水泥窑协同处置无机危废方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010539557.8 (22)申请日 2020.06.15 (71)申请人 浙江红狮环保股份有限公司 地址 321100 浙江省金华市兰溪市灵洞上 郭村红狮集团 (72)发明人 唐柯李春萍黄敏锐胡锡峰 郭嘉诚吴晨钰李贤忠 (51)Int.Cl. C04B 7/28(2006.01) (54)发明名称 一种水泥窑协同处置无机危废方法 (57)摘要 本发明涉及环保领域， 具体关于一种水泥窑 协同处置无机危废方法； 本发明提供了水泥窑协 同处置无机危废方法， 本发明的方法通过水。

2、泥窑 的回转窑中的高温焚烧无机危废， 不仅节约能源 消耗， 而且能有效降低固体渣的含硫率； 本发明 提供了一种无机胶结固化材料作为固体渣中重 金属的固化剂， 该种材料主要成分为一种磷酸钾 镁胶结固化材料， 对各种重金属元素有很好的固 化稳定效果， 能有效降低固体渣中的重金属析出 率； 本发明的将无机危废资源化利用， 变废为宝， 本发明利用窑尾热风进行无机危废的干燥处理， 有利于提高能源利用效率， 简化设备， 节约能源， 本发明最终的产物是水泥， 没有二次残渣产生， 也没有飞灰产生， 没有任何环保排放压力。 权利要求书1页 说明书7页 附图1页 CN 111689703 A 2020.09.22。

3、 CN 111689703 A 1.一种水泥窑协同处置无机危废方法， 其主要方案为： 步骤一， 无机危废预处理， 首先对无机危废进行干燥， 然后通过破碎机进行破碎， 粉碎， 粉碎后的无机危废输送至粉料仓； 步骤二， 无机危废预分解； 将粉料仓中的无机危废粉末输送至回转窑中进行焚烧处置， 所述的回转窑焚烧温度为1300-1600， 总停留时间为20-30s； 步骤三， 重金属固化， 将焚烧后的烟气、 无机微粉灰渣经气固分离后， 气体进入上面多 级旋风预热器经气固分离后排出， 固体渣中则加入10%-25%的重金属固化剂， 混合均匀后在 80-120处理10-20min； 步骤四， 混料， 将处理后。

4、的固体渣与水泥熟料混合， 成为水泥熟料的一部分； 所述的重金属固化剂为一种无机胶结固化材料， 采用乙烯基四甲基二硅烷和辛烯基琥 珀酸淀粉钠制备硅烷-琥珀酸淀粉。 2.根据权利要求1所述的一种水泥窑协同处置无机危废方法， 其特征在于： 所述的重金 属固化剂为一种无机胶结固化材料， 采用表面接枝的纳米氧化镁与硅烷-琥珀酸淀粉发生 共聚发应。 3.根据权利要求1所述的一种水泥窑协同处置无机危废方法， 其特征在于： 所述的硅 烷-琥珀酸淀粉， 其制备方法如下： 按照质量份数， 将 20-53份的乙烯基四甲基二硅烷和 0.05-2份铂碳催化剂， 300-355 份的白油加入反应釜中， 氮气保护， 搅拌1。

5、00-200min， 然后将40-65份的辛烯基琥珀酸淀粉 钠缓慢加入到高压反应釜中， 加热升温至 80-92， 控制反应釜压力 0.5-1MPa， 保温反应 60-180min， 反应结束， 真空蒸馏除去白油， 过滤， 烘干， 得到硅烷-琥珀酸淀粉。 4.根据权利要求1所述的一种水泥窑协同处置无机危废方法， 其特征在于： 所述的重金 属固化剂为一种无机胶结固化材料， 其制备方法如下： 按照质量份数， 将54-68份的纳米氧化镁， 100-200份水， 2-6份3-(异丁烯酰氧)丙基三 甲氧基硅烷加入反应釜中， 50-71搅拌100-200min， 过滤， 烘干， 再加入8-23份的硅烷-琥 。

6、珀酸淀粉， 2-5份的过氧化苯甲酰， 15-28份的硫酸钾混合均匀后加入到多级研磨机中， 100- 120， 研磨60-200min， 即可得到一种无机胶结固化材料。 5.根据权利要求2所述的一种水泥窑协同处置无机危废方法， 其特征在于： 所述的多级 研磨机仓磨机内钢球直径为36-55mm。 6.根据权利要求1所述的一种水泥窑协同处置无机危废方法， 其特征在于： 所述的无机 危废干燥后含水率为1%-5%， 利用窑尾热风进行干燥处理。 7.根据权利要求1所述的一种水泥窑协同处置无机危废方法， 其特征在于： 所述的无机 危废粉碎的粒径为0.01-0.1mm。 8.根据权利要求1所述的一种水泥窑协同。

