一種電鍍污泥材料化利用方法
【專利摘要】一種電鍍污泥材料化利用方法，包括以下步驟：（1）預處理；（2）生石膏料制備；（3）熟料制備；（4）石膏超細填料或硬石膏膠凝材料制成。本發(fā)明選用成熟的濕法工藝中的硫酸浸取法和生物浸取法預處理分離電鍍污泥中的重金屬，并以石灰或石灰石中和，一則可低成本的回收絕大部分有價金屬或重金屬制取相應的金屬或金屬鹽材料，且易于獲得較高純度的金屬或金屬鹽材料或原料；二則可簡便地獲得以二水石膏為主要礦物的污泥廢渣，即可利用的石膏基資源。無電鍍污泥廢渣排放，徹底消除廢渣的環(huán)境污染及隱患，利于環(huán)境保護。
【專利說明】
一種電鍍污泥材料化利用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保利廢領(lǐng)域，尤其涉及一種電鍍污泥材料化利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電鍍行業(yè)是當今全球三大污染行業(yè)之一，也是我國重要的基礎(chǔ)性加工行業(yè)，而電鍍過程產(chǎn)生的電鍍污泥富集了電鍍廢水中的幾乎所有元素包括有害重金屬，電鍍污泥中常規(guī)化合物成分主要有:CaO ,SO3、Al203 ,Fe2O3、CuO、Ni0、Zn0、Cd0、Cr0、Si02、Na20、Mg0、Co2O4、Sr0、Nb205、Zr02、Pb0、Hg0等及一些陰離子，其中的銅、鎳、鉻等重金屬主要為氫氧化物沉淀物。大多數(shù)電鍍污泥中主要含鉻、鐵、鎳、銅、鋅等重金屬化合物及其可溶性鹽類，具有含水率高、重金屬組分易迀移等特點，為偏堿性混合物質(zhì)，一般pH值為6.5?10，水分達70?90%，干基灰分達62?80%%，焚燒(分解)揮發(fā)物(燒失)為CO2、Η20和SO2等。因含大量重金屬被列為國家危險廢物。當前，我國電鍍企業(yè)規(guī)模相對較小而產(chǎn)品多，產(chǎn)生的電鍍污泥基本上是含多種重金屬成分的混合污泥，且每年產(chǎn)生的電鍍污泥逾1000萬t。目前大部分電鍍污泥只是簡單的堆存或者填埋處理，對環(huán)境造成嚴重污染，同時也造成了資源的浪費，如何資源化無害化處理電鍍污泥一直是相關(guān)領(lǐng)域的熱點。目前，國內(nèi)外對電鍍污泥的處理技術(shù)路徑、方法包括:
I)濕法工藝(濕法冶金)回收電鍍污泥中有價金屬(廢渣填埋)技術(shù)。
[0003 ] 濕法工藝(濕法冶金)回收污泥中有價金屬可分為浸出和金屬分離兩個大工序，浸出主要有生物浸取法、酸浸法、堿浸法；金屬分離主要有還原分離法(用鐵片或錳鐵還原)、電解沉積法、化學沉淀法、金屬萃取法。
[0004]其酸浸法是加入硫酸或鹽酸或硝酸等無機酸或無機酸和氧化劑或有機酸使污泥中金屬離子進入溶液變?yōu)橛坞x態(tài)以分離回收，酸浸法研究與應用較為成熟，可用于回收污泥中的銅、鎳、鉻、鈦、鋅、鉛、鎘、錳、鐵、鎂等各種金屬。酸浸法浸出效率高，對銅、鎳、鉻等金屬都有很高的浸出率，酸浸后廢渣量一般可減少約50%。
[0005]堿浸法主要采用的是氨浸法，氨浸法一般采用氨水溶液或氨水-氨鹽溶液作浸出劑，氨對Cu、Ni等具有較高的選擇性，能與其生成穩(wěn)定的絡合物，再通過浮選法，以環(huán)烷酸作萃取劑回收銅鎳，而其他金屬或不生成絡合物或只生成不穩(wěn)定的絡合物，鉻、鐵、鋁進入氨浸渣，氨浸后廢渣量一般可減少50?60%。
[0006]生物浸取法是利用化能自養(yǎng)型嗜酸硫桿菌等產(chǎn)酸、酶化作用，將電鍍污泥中難溶重金屬從固相溶出變?yōu)橛坞x態(tài)進入液相，再予以回收。生物浸取后廢渣量一般可減少約50%。
[0007]客觀上，現(xiàn)所有的濕法工藝僅僅局限在對有價金屬的分離，仍殘留下約一半的污泥廢渣量，這些仍含有重金屬的廢渣現(xiàn)基本上是直接棄置或填埋。
[0008]2)熱化學法(火法冶金)回收技術(shù)
熱化學法(火法冶金)回收技術(shù)主要有熔煉法、熱化學預處理法(焙燒浸取法)、焚燒回收法。
[0009]電鍍污泥的熱化學回收技術(shù)著眼于回收其中的有價金屬尤其是貴金屬。
[0010]其熔煉法主要以回收銅、鎳為目的。熔煉法以煤炭、焦炭為燃料和還原物質(zhì)，鐵礦石、銅礦石、石灰石等為輔料。熔煉以銅為主的污泥時，爐溫1300°C以上，熔出的銅稱為冰銅;熔煉以鎳為主的污泥時，爐溫在1455°C以上，熔出的鎳稱為粗鎳。
[0011]焙燒浸取法利用高溫焙燒預處理污泥中的雜質(zhì)，再用酸、水等介質(zhì)提取焙燒產(chǎn)物中的有價金屬。如Fab1等在處理含有Au、Ag、Cu和Zn的電鍍污泥時采用硫化焙燒-兩步浸出法分離貴金屬。污泥與硫化劑質(zhì)量按1.0: 0.44的比例混合，在550°C下焙燒90min，焙砂用水浸出15miη后得到Ag、Cu和Zn，浸出渣再用硫代硫酸鈉浸出得到Au，廢渣填埋。也有用黃鐵礦廢料作酸化原料與電鍍污泥混合后焙燒，然后在室溫下用去離子水對焙燒產(chǎn)物進行浸取分離回收鋅、鎳、銅，廢渣棄置。
[0012]焚燒回收法是先對電鍍污泥經(jīng)焚燒預處理，減小體積和質(zhì)量、提高渣中重金屬的質(zhì)量分數(shù)。如項長友等采用焚燒還原熔爐處理含鎳、銅的電鍍污泥，在高溫和還原條件下，將鎳、銅氧化物還原為鎳、銅合金，鉻、鐵還原進入爐渣中，再對爐渣中的鉻采用堿性介質(zhì)氧化培燒法，回收重絡酸鈉，廢渣棄置。
[0013]熱化學法能耗高，投資大，處理過程易造成二次污染，且仍有大量廢渣需棄置。
[0014]3)電鍍污泥穩(wěn)定化處理技術(shù)至今，電鍍污泥尚沒有一個經(jīng)濟的技術(shù)處理方法，國內(nèi)外常用的方法是固化填埋法。
[0015]在對電鍍污泥進行填埋處置之前，必須先對其進行固化穩(wěn)定處理。固化的方法有膠結(jié)料固化和熱化學固化。
