本發(fā)明涉及資源利用
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是指一種用高鐵銅渣生產(chǎn)規(guī)整化鐵碳微電解填料的方法。
背景技術(shù)：
：銅渣是銅精礦火法冶煉煉過程中產(chǎn)生的廢渣，平均每生產(chǎn)一噸銅將產(chǎn)生2.2噸銅渣。我國每年的銅渣產(chǎn)量高達(dá)1500萬t，累計(jì)堆積數(shù)以噸銅渣。不同冶煉方法產(chǎn)生的銅渣成分雖有差別，但鐵、銅含量一般均較高(Fe、Cu含量通常達(dá)30％～50％和0.5％～2.1％)，遠(yuǎn)高于我國鐵礦石可采品位(TFe>27％)和銅礦開采品位(Cu>0.3％)，另外，渣中還含有大量的鈷、銻等貴金屬。大量廢銅渣的存在，不但占用大量土地，也造成環(huán)境污染。在銅礦和鐵礦資源日趨減少和環(huán)保要求逐步提高的情況下，如何實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用和綠色發(fā)展，已經(jīng)成為社會和企業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。目前，大量的學(xué)者研究從銅渣中回收有價(jià)金屬，包括電爐貧化法、浮選法、磁選法等，雖然能實(shí)現(xiàn)銅的回收，但是存在銅回收率低、尾渣銅品位高、鐵組分無法利用的問題。微電解技術(shù)是一種應(yīng)用電化學(xué)原理處理廢水的工藝，也稱內(nèi)電解法，利用陽極(鐵)與陰極(碳)之間1.2V的電位差對污染物進(jìn)行處理，特別針對有機(jī)物濃度大、高毒性、高色度、難生化廢水的處理，可大幅削減廢水色度和COD，提高其可生化性；此外，微電解技術(shù)還可吸附、還原各種重金屬離子，因此，微電解技術(shù)廣泛應(yīng)用于印染、造紙、化工、電鍍、印刷線路板、制藥等各類工業(yè)廢水的處理。傳統(tǒng)鐵碳微電解填料是將鐵屑和活性碳按比例物理混合，構(gòu)成鐵碳固定床，但因鐵粒(陽極)與碳粒(陰極)物理分離，微電解產(chǎn)生的電流密度小，廢水處理效果差；鐵粒表面易生銹鈍化，造成填料層板結(jié)，形成溝流，需頻繁反沖洗填料層或更換填料，增加了微電解工藝的復(fù)雜性。因此，抗板結(jié)微電解填料的研制，顯得十分必要。近年來，國內(nèi)鐵碳微電解填料的生產(chǎn)與市場銷售發(fā)展快速，產(chǎn)品主要由金屬鐵粉、活性碳、有色金屬催化劑以及粘結(jié)劑組成，經(jīng)混合、成型和燒結(jié)制成，填料已實(shí)現(xiàn)規(guī)整化，克服了填料板結(jié)問題。但是，仍存在如下問題：填料原料成本高，產(chǎn)品售價(jià)高、水處理成本上升；燒結(jié)溫度低，填料結(jié)構(gòu)松散，廢水處理時(shí)損耗快；常規(guī)鐵碳填料生產(chǎn)采用市售金屬鐵粉，市售金屬鐵粉因表面氧化而被鈍化，直接應(yīng)用于填料中，活性低，電流密度小，通過酸浸可以提高金屬鐵粉的活性，但也增加了生產(chǎn)成本和環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高鐵銅渣生產(chǎn)規(guī)整化鐵碳微電解填料的方法。該方法具體包括如下步驟：(1)制備銅渣含碳球團(tuán)：將高鐵銅渣破碎至-2mm，然后將破碎后的高鐵銅渣與碳質(zhì)還原劑、添加劑和粘結(jié)劑按一定比例混合后加水造球或壓球，制備成含碳球團(tuán)；(2)還原焙燒：將步驟(1)所得含碳球團(tuán)干燥后，在焙燒溫度1100～1300℃隔絕氧氣條件下還原焙燒生成含金屬鐵粒與碳粒的焙燒后產(chǎn)品，焙燒后產(chǎn)品在隔絕氧氣條件下冷卻，得到規(guī)整化鐵碳微電解填料。焙燒過程中，鐵礦物被還原為金屬鐵作為微電解填料的陽極，殘?zhí)甲鳛殛帢O；含銅礦物被還原為金屬銅，可作為微電解填料的催化劑；添加劑可促進(jìn)鐵礦物還原和提高焙燒后鐵碳微電解材料的強(qiáng)度。其中，步驟(1)中所用高鐵銅渣的鐵含量大于30％，鐵含量較低的銅渣通過選礦或冶煉手段提高鐵含量至30％以上后也可用于生產(chǎn)規(guī)整化鐵碳微電解填料。步驟(1)中的碳質(zhì)還原劑為無煙煤、煙煤、活性炭、焦炭、半焦、石油焦中的一種或多種組合；步驟(1)中的添加劑為石灰石、石灰、消石灰、碳酸鈉、硫酸鈉、螢石、硼砂中的一種或多種組合；步驟(1)中的粘結(jié)劑為膨潤土、廢糖漿、淀粉、水玻璃中的一種或多種；步驟(1)中高鐵銅渣、碳質(zhì)還原劑、添加劑和粘結(jié)劑的質(zhì)量比為：100:(30～60):(1～20):(0.5～10)。