7、处置无机危废方法， 其特征在于： 所述的粉状 无机危废通过计量绞刀输送至回转窑中。 9.根据权利要求1所述的一种水泥窑协同处置无机危废方法， 其特征在于： 所述的固体 渣与水泥熟料的质量比为0.18-0.54:1。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111689703 A 2 一种水泥窑协同处置无机危废方法 技术领域 0001 本发明涉及环保领域， 尤其是一种水泥窑协同处置无机危废方法。 背景技术 0002 随着我国工业的迅速发展， 各种来自于石油化工、 表面处理、 电镀、 电子及环保治 理等行业， 含有、 镍、 锡、 锌、 镉、 铬、 铅、 汞、 砷等重金属的无机危险废物的产量不断攀升， 如。

8、 果不妥善处理， 这些含各种重金属的无机危废会通过食物链威胁整个生态系统。 0003 CN109402414A提供了一种有机类与无机类危险废物耦合利用及协同处置的工艺， 包括如下步骤： 1)原料预处理； 2)配伍上料； 3)熔炼炉熔炼； 4)烟气处理。 该发明将各种有机 类和无机类危险废物经预处理、 配伍后送入熔炼炉内一起处置， 通过将有机类危险废物与 无机类危险废物耦合利用及协同处置的方式最大程度的实现了资源的有效利用， 并达到了 “治污不产污、 利废不产废” 的目的； 同时， 该发明熔炼炉采用富氧强化熔炼工艺， 单系统可 处理10万t/a各种无机类危险废物和10万t/a各种有机类危险废物，。

9、 总处理能力为20万t/a， 达到了 “大批量、 多品种” 协同处理各种有机类和无机类危险废物的目的。 0004 CN107557583A涉及一种含氟无机危废中有价金属生物浸沥-循环富集的方法， 属 于危险固体废物资源化处理技术领域。 该方法通过耐氟嗜酸硫铁氧化菌株诱变育种及浸液 加碱和络合除氟， 解决含氟无机危废有价金属生物沥浸和循环富集过程氟离子积累导致沥 浸和富集失败的关键共性问题。 通过诱变育种获得的耐氟嗜酸硫铁氧化混合菌群在120mg/ L氟离子浓度下氧化活性和生长特性保持不变； 通过加碱除氟和络合除氟工艺之串联或单 独处理获取的去氟失效沥液氟离子残留低于120mg/L， 保证10次。

10、以上的沥液再生和循环富 集。 该发明的有益效果是： 通过选育耐氟菌株和开发过程除氟工艺， 实现了含氟无机危废中 有价金属的绿色、 安全、 经济地快速沥浸和循环富集。 0005 CN107500734A 涉及一种以工业无机危险废物和低品位铝硅质矿物为原料的陶瓷 透水砖及其制备方法， 其特征在于： 它是由8595wt%的陶瓷骨料以及17wt%的粒度200 目的工业无机危险废物细粉、 18 wt%的结合剂制备而成； 其中所述陶瓷骨料是由70 90wt%的低品位铝硅质矿物、 315wt%的工业无机危险废物、 115wt%的天然石英制备而 成。 该方法在实现了工业无机危险固废直接回收利用的同时， 提高了。

11、低品位铝硅质矿物的 利用率， 获得了质量稳定、 耐压强度高、 透水性好的陶瓷透水砖， 符合循环经济发展的要求， 对生态环境的保护会产生积极的促进作用。 0006 以上发明以及现有技术低于高温处理无机危废主要使用的设备是鼓风炉， 这种处 理技术存在燃料焦炭消耗量大， 控制规程复杂， 劳动强度到， 设备运转率较低的缺点， 而且 其烧结块的含硫量和重金属浸出量还容易超标， 环保排放的压力非常大。 发明内容 0007 为了解决上述问题， 本发明提供了一种水泥窑协同处置无机危废方法。 0008 一种水泥窑协同处置无机危废方法， 其主要方案为： 说明书 1/7 页 3 CN 111689703 A 3 步。

12、骤一， 无机危废预处理， 首先对无机危废进行干燥， 然后通过破碎机进行破碎， 粉碎， 粉碎后的无机危废输送至粉料仓； 步骤二， 无机危废预分解； 将粉料仓中的无机危废粉末输送至回转窑中进行焚烧处置， 所述的回转窑焚烧温度为1300-1600， 总停留时间为20-30s； 步骤三， 重金属固化， 将焚烧后的烟气、 无机微粉灰渣经气固分离后， 气体进入上面多 级旋风预热器经气固分离后排出， 固体渣中则加入10%-25%的重金属固化剂， 混合均匀后在 80-120处理10-20min； 步骤四， 混料， 将处理后的固体渣与水泥熟料混合， 成为水泥熟料的一部分。 0009 所述的重金属固化剂为一种无机。