[0016]膠結(jié)料固化穩(wěn)定處理常用的固化劑有水泥、石灰、粉煤灰、復合活化工業(yè)廢渣(土壤固化劑)、瀝青、玻璃、水玻璃、磷酸及鹽等，其中，水泥是最為常見的固化劑之一，有研究證明電鍍污泥中加入4?5倍量的水泥可以取得較好的強度和相對最佳的穩(wěn)定效果。水泥固化法雖被廣泛應用，但它也存在占地面積大、固化體內(nèi)重金屬長期穩(wěn)定性得不到保證等缺點。為此有研究者在普通水泥中加入黃原酸鹽、螯合劑等來處理重金屬污泥，以降低重金屬的浸出率，但黃原酸鹽、螯合劑及瀝青等有機物乃至固化的磷酸鹽等都難以經(jīng)受微生物及植物根系的生化作用。
[0017]由于外加或混加膠結(jié)料固化穩(wěn)定的方法客觀上很不盡人意，近年來，在電鍍污泥最終處置前開發(fā)出了用熱化學處理技術(shù)對其進行預處理，熱化學固化穩(wěn)定技術(shù)在電鍍污泥的無害化方面顯示出了一定的優(yōu)勢。如Cheng等將電鍍污泥與黏土的混合物分別在900°C和1100 0C的電爐中熱養(yǎng)護4h后，對其中鉻的價態(tài)進行了分析，發(fā)現(xiàn)在經(jīng)900 0C熱養(yǎng)護處理的混合物中，鉻(VI)占有絕對優(yōu)勢，而經(jīng)1100°C熱養(yǎng)護處理的混合物中，鉻則主要以鉻(III)存在。即以足夠高的溫度可降低電鍍污泥毒性。Ahmet等將硼酸鈉和硅酸鈉加入電鍍污泥中混合均勻，先在900 0C的旋轉(zhuǎn)爐中預煅燒后，又分別在850、900和950 V下燒結(jié)固化，即同時加入兩種添加劑調(diào)節(jié)酸性氧化物和堿性氧化物的摩爾比率，其毒性浸出結(jié)果顯示，950°C下高氧化物摩爾比時取得最好的固化效果。
[0018]今天，熱化學固化處理電鍍污泥技術(shù)已成為電鍍污泥處置領(lǐng)域的一個重要研究方向。但一則目前這種技術(shù)的研究仍有待深入，二則能耗過高、投資較大、且存在顯見的二次污染，其次，浪費了可用資源，不符合循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念。
[0019]4)材料化技術(shù)電鍍污泥的材料化技術(shù)是指利用電鍍污泥為原料或輔料生產(chǎn)建筑材料或其它材料的方法。主要包括電鍍污泥用于生產(chǎn)硅酸鹽水泥及燒制陶瓷或釉料和制磚。
[0020]Ract以電鍍污泥部分取代水泥原料生產(chǎn)硅酸鹽水泥的實驗，認為在原料中加入鉻的質(zhì)量分數(shù)為2%的電鍍污泥的情況下，水泥燒結(jié)過程也能正常進行，而且燒結(jié)產(chǎn)物中鉻的殘留率高達99.9%。
[0021 ] Magalhaes等試驗以電鍍污泥與黏土混合物制陶瓷、以電鍍污泥與海灘淤泥混合燒制陶粒;Myrine V.等試驗以油污染硅藻土和電鍍污泥及廢玻璃混合物燒制紅色陶瓷；Yuanyuan Tang等試驗以含銅電鍍污泥和富鋁的水處理廠污泥在高溫下燒制陶瓷材料;還有研究者以高含鉛電鍍污泥試制釉料;聶鑫淼等則試驗利用以少量電鍍污泥和粘土混合制磚。
[0022]其次，電鍍污泥的資源化材料化技術(shù)研究還有磁化鐵(鐵氧體化)技術(shù)、堆肥化技術(shù)、催化材料技術(shù)等。
[0023]其中的磁化鐵技術(shù)是采用適當?shù)募夹g(shù)將電鍍污泥中的氫氧化鐵等變成復合鐵氧體，則電鍍污泥中的鐵離子以及其它金屬離子就會被束縛在四氧化三鐵晶格格點上，從而達到消除重金屬污染的目的，鐵氧體固化產(chǎn)物又可進一步產(chǎn)品化，如賈金平等研究的干法和濕法鐵氧體化工藝。該技術(shù)尚處于實驗中，且仍有大量污泥廢渣須處理。
[0024]堆肥化技術(shù):是以含鉻電鍍污泥堆肥化研究，但我國電鍍污泥毒性較大、成分復雜，采用堆肥處理后的電鍍污泥農(nóng)用仍有一定的難度和風險；加上堆肥周期長、程序復雜，也限制了電鍍污泥堆肥化處理的研究和應用。
[0025]催化材料技術(shù):即利用電鍍污泥中的金屬作為催化劑材料。JiaZhang等進行了以電鍍污泥作為催化與反應材料去除溫室氣體六氟化硫(SF6)的實驗，于600°C下電鍍污泥對SF6的去除容量是1.10mmol/g，同時產(chǎn)生S02、SiF4以及少量的HF。
[0026]上述用于生產(chǎn)硅酸鹽水泥、陶瓷、磚的材料化技術(shù)雖然可有限地利用少部分適宜成分的污泥作為原料，但生產(chǎn)硅酸鹽水泥、陶瓷、磚的原料要求都是必須限制原料中的SO3含量，即含SO3高的污泥廢渣(硫酸鈣含量高)因嚴重影響生產(chǎn)工況和產(chǎn)品質(zhì)量客觀上都不宜或不能使用，也會大幅增加廢氣中SO2濃度。
[0027]綜上所述，盡管電鍍污泥的資源化利用一直是國內(nèi)外研究的熱點，很多科研機構(gòu)及企業(yè)對電鍍污泥中有價金屬的回收利用以及無害化資源化處理進行了大量的研究，但多處于實驗室階段或示范性，雖已有相對成熟的濕法工藝(濕法冶金)和熱化學(火法冶金)有價金屬回收技術(shù)，但全面回收電鍍污泥中有價金屬的工藝技術(shù)上仍存在成本高，操作復雜，所回收產(chǎn)品純度不高等問題，且處理量小，成本高，都存在污泥廢渣的終極處理問題或二次污染問題，致使全球三大污染源之一的電鍍工業(yè)污染問題一直得不到解決，為此，迫切需要一種可將電鍍污泥作為原料，既可利用已有的成熟方法、可經(jīng)濟地提取大部分有價金屬，又可資源化利用電鍍污泥所有組份的材料化新方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0028]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電鍍污泥材料化利用方法，將電鍍污泥作為一種可利用的原料，提供一種安全、簡單、經(jīng)濟且可完全地利用電鍍污泥成分制取有實用價值的金屬/金屬鹽材料和石膏基材料的方法。
[0029]本發(fā)明解決上述問題采取的技術(shù)方案是，一種電鍍污泥材料化利用方法，將電鍍污泥轉(zhuǎn)化為金屬/金屬鹽材料和石膏基材料兩大材料組份，以電鍍污泥制取塑膠用石膏超細填料或硬石膏膠凝材料，主要包括以下步驟:
