜水淬渣为主要原料，掺入少量激发剂(石膏和水泥熟料)和其它材料细磨生产铜渣水泥。以铜渣为原材料生产抹灰砂浆，低标号混凝土及空心小型砌块等制品。然而，上述处置方式没有充分考虑到砷等重金属浸出对地下水、土壤、植物污染、人类健康的影响，且处置规模有限，附加值较低。因此，亟需安全的、规模化的、高附加值化的铜渣危废处置技术。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种固结铜渣中重金属元素的方法，该方法能够有效固结铜渣中重金属元素(砷、镉、铬、铜、锰、镍、铅、锌等)，使得处理后的铜渣，按照HJ/T299制备的固体废物浸出液中，重金属元素的含量依据GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》检测，判定为一般固体废物；本发明的另一目的是提供一种粒状物。

具体地，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种固结铜渣中重金属元素的方法，包括：将铜渣、矿物质、添加剂混合后造粒，干燥后进行煅烧；

其中，所述矿物质中SiO₂与Al₂O₃之和占总量的50％以上，SiO₂/Al₂O₃比值≥0.5；所述添加剂为选自碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、膨润土、蒙托土、石灰石、氧化钙、氧化镁的一种或几种。

本发明发现，采用特定的矿物质和添加剂，在与铜渣混合后造粒、干燥，再通过煅烧玻化，可有效固结铜渣中的重金属。

作为优选，按质量比计，铜渣：矿物质：添加剂＝20～70：25～70：1～10。

针对本发明的固结体系，当铜渣与矿物质和添加剂的质量比在上述范围内时，固结效果更佳。

作为优选，所述矿物质为选自高岭石晶体、蒙托石晶体、钠长石晶体、钾长石晶体、钙长石晶体、铝钒土晶体矿物、砂岩晶体矿物、粉煤灰、硅藻土、硅灰、煤矸石中的一种或几种；所述添加剂为选自石灰石、氧化钙、氧化镁、膨润土、硫酸钙中的一种或几种。