步驟(2)中還原焙燒在隔絕氧氣條件下進(jìn)行，焙燒后產(chǎn)品在隔絕氧氣條件下冷卻。本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：上述方案中，直接由高鐵銅渣生產(chǎn)規(guī)整化鐵碳微電解填料，具有原料來源廣泛、流程短和環(huán)境友好的特點(diǎn)，所得鐵碳微電解材料應(yīng)用于處理工業(yè)廢水，可有效降低廢水的COD和色度，運(yùn)行使用效果穩(wěn)定。附圖說明圖1為本發(fā)明的高鐵銅渣生產(chǎn)規(guī)整化鐵碳微電解填料的方法流程圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明提供一種高鐵銅渣生產(chǎn)規(guī)整化鐵碳微電解填料的方法，工藝流程如圖1所示，包括配料、造球、烘干、還原焙燒、冷卻等步驟，下面結(jié)合具體實(shí)施例予以說明。實(shí)施例1某高鐵銅渣的多元素分析見表1，用前破碎至-2mm。所用碳質(zhì)還原劑為無煙煤，煤質(zhì)分析如表2所示，用前破碎至-1mm，添加劑為石灰石，用前破碎至-1mm。表1高鐵銅渣的多元素分析成分TFeAl2O3SiO2MgOCaO含量(％)41.074.1034.640.321.43成分K2ONa2OTiO2CuS含量(％)0.610.210.450.310.21表2煤的工業(yè)分析結(jié)果高鐵銅渣：無煙煤：石灰石：膨潤土按質(zhì)量比100：50：17：5稱取混合，然后加12％的水混勻。將混合物料在對輥壓球機(jī)上制備成含碳球團(tuán)，將含碳球團(tuán)在105℃烘干。將含碳球團(tuán)放入氣氛爐中，充氮?dú)獗Ｗo(hù)升溫至1150℃，然后保溫3h，焙燒結(jié)束后隨爐在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻，得到規(guī)整化鐵碳微電解填料。應(yīng)用本實(shí)施例制備的規(guī)整化鐵碳微電解填料處理某絲綢染印廢水(色度約800倍，COD約為1400mg/L，pH：5.3～5.5)，將pH調(diào)至3左右，在水力停留時(shí)間為9h的條件下，廢水色度去除率為87％，COD去除效率48％；反應(yīng)器連續(xù)運(yùn)行1個(gè)月，未發(fā)現(xiàn)明顯的板結(jié)現(xiàn)象，運(yùn)行較為穩(wěn)定。實(shí)施例2某高鐵銅渣的多元素分析見表3，用前破碎至-2mm。表3高鐵銅渣的多元素分析成分TFeCuAl2O3SiO2MgOCaO含量(％)39.231.474.1230.640.325.43成分K2ONa2OTiO2PS含量(％)0.350.390.320.220.76高鐵銅渣：碳質(zhì)還原劑：粘結(jié)劑：添加劑按質(zhì)量比100：48：5：8稱取混合，然后加12％的水混勻。碳質(zhì)還原劑的組成為無煙煤：煙煤：活性炭：焦炭：半焦：石油焦的質(zhì)量比為40：20：10：10：10:10，無煙煤、煙煤、活性炭、焦炭、半焦、石油焦均為工業(yè)產(chǎn)品；粘結(jié)劑組成為水玻璃：膨潤土：淀粉：廢糖漿質(zhì)量比為20：40：10：30，水玻璃、膨潤土、淀粉、廢糖漿均為工業(yè)產(chǎn)品；添加劑組成為石灰石：石灰：消石灰：碳酸鈉：硫酸鈉：螢石：硼砂質(zhì)量比為20:20:10:10:15:15:10，石灰石、石灰、消石灰、螢石、碳酸鈉、硫酸鈉、硼砂均為工業(yè)產(chǎn)品。將混合物料在對輥壓球機(jī)上制備成含碳球團(tuán)，將含碳球團(tuán)在105℃烘干。將含碳球團(tuán)放入氣氛爐中，充氮?dú)獗Ｗo(hù)升溫至1270℃，然后保溫2h，焙燒結(jié)束后隨爐在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻，得到規(guī)整化鐵碳微電解填料。應(yīng)用本實(shí)施例制備的規(guī)整化鐵碳微電解填料處理某工業(yè)焦化廢水，其COD為14000mg/L，色度約為11500倍。將廢水pH調(diào)至3左右，在水力停留時(shí)間為7h的條件下，COD去除率為52，色度去除率為83％。連續(xù)運(yùn)行6周，運(yùn)行處理效果穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)明顯板結(jié)現(xiàn)象。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3