(1)預處理(分離有價重金屬):以濕法(冶金)工藝分離出電鍍污泥中的重金屬元素，以石灰或石灰石中和電鍍污泥，得二水硫酸鈣為主要礦物成分(干基二水硫酸鈣含量>51wt%)的電鍍污泥廢渣；
所述的濕法(冶金)工藝為公知的成熟應用的硫酸浸取法分離工藝和生物處理法分離工藝；以石灰或石灰石中和，電鍍污泥預處理中分離出的重金屬元素按公知的工藝制成相應的金屬鹽或金屬；
(2)生石膏料制備:將步驟(I)所得的以二水硫酸鈣為主要礦物成分的電鍍污泥廢渣干燥至水分<10wt%，破碎和/或粉磨為粒徑20目?200目的物料；
(3)熟料制備:將步驟(2)所得的物料在非還原氣氛下，于600?980°C焙燒0.5?5h，得熟料；
所得熟料的主要成份為不溶性無水硫酸鈣，其次為三氧化二鐵；
(4 )石膏超細填料或硬石膏膠凝材料制成:以步驟(3 )所得的熟料，添加占熟料質(zhì)量0.01?1%的界面改性劑，混合粉磨至400?1200目(優(yōu)選400?800目)，得塑膠制品用石膏超細填料；
或?qū)⒉襟E(3)所得的熟料與硬石膏按質(zhì)量比為熟料50?95:硬石膏50?5的比例混合配料，外加占混合料總質(zhì)量0.01?1%的界面改性劑，混合粉磨至400?800目，即得塑膠制品用超細石膏填料；
或?qū)⒉襟E(3)所得的熟料、硬石膏先分別粉磨至400?800目，再與占混合物料總質(zhì)量0.01?1%的界面改性劑混合均勻，即得塑膠制品用超細石膏填料;或?qū)⒉襟E(3)所得的熟料與活化固化劑按質(zhì)量比熟料50?95:活化固化劑50?5的比例混合粉磨至180?300目，即得硬石膏膠凝材料。
[0030]步驟(4)中，所述硬石膏指天然硬石膏和/或人造硬石膏。所述界面改性劑指可改善填料和塑料樹脂/橡膠樹脂界面結(jié)合性能的化合物，如有機硅、硬脂酸、硬脂酸鋇、石蠟、三油基鈦酸異丙脂、鈦酸脂偶聯(lián)劑等中的至少一種。所述活化固化劑指在水介質(zhì)條件下能活化不溶性無水硫酸鈣和/或固化重金屬離子和/或提高制品抗水性的物質(zhì)，優(yōu)選硫酸鉀、硫酸鋁、硅酸鈉、偏鋁酸鈉、堿(如石灰、純堿)、活性硅鋁酸鹽(如水泥、礦渣、硅灰、硅藻土、粉煤灰等)、有機硅及減水劑(如蜜胺、萘磺酸鹽等)等中的至少二種。
[0031]本發(fā)明針對電鍍污泥廢渣的主要成分是二水石膏和氫氧化鐵，采用600?980°C非還原性氣氛、高溫熱處理，即在抑制硫酸鹽分解、抑制重金屬被還原的氧化性氣氛下，將二水石膏和氫氧化鐵轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的不溶性硬石膏和三氧化鐵填料(不溶性硬石膏是一種性能顯著優(yōu)于碳酸鈣粉的耐酸填料、三氧化二鐵也是一種高檔填料)，同時，借600°C以上(硅酸根團、鋁酸根團在600°C以上熱活化)高溫熱力學條件，利用廢渣中所含的少量的硅酸根團和鋁酸根團固融穩(wěn)定廢渣中少量的重金屬離子，并借界面改性劑進一步改善超細填料粒子和塑膠樹脂的融合性能，使之成為一種可替代傳統(tǒng)的塑膠填料(碳酸鈣粉)的優(yōu)質(zhì)填料，并以塑膠樹脂履裹殘存且已固化的重金屬，徹底消除可能的重金屬污染。
[0032]進一步，一種電鍍污泥材料化利用方法，將電鍍污泥轉(zhuǎn)化為金屬/金屬鹽材料和石膏基材料兩大材料組份，以電鍍污泥制取抗水建筑石膏粉或抗水降阻建筑石膏粉，主要包括以下步驟:
(1)預處理(分離重金屬):以濕法(冶金)工藝分離出電鍍污泥中的重金屬元素，以石灰或石灰石中和電鍍污泥，得二水硫酸鈣為主要礦物成分(干基二水硫酸鈣含量>51wt%)的電鍍污泥廢渣；
所述的濕法(冶金)工藝為公知的成熟應用的硫酸浸取法分離工藝和生物處理法分離工藝，以石灰或石灰石中和，電鍍污泥預處理中分離出的重金屬元素按公知的工藝制成相應的金屬鹽或金屬；
(2)生石膏料制備:將步驟(I)所得的以二水硫酸鈣為主要礦物成分的電鍍污泥廢渣干燥至水分<10wt%，破碎和/或粉磨至粒徑80目?200目的物料；
(3)熟石膏制備:將步驟(2)所得的物料于130?350°C干熱脫水，陳化得熟石膏；
所得熟石膏的主要成份為半水硫酸鈣和三氧化二鐵，即建筑石膏；
(4)抗水建筑石膏粉或抗水降阻建筑石膏粉的制成:以步驟(3)所得的熟石膏為主要原料，以硅酸鈣作為材料改性劑，以偏鋁酸鈉作為重金屬離子固化穩(wěn)定劑，輔以調(diào)凝劑，按質(zhì)量百分比熟石膏70?93.98:硅酸鈣5?20:偏鋁酸鈉I?1:調(diào)凝劑0.02?2的比例配料(各組份之和為100)，混合粉磨至120?300目，即得抗水建筑石膏粉;或?qū)⒏鹘M分先粉磨至120?300目，再按質(zhì)量比為熟石膏70?93.98:硅酸鈣5?20:偏鋁酸鈉I?10:調(diào)凝劑0.02?2的比例配料，混合均勻，即得抗水建筑石膏粉；
或?qū)⒉襟E(3)所得的熟石膏為主要原料，以硅酸鈣作為材料改性劑、以偏鋁酸鈉作為重金屬離子固化穩(wěn)定劑、以石墨為降阻增強劑、輔以調(diào)凝劑，按質(zhì)量百分比熟石膏65?88.98:硅酸鈣5?20:偏鋁酸鈉I?10:石墨5?15:調(diào)凝劑0.02?2的比例配料(各組份之和為100)，混合粉磨至120?300目，即得抗水降阻建筑石膏粉;或?qū)⒏鹘M分先粉磨至120?300目，再按質(zhì)量比為熟石膏65?88.98:硅酸鈣5?20:偏鋁酸鈉I?10:石墨5?15:調(diào)凝劑0.02?2的比例配料，混合均勻，即得抗水降阻建筑石膏粉。
[0033]所述硅酸鈣為鈣硅比為3:1?1:1的活性硅酸鈣礦物，也可選用含硅酸二鈣和硅酸三鈣之和大于55wt%的熟料或水泥替代;所述調(diào)凝劑為有機酸及其可溶鹽(如檸檬酸、檸檬酸鈉、酒石酸、酒石酸鉀、丙烯酸、丙烯酸鈉等)、堿性磷酸鹽(如六偏磷酸鈉、多聚磷酸鈉等)以及蛋白質(zhì)類、硼酸、硼酸鈉、蜜胺、萘磺酸鹽等中的至少一種;所述石墨為市售的石墨礦或石墨粉。