13、胶结固化材料， 采用乙烯基四甲基二硅烷和辛烯 基琥珀酸淀粉钠制备硅烷-琥珀酸淀粉； 所述的重金属固化剂为一种无机胶结固化材料， 采用表面接枝的纳米氧化镁与硅烷- 琥珀酸淀粉发生共聚发应， 所述的硅烷-琥珀酸淀粉， 其制备方法如下： 按照质量份数， 将 20-53份的乙烯基四甲基二硅烷和 0.05-2份铂碳催化剂， 300-355 份的白油加入反应釜中， 氮气保护， 搅拌100-200min， 然后将40-65份的辛烯基琥珀酸淀粉 钠缓慢加入到高压反应釜中， 加热升温至 80-92， 控制反应釜压力 0.5-1MPa， 保温反应 60-180min， 反应结束， 真空蒸馏除去白油， 过滤， 烘干。

14、， 得到硅烷-琥珀酸淀粉； 本步骤为硅氢加成反应， 其中部分反应示意为： 所述的重金属固化剂为一种无机胶结固化材料， 其制备方法如下： 按照质量份数， 将54-68份的纳米氧化镁， 100-200份水， 2-6份3-(异丁烯酰氧)丙基三 甲氧基硅烷加入反应釜中， 50-71搅拌100-200min， 过滤， 烘干， 再加入8-23份的硅烷-琥 珀酸淀粉， 2-5份的过氧化苯甲酰， 15-28份的硫酸钾混合均匀后加入到多级研磨机中， 100- 120， 研磨60-200min， 即可得到一种无机胶结固化材料。 0010 所述纳米氧化镁表面的羟基与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷接枝， 其中部分。

15、 反应示意为： 说明书 2/7 页 4 CN 111689703 A 4 进一步的， 在加温研磨过程中， 表面接枝的纳米氧化镁与硅烷-琥珀酸淀粉发生共聚发 应， 其中部分反应示意为： 所述的多级研磨机仓磨机内钢球直径为36-55mm。 0011 所述的无机危废干燥后含水率为1%-5%， 利用窑尾热风进行干燥处理。 0012 所述的无机危废粉碎的粒径为0.01-0.1mm。 0013 所述的粉状无机危废通过计量绞刀输送至回转窑中。 0014 所述的固体渣与水泥熟料的质量比为0.18-0.54:1。 0015 本发明的一种水泥窑协同处置无机危废方法， 本发明提供了水泥窑协同处置无机 危废方法， 本。

16、发明的方法通过水泥窑的回转窑中的高温焚烧无机危废， 不仅节约能源消耗， 而且能有效降低固体渣的含硫率； 本发明提供了一种无机胶结固化材料作为固体渣中重金 属的固化剂， 该种材料主要成分为一种磷酸钾镁胶结固化材料， 采用表面接枝的纳米氧化 镁与硅烷-琥珀酸淀粉发生共聚发应， 对各种重金属元素有很好的固化稳定效果， 能有效降 低固体渣中的重金属析出率； 本发明的将无机危废资源化利用， 变废为宝， 本发明利用窑尾 热风进行无机危废的干燥处理， 有利于提高能源利用效率， 简化设备， 节约能源， 本发明最 终的产物是水泥， 没有二次残渣产生， 也没有飞灰产生， 没有任何环保排放压力。 附图说明 0016。

17、 图1为实施例2制备的无机胶结固化材料样品所做的傅里叶红外光谱图. 说明书 3/7 页 5 CN 111689703 A 5 在508cm-1附近存在氧化镁的吸收峰， 在3223cm-1附近存在羟基的伸缩吸收峰， 说明纳 米氧化镁参与了反应； 在1478cm-1附近存在硼酸根离子的反对称伸缩吸收峰， 说明硼砂参与 了反应； 在1735cm-1附近存在酯羰基的伸缩吸收峰， 在1063cm-1附近存在酯碳氧单键的反对 称伸缩吸收峰， 在2962cm-1附近存在碳氢的伸缩吸收峰， 说明硅烷-琥珀酸淀粉参与了反应； 在1012/868cm-1附近存在硅氧的反对称伸缩/伸缩吸收峰， 在761cm-1附近。

18、存在硅碳的伸缩 