[0034]本發(fā)明:a)針對硫酸浸取法、生物法處理電鍍污泥廢渣主要成分是二水硫酸鈣的特點，采用簡便的干熱法轉(zhuǎn)化為半水石膏為主的具有良好膠凝固化特性的建筑石膏粉；b)針對含有較多的氫氧化鐵/三氧化二鐵及含少量重金屬元素的特征，以添加的高活性硅酸鈣和偏鋁酸鈉復合改性劑活化氫氧化鐵/三氧化二鐵使之轉(zhuǎn)化為可抗水性材料，并使石膏制品具有較好的抗水性，抑制制品的水侵蝕，同時，以硅酸根團和鋁酸根團晶格置換固化重金屬元素使之穩(wěn)定固化，并覆裹固化重金屬礦物，且提高石膏制品的強度;c)以調(diào)凝劑調(diào)整建筑石膏粉的凝結(jié)時間和需水量，使之便于應用；d)針對本發(fā)明建筑石膏粉應用水化后的產(chǎn)物二水石膏和水合三氧化二鐵本身具有一定的導電性，補加適量的石墨增強導電性，使之可作為新材料-抗水降阻石膏材料。
[0035]本發(fā)明的有益效果: I)將電鍍污泥作為含多金屬的原料，對電鍍污泥實施資源化材料化利用，制取兩大類材料，即相應的金屬和/或金屬鹽材料和石膏基建筑材料，利于解決電鍍行業(yè)的污染問題，利于實施循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。
[0036]2)選用成熟的濕法(冶金)工藝中的硫酸浸取法和生物浸取法預處理分離電鍍污泥中的重金屬，并以石灰或石灰石中和，一則可低成本的回收絕大部分有價金屬或重金屬制取相應的金屬或金屬鹽材料，且易于獲得較高純度的金屬或金屬鹽材料或原料;二則可簡便地獲得以二水石膏為主要礦物的污泥廢渣，即可利用的石膏基資源。無電鍍污泥廢渣排放，徹底消除了廢渣的環(huán)境污染及隱患，利于環(huán)境保護。
[0037]3)以(預處理分離所得的)石膏基污泥廢渣為原料生產(chǎn)石膏基新產(chǎn)品一石膏超細填料和/或硬石膏膠凝材料和/或抗水及抗水降阻建筑石膏粉(及制品)供應經(jīng)濟生產(chǎn)建設，既可節(jié)省大量的天然資源，又利于大氣和水土環(huán)境保護。
【具體實施方式】
[0038]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0039]試驗所用電鍍污泥取自某工業(yè)園區(qū)電子廠及電鍍企業(yè)堆存的電鍍污泥，所有試驗均在實驗室條件下進行。
[0040]建筑材料制品毒性檢測按照《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別KGB/T5O 8 5.3 -2007)、《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)、《危險廢物鑒別技術(shù)規(guī)范》(HJ/T298-2007)、《建筑材料放射性核素限量》(GB6566-2010)。
[0041 ] 石膏粉按照《建筑石膏一般試驗條件KGB/T17669.1-1999);凝結(jié)時間測定按照GB/T17669.4-1999，強度檢驗方法按照 GB/T17669.3-1999 和 GB/T17671-1999 ；膨脹率檢驗方法按照 Ajax/T313-1996。
[0042]實施例1
取某電鍍企業(yè)堆存的電鍍污泥進行材料化利用，經(jīng)ICP-AES分析電鍍污泥干基成分(％)*【Cu】9.36、【Fe】24.84、【Mn】0.91、【S】3.82、【Sn】1.23、【Mg】2.02、【Na】0.38、【K】0.08、【P】0.11、【Al】0.27、【Ca】8.45、【Ti】0.11、【Cr】0.02、【Co】0.004、【Ni】0.005、【Zn】0.045、【Ag】0.005、【Ba】0.29、【Pb】0.001。
[0043]按以下步驟將電鍍污泥轉(zhuǎn)化為金屬銅、鐵紅材料和石膏基材料，以電鍍污泥制取塑膠用石膏超細填料及硬石膏膠凝材料:
(1)預處理(分離有價重金屬):以(公知的)硫酸浸取法工藝分離出電鍍污泥中的重金屬元素，以石灰中和電鍍污泥，得二水硫酸鈣為主要成分(干基二水硫酸鈣含量83.32wt%)的電鍍污泥廢渣；
電鍍污泥預處理中分離出的有價重金屬銅、鐵元素按公知的濕法工藝電積制銅、純化制鐵紅；
(2)生石膏料制備:將步驟(I)所得的以二水硫酸鈣為主要礦物成分的電鍍污泥廢渣干燥至水分質(zhì)量含量為5%，經(jīng)破碎后粉磨為粒徑80目的物料；
(3)熟料制備:將步驟(2)所得的物料在非還原氣氛下，于700°C焙燒2h，得熟料；
所得熟料的主要成份為不溶性無水硫酸鈣，其次為三氧化二鐵、硫酸鋇等。
[0044](4)石膏超細填料及硬石膏膠凝材料制成:取步驟(3)所得的熟料，添加占熟料質(zhì)量0.015%的界面改性劑有機硅，混合粉磨至400目，得塑膠制品用石膏超細填料。
[0045]或取步驟(3)所得熟料及天然硬石膏，按質(zhì)量比為熟料58:硬石膏42的比例混合配料，外加占混合料總質(zhì)量比0.02%的界面改性劑硬脂酸，混合粉磨至800目，即得塑膠制品用超細石膏填料。
[0046]以上述所得的兩種石膏超細填料供某硬塑管廠替代超細碳酸鈣填料用于試驗生產(chǎn)硬塑管，據(jù)反饋成型性能相當，強度同比提高9.7%(400目石膏填料)、27.1%(800目石膏填料)，耐酸性優(yōu)。
[0047]毒性浸出試驗:對試驗硬塑管粉碎進行毒性浸出試驗Cu2+、Mn2+、T-Cr、Cd2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+及As2+、Hg+未檢出，參照《危險廢物鑒別標準-浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)、及《固體廢物浸出毒性浸出方法翻轉(zhuǎn)法KGB5086.1-1997)、《危險廢物填埋污染控制標準》(GB18598-2001)進行重金屬毒性浸出試驗，結(jié)果遠低于GB5085.3-2007、GB18598-2001控制值，僅在采用二苯碳酰二肼分光光度法和采用原子吸收分光光度法的誤差范圍內(nèi)，可視為Cu2+、Mn2+、T-Cr、Cd2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+未檢出，說明電鍍污泥廢渣中的重金屬元素得以完全性穩(wěn)定固化。
[0048]放射性核素活量0.21。
[0049]取步驟(3)所得的熟料制取硬石膏膠凝材料，活化固化劑選用硫酸鉀、硅灰、萘磺酸鈉，按質(zhì)量比熟料78:活化固化劑(其中硫酸鉀1+硅灰20.5+萘磺酸鈉0.5)22的比例混合粉磨至250目，即得硬石膏膠凝材料。
[0050]按照GB/T1346-2001測定凝結(jié)時間，按GB/T17671-1999測定強度，本實施例所得硬石膏膠凝材料初凝時間121分鐘，終凝時間151分鐘，I天抗壓9.8MPa、抗折3.7MPa，3天抗壓 42.7MPa、抗折 6.7MPa，28 天抗壓 53.9MPa、抗折 8.7MPa。
[0051 ]毒性浸出試驗:對硬石膏膠凝材料的28天固化樣破碎浸出試驗，Cu2+、Mn2+、T-Cr、Cd2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+及As2+、Hg+均未檢出。說明電鍍污泥廢渣中的重金屬元素得以完全性穩(wěn)定固化。
[0052]放射性核素活量分別為0.34。
[0053]實施例2
取實施例1的電鍍污泥進行材料化利用，按以下步驟將電鍍污泥轉(zhuǎn)化為硫酸銅、硫酸鐵原料和石膏基材料，以電鍍污泥制取抗水建筑石膏粉和石膏基降阻劑:
(1)預處理(分離有價重金屬):以(公知的)濕法冶金生物處理法工藝分離出電鍍污泥中的重金屬元素，以石灰中和電鍍污泥，得二水硫酸鈣為主要成分(干基二水硫酸鈣含量80.12wt%)的電鍍污泥廢渣；
電鍍污泥采用馴化的嗜酸硫桿菌(氧化亞鐵硫桿菌)預處理中分離出的有價重金屬銅、鐵元素按公知的濕法工藝制成硫酸銅、硫酸鐵原料；
(2)生石膏料制備:將步驟(I)所得的以二水硫酸鈣為主要礦物成分的電鍍污泥廢渣干燥至水分含量為3wt%，經(jīng)破碎后粉磨為120目的物料；
(3)熟石膏制備:將步驟(2)所得的物料于1800C干熱脫水，陳化得β-半水硫酸鈣為主的熟石膏；
(4)抗水建筑石膏粉或抗水降阻建筑石膏粉制成:以步驟(3)所得的熟石膏為主要原料，選用52.5級娃酸鹽水泥(其娃酸二媽和娃酸三媽之和為63.71wt%)和偏鋁酸鈉分別作為石膏粉改性劑和重金屬離子固化穩(wěn)定劑，選用六偏磷酸鈉和蜜胺作調(diào)凝劑，選用石墨粉作為導電增強劑。
[0054]按質(zhì)量百分比熟石膏83.5:硅酸鹽水泥12:偏鋁酸鈉4:調(diào)凝劑(其中六偏磷酸鈉0.3+蜜胺0.2)0.5的比例配料，混合粉磨至200目，得抗水建筑石膏粉。
[0055]按質(zhì)量百分比熟石膏68.2:硅酸鈣15:偏鋁酸鈉6:石墨10:調(diào)凝劑(其中六偏磷酸鈉0.5+蜜胺0.3)0.8的比例配料、混合粉磨至200目，得抗水降阻建筑石膏粉(即石膏基降阻劑)。
[0056]抗水建筑石膏粉物理性能經(jīng)檢測:初凝時間9分26秒，終凝時間28分50秒，2小時抗壓4.3MPa、抗折2.2MPa，I天抗壓21.6MPa、抗折5.5MPa，3天抗壓27.5MPa、抗折6.1MPa，28天抗壓29.8MPa、抗折6.3MPa ； 28天軟化系數(shù)0.87，28天自由膨脹率0.12%。
[0057]毒性浸出試驗:對28天固化樣破碎進行毒性浸出試驗Cu2+、Mn2+、T-Cr、Cd2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+及As2+、Hg+未檢出。說明電鍍污泥廢渣中的重金屬元素得以完全性穩(wěn)定固化。
[0058]放射性核素活量0.19。
[0059]抗水降阻建筑石膏粉(即石膏基降阻劑)物理性能經(jīng)檢測:初凝時間16分40秒，終凝時間29分50秒，2小時抗壓3.5MPa、抗折1.810^，1天抗壓17.6MPa、抗折4.3MPa，3天抗壓21.5MPa、抗折5.2MPa，28天抗壓27.3MPa、抗折5.5MPa; 28天軟化系數(shù)0.91，28天自由膨脹率
0.11%o
[0060]毒性浸出試驗:對28天固化樣破碎浸出試驗，Cu2+、Mn2+、T-Cr、Cd2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+及As2+、Hg+未檢出。說明電鍍污泥廢渣中的重金屬元素得以完全性穩(wěn)定固化。
[0061]放射性核素活量0.31。
[0062]以此石膏基降阻劑委托科友防雷科技公司與水泥基降阻劑進行對比試驗，反饋降阻效果相當。
[0063]實施例3
取某電子廠堆存的電鍍污泥進行材料化利用，經(jīng)ICP-AES分析干基成分(％)為【Cu】
11.47、【Fe】25.31、【Mn】0.59、【S】3.52、【Sn】0.032、【Mg】l.ll、【Na】0.32、【K】0.02、【P】0.12、【Al】0.08、【Ca】9.41、【Ti】0.19、【Cr】0.008、【Co】0.003、【Ni】0.008、【Zn】0.003、【Ag】0.001、
【Ba】0.14、【Pb】0.002。按以下步驟將電鍍污泥轉(zhuǎn)化為硫酸銅、硫酸鐵原料和石膏基材料，以電鍍污泥制取抗水建筑石膏粉:
(1)預處理(分離有價重金屬):以(公知的)硫酸浸取法工藝分離出電鍍污泥中的重金屬元素，以石灰中和電鍍污泥，得二水硫酸鈣為主要成分(干基二水硫酸鈣含量79.98wt%)的電鍍污泥廢渣；
預處理中分離出的有價重金屬銅、鐵元素按公知的濕法工藝制成硫酸銅、硫酸鐵原料；
(2)生石膏料制備:將步驟(I)所得的以二水硫酸鈣為主要礦物成分的電鍍污泥廢渣干燥至水分4%，經(jīng)破碎后粉磨至160目的物料；
(3)熟石膏制備:將步驟(2)所得的物料于170°C干熱脫水，陳化得β-半水硫酸鈣為主的熟石膏；
(4)抗水建筑石膏粉制成:以步驟(3)所得的熟石膏為主要原料，選用42.5級硅酸鹽水泥(其硅酸二鈣和硅酸三鈣之和大于58.41wt%)和偏鋁酸鈉作為石膏粉改性劑和重金屬離子固化穩(wěn)定劑，選用多聚磷酸鈉和萘磺酸鈉作調(diào)凝劑。
[0064]按質(zhì)量百分比熟石膏81.65:硅酸鹽水泥15:偏鋁酸鈉3:調(diào)凝劑(其中多聚磷酸鈉0.1+萘磺酸鈉0.25)0.35的比例配料，混合粉磨至200目，得抗水建筑石膏粉。
[0065]抗水建筑石膏粉物理性能經(jīng)檢測:初凝時間8分50秒，終凝時間27分30秒，2小時抗壓4.1MPa、抗折2.0MPa，I天抗壓20.6MPa、抗折4.9MPa，3天抗壓25.8MPa、抗折5.4MPa，28天抗壓32.6MPa、抗折6.3MPa ； 28天軟化系數(shù)0.89，28天自由膨脹率0.12%。
[0066]毒性浸出試驗:對28天固化樣破碎進行毒性浸出試驗，Cu2+、Mn2+、T-Cr、Cd2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+及As2+、Hg+未檢出。說明電鍍污泥廢渣中的重金屬元素得以完全性穩(wěn)定固化。
[0067]放射性核素活量0.22。
[0068]實施例4
取某電鍍企業(yè)堆存的電鍍污泥進行材料化利用，經(jīng)ICP-AES分析電鍍污泥干基成分(％)*【Cu】9.36、【Fe】24.84、【Mn】0.91、【S】3.82、【Sn】1.23、【Mg】2.02、【Na】0.38、【K】0.08、【P】0.11、【Al】0.27、【Ca】8.45、【Ti】0.11、【Cr】0.02、【Co】0.004、【Ni】0.005、【Zn】0.045、【Ag】0.005、【Ba】0.29、【Pb】0.001。按以下步驟將電鍍污泥轉(zhuǎn)化為金屬銅、鐵紅材料和石膏基材料，以電鍍污泥制取塑膠用石膏超細填料:
(1)預處理(分離有價重金屬):以(公知的)硫酸浸取法工藝分離出電鍍污泥中的重金屬元素，以石灰中和電鍍污泥，得二水硫酸鈣為主要成分(干基二水硫酸鈣含量83.32wt%)的電鍍污泥廢渣；
電鍍污泥預處理中分離出的有價重金屬銅、鐵元素按公知的濕法工藝電積制銅、純化制鐵紅；
(2)生料制備:將步驟(I)所得的以二水硫酸鈣為主要礦物成分的電鍍污泥廢渣干燥至水分5wt%，經(jīng)破碎后粉磨至80目的物料；
(3)熟料制備:將步驟(2)所得的物料在非還原氣氛下于800°C焙燒1.5h，得熟料； 所得熟料的主要成份為不溶性無水硫酸鈣，其次為三氧化二鐵、硫酸鋇等。
[0069](4)石膏超細填料制成:
取步驟(3)所得的熟料，添加占熟料質(zhì)量0.015%的界面改性劑有機硅，混合粉磨至400目，得塑膠制品用石膏超細填料。
[0070]或取步驟(3)所得熟料及天然硬石膏，按質(zhì)量比為熟料55:硬石膏45比例混合配料，外加占混合料總質(zhì)量0.02%的界面改性劑硬脂酸，混合粉磨至800目，即得塑膠制品用超細石膏填料。
[0071]以上述所得的兩種石膏超細填料供某硬塑管廠替代超細碳酸鈣填料用于試驗生產(chǎn)硬塑管，據(jù)反饋成型性能相當，強度同比提高10.1%(400目石膏填料)、23.3%(800目石膏填料)，耐酸性優(yōu)。
[0072]毒性浸出試驗:對試驗硬塑管粉碎進行毒性浸出試驗Cu2+、Mn2+、T-Cr、Cd2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+及As2+、Hg+未檢出，參照《危險廢物鑒別標準-浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)、及《固體廢物浸出毒性浸出方法翻轉(zhuǎn)法KGB5086.1-1997)、《危險廢物填埋污染控制標準》GB18598-2001)進行重金屬毒性浸出試驗，結(jié)果遠低于GB5085.3-2007、GB18598-2001控制值，僅在采用二苯碳酰二肼分光光度法和采用原子吸收分光光度法的誤差范圍內(nèi)，可視為Cu2+、Mn2+、T-Cr、Cd2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+未檢出，說明電鍍污泥廢渣中的重金屬元素得以完全性穩(wěn)定固化。
[0073]放射性核素活量0.21。
[0074]實施例5
取實施例4的電鍍污泥進行材料化利用，按以下步驟將電鍍污泥轉(zhuǎn)化為硫酸銅、硫酸鐵原料和石膏基材料，以電鍍污泥制取抗水建筑石膏粉和石膏基降阻劑:
(1)預處理(分離有價重金屬):以(公知的)濕法冶金生物處理法工藝分離出電鍍污泥中的重金屬元素，以石灰中和電鍍污泥，得二水硫酸鈣為主要成分(干基二水硫酸鈣含量81.21wt%)的電鍍污泥廢渣；
電鍍污泥采用馴化的嗜酸硫桿菌(氧化亞鐵硫桿菌)預處理中分離出的有價重金屬銅、鐵元素按公知的濕法工藝制成硫酸銅、硫酸鐵原料；
(2)生石膏料制備:將步驟(I)所得的以二水硫酸鈣為主要礦物成分的電鍍污泥廢渣干燥至水分2%，經(jīng)破碎后粉磨至120目的物料；
(3)熟石膏制備:將步驟(2)所得的物料于165°C干熱脫水，陳化得β-半水硫酸鈣為主的熟石膏；
(4)抗水建筑石膏粉或抗水降阻建筑石膏粉制成:以步驟(3)所得的熟石膏為主要原料，選用52.5級硅酸鹽水泥和偏鋁酸鈉分別作為石膏粉改性劑和重金屬離子固化穩(wěn)定劑，選用六偏磷酸鈉和蜜胺作調(diào)凝劑，選用石墨粉作為導電增強劑。
[0075]按質(zhì)量百分比熟石膏81.5:硅酸鹽水泥12:偏鋁酸鈉6:調(diào)凝劑(其中六偏磷酸鈉0.3+蜜胺0.2)0.5的比例配料，混合粉磨至200目，得抗水建筑石膏粉。
[0076]按質(zhì)量百分比熟石膏67.2:硅酸鈣16:偏鋁酸鈉6:石墨10:調(diào)凝劑(其中六偏磷酸鈉0.5+蜜胺0.3)0.8的比例配料、混合粉磨至200目，得抗水降阻建筑石膏粉(即石膏基降阻劑)。
[0077]抗水建筑石膏粉物理性能經(jīng)檢測:初凝時間9分50秒，終凝時間27分50秒，2小時抗壓4.1MPa、抗折2.0MPa，I天抗壓20.9MPa、抗折5.2MPa，3天抗壓26.3MPa、抗折6.0MPa，28天抗壓28.3MPa、抗折6.2MPa；28天軟化系數(shù)0.91,28天自由膨脹率0.12%。
[0078]毒性浸出試驗:對28天固化樣破碎進行毒性浸出試驗Cu2+、Mn2+、T-Cr、Cd2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+及As2+、Hg+未檢出。說明電鍍污泥廢渣中的重金屬元素得以完全性穩(wěn)定固化。
[0079]放射性核素活量0.19。
[0080]抗水降阻建筑石膏粉(即石膏基降阻劑)物理性能經(jīng)檢測:初凝時間15分40秒，終凝時間29分50秒，2小時抗壓3.4MPa、抗折1.8MPa，I天抗壓16.7MPa、抗折4.1MPa，3天抗壓21.5MPa、抗折5.2MPa，28天抗壓29.6MPa、抗折5.6MPa; 28天軟化系數(shù)0.92，28天自由膨脹率
0.11%o
[0081 ] 毒性浸出試驗:對28天固化樣破碎浸出試驗，Cu2+、Mn2+、T-Cr、Cd2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+及As2+、Hg+未檢出。說明電鍍污泥廢渣中的重金屬元素得以完全性穩(wěn)定固化。
[0082]放射性核素活量0.31。
[0083]以此石膏基降阻劑委托科友防雷科技公司與水泥基降阻劑進行對比試驗，反饋降阻效果相當。
[0084]實施例6
取某電子廠堆存的電鍍污泥進行材料化利用，經(jīng)ICP-AES分析干基成分(％)為【Cu】
11.31、【Fe】25.07、【Mn】0.59、【S】3.68、【Sn】0.032、【Mg】1.13、【Na】0.32、【K】0.02、【P】0.12、【Al】0.08、【Ca】9.47、【Ti】0.19、【Cr】0.008、【Co】0.002、【Ni】0.008、【Zn】0.003、【Ag】0.001、
【Ba】0.14、【Pb】0.001。按以下步驟將電鍍污泥轉(zhuǎn)化為硫酸銅、硫酸鐵原料和石膏基材料，以電鍍污泥制取抗水建筑石膏粉:
(1)預處理(分離有價重金屬):以(公知的)硫酸浸取法工藝分離出電鍍污泥中的重金屬元素，以石灰中和，得二水硫酸鈣為主要成分(干基二水硫酸鈣含量79.98wt%)的電鍍污泥廢渣；
預處理中分離出的有價重金屬銅、鐵元素按公知的濕法工藝制成硫酸銅、硫酸鐵原料；
(2)生石膏料制備:將步驟(I)所得的以二水硫酸鈣為主要礦物成分的電鍍污泥廢渣干燥至水分5%，經(jīng)破碎后粉磨至160目的物料；
(3)熟石膏制備:將步驟(2)所得的物料于1800C干熱脫水，陳化得β-半水硫酸鈣為主的熟石膏；
(4)抗水建筑石膏粉制成:以步驟(3)所得的熟石膏為主要原料，選用42.5級硅酸鹽水泥和偏鋁酸鈉分別作為石膏粉改性劑和重金屬離子固化穩(wěn)定劑，選用多聚磷酸鈉和萘磺酸鈉作調(diào)凝劑。
[0085]按質(zhì)量百分比熟石膏80.65:硅酸鹽水泥15:偏鋁酸鈉4:調(diào)凝劑(其中多聚磷酸鈉0.1+萘磺酸鈉0.25)0.35的比例配料，混合粉磨至200目，得抗水建筑石膏粉。
[0086]抗水建筑石膏粉物理性能經(jīng)檢測:初凝時間8分50秒，終凝時間26分30秒，2小時抗壓4.2MPa、抗折2.0MPa，I天抗壓21.6MPa、抗折4.7MPa，3天抗壓25.3MPa、抗折5.3MPa，28天抗壓32.8MPa、抗折6.3MPa ； 28天軟化系數(shù)0.92，28天自由膨脹率0.12%。
[0087]毒性浸出試驗:對28天固化樣破碎進行毒性浸出試驗，Cu2+、Mn2+、T-Cr、Cd2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+及As2+、Hg+未檢出。說明電鍍污泥廢渣中的重金屬元素得以完全性穩(wěn)定固化。
[0088]放射性核素活量0.22。
[0089]實施例7
取某電鍍企業(yè)堆存的電鍍污泥，經(jīng)ICP-AES分析干基成分(％)為【Cu】8.47、【Fe】18.38、【Mn】0.46、【S】4.46、【Sn】0.38、【Mg】4.87、【Na】0.19、【K】0.03、【P】0.33、【Al】0.34、【Ca】7.67、【Ti】0.17、【Cr】0.02、【Co】0.003、【Ni】3.14、【Zn】0.002、【Ag】0.001、【Ba】0.26、【Pb】
0.001。按以下步驟將電鍍污泥轉(zhuǎn)化為硫酸銅、硫酸鎳原料和石膏基材料，以電鍍污泥制取抗水建筑石膏粉:
(1)預處理(分離有價重金屬):以(公知的)濕法冶金生物處理法工藝分離出電鍍污泥中的重金屬元素，以石灰中和，得二水硫酸鈣為主要成分(干基二水硫酸鈣含量81.72wt%)的電鍍污泥廢渣；
電鍍污泥采用馴化的嗜酸硫桿菌(氧化亞鐵硫桿菌和氧化硫硫桿菌)預處理中分離出的有價重金屬銅、鎳元素按公知的濕法工藝制成硫酸銅、硫酸鎳原料；
(2)生石膏料制備:將步驟(I)所得的以二水硫酸鈣為主要礦物成分的電鍍污泥廢渣干燥至水分5%，經(jīng)破碎后粉磨至100目的物料；
(3)熟石膏制備:將步驟(2)所得的物料于170°C干熱脫水，陳化得β-半水硫酸鈣為主的熟石膏；
(4)抗水建筑石膏粉制成:以步驟(3)所得的熟石膏為主要原料，選用52.5級硅酸鹽水泥和偏鋁酸鈉分別作為石膏粉改性劑和重金屬離子固化穩(wěn)定劑，選用六偏磷酸鈉和蜜胺作調(diào)凝劑。
[0090]按質(zhì)量百分比熟石膏83.4:硅酸鹽水泥11:偏鋁酸鈉5:調(diào)凝劑(其中六偏磷酸鈉
0.4+蜜胺0.2)0.6的比例配料，混合粉磨至200目，得抗水建筑石膏粉。
[0091 ]抗水建筑石膏粉物理性能經(jīng)檢測:初凝時間10分10秒，終凝時間27分30秒，2小時抗壓4.7MPa、抗折2.3MPa，I天抗壓25.7MPa、抗折5.5MPa，3天抗壓28.7MPa、抗折6.1MPa，28天抗壓34.1MPa、抗折6.4MPa ； 28天軟化系數(shù)0.92，28天自由膨脹率0.12%。
[0092]毒性浸出試驗:對28天固化樣破碎進行毒性浸出試驗Cu2+、Mn2+、T-Cr、Cd2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+及As2+、Hg+未檢出。說明電鍍污泥廢渣中的重金屬元素得以完全性穩(wěn)定固化。
[0093]放射性核素活量0.19。
【主權(quán)項】
1.一種電鍍污泥材料化利用方法，其特征在于，包括以下幾種方案: 方案一，將電鍍污泥轉(zhuǎn)化為金屬/金屬鹽材料和石膏基材料量大材料組份，以電鍍污泥制取塑膠用石膏超細填料或硬石膏膠凝材料，包括以下步驟: (1)預處理:以公知的濕法工藝分離出電鍍污泥中的重金屬元素，以石灰或石灰石中和電鍍污泥，得二水硫酸鈣為主要礦物成分的電鍍污泥廢渣； (2)生石膏料制備:將步驟(I)所得的以二水硫酸鈣為主要礦物成分的電鍍污泥廢渣干燥至水分<10wt%，破碎和/或粉磨為粒徑20目?200目的物料； (3)熟料制備:將步驟(2)所得的物料在非還原氣氛下，于600?980°C焙燒0.5?5h，得熟料； (4 )石膏超細填料或硬石膏膠凝材料制成:以步驟(3 )所得的熟料，添加占熟料質(zhì)量0.01?1%的界面改性劑，混合粉磨至400?1200目，得塑膠制品用石膏超細填料； 或?qū)⒉襟E(3)所得的熟料與硬石膏按質(zhì)量比為熟料50?95:硬石膏50?5的比例混合配料，外加占混合料總質(zhì)量0.01?1%的界面改性劑，混合粉磨至400?800目，即得塑膠制品用超細石膏填料； 或?qū)⒉襟E(3)所得的熟料、硬石膏先分別粉磨至400?800目，再與占混合物料總質(zhì)量0.01?1%的界面改性劑混合均勻，即得塑膠制品用超細石膏填料；或?qū)⒉襟E(3)所得的熟料與活化固化劑按質(zhì)量比熟料50?95:活化固化劑50?5的比例混合粉磨至180?300目，SP得硬石膏膠凝材料； 或方案二，將電鍍污泥轉(zhuǎn)化為金屬/金屬鹽材料和石膏基材料量大材料組份，以電鍍污泥制取抗水建筑石膏粉或石膏基降阻材料，包括以下步驟: (1)預處理:以公知的濕法工藝分離出電鍍污泥中的重金屬元素，以石灰或石灰石中和電鍍污泥，得二水硫酸鈣為主要礦物成分的電鍍污泥廢渣； (2)生石膏料制備:將步驟(I)所得的以二水硫酸鈣為主要礦物成分的電鍍污泥廢渣干燥至水分<10wt%，破碎和/或粉磨至粒徑80目?200目的物料； (3)熟石膏制備:將步驟(2)所得的物料于130?350°C干熱脫水，陳化得熟石膏； 所得熟石膏的主要成份為半水硫酸鈣和三氧化二鐵，即建筑石膏； (4)抗水建筑石膏粉或抗水降阻建筑石膏粉的制成:以步驟(3)所得的熟石膏為主要原料，以硅酸鈣作為材料改性劑，以偏鋁酸鈉作為重金屬離子固化穩(wěn)定劑，輔以調(diào)凝劑，按質(zhì)量百分比熟石膏70?93.98:硅酸鈣5?20:偏鋁酸鈉I?1:調(diào)凝劑0.02?2的比例配料，混合粉磨至120?300目，即得抗水建筑石膏粉;或?qū)⒏鹘M分先粉磨至120?300目，再按質(zhì)量比為熟石膏70?93.98:硅酸鈣5?20:偏鋁酸鈉I?10:調(diào)凝劑0.02?2的比例配料，混合均勻，即得抗水建筑石膏粉； 或?qū)⒉襟E(3)所得的熟石膏為主要原料，以硅酸鈣作為材料改性劑、以偏鋁酸鈉作為重金屬離子固化穩(wěn)定劑、以石墨為降阻增強劑、輔以調(diào)凝劑，按質(zhì)量百分比熟石膏65?88.98:硅酸鈣5?20:偏鋁酸鈉I?1:石墨5?15:調(diào)凝劑0.0 2?2的比例配料，混合粉磨至120?300目，即得抗水降阻建筑石膏粉;或?qū)⒏鹘M分先粉磨至120?300目，再按質(zhì)量比為熟石膏65?88.98:硅酸鈣5?20:偏鋁酸鈉I?10:石墨5?15:調(diào)凝劑0.02?2的比例配料，混合均勻，即得抗水降阻建筑石膏粉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍污泥材料化利用方法，其特征在于，方案一和方案二步驟(I)中，電鍍污泥廢渣中干基二水硫酸鈣含量>51 wt%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電鍍污泥材料化利用方法，其特征在于，方案一步驟(4)中，添加界面改性劑后混合粉磨至400?800目。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電鍍污泥材料化利用方法，其特征在于，方案一步驟(4)中，所述硬石膏指天然硬石膏和/或人造硬石膏。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電鍍污泥材料化利用方法，其特征在于，方案一步驟(4)中，所述界面改性劑為有機硅、硬脂酸、硬脂酸鋇、石蠟、三油基鈦酸異丙脂、鈦酸脂偶聯(lián)劑中的至少一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電鍍污泥材料化利用方法，其特征在于，方案一步驟(4)中，所述活化固化劑為硫酸鉀、硫酸鋁、硅酸鈉、偏鋁酸鈉、石灰、純堿、水泥、礦渣、硅灰、硅藻土、粉煤灰、有機硅蜜胺、萘磺酸鹽中的至少二種。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電鍍污泥材料化利用方法，其特征在于，方案二步驟(4)中，所述硅酸鈣為鈣硅比為3:1?1:1的活性硅酸鈣礦物，或含硅酸二鈣和硅酸三鈣之和大于55wt%的熟料或水泥替代。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電鍍污泥材料化利用方法，其特征在于，方案二步驟(4)中，所述調(diào)凝劑為檸檬酸、檸檬酸鈉、酒石酸、酒石酸鉀、丙烯酸、丙烯酸鈉、六偏磷酸鈉、多聚磷酸鈉、蛋白質(zhì)類、硼酸、硼酸鈉、蜜胺、萘磺酸鹽中的至少一種。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電鍍污泥材料化利用方法，其特征在于，方案二步驟(4)中，所述石墨為市售的石墨礦或石墨粉。
【文檔編號】C04B28/16GK105923658SQ201610275701
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】尹無忌, 郭學益, 尹小林
【申請人】湖南省小尹無忌環(huán)境能源科技開發(fā)有限公司, 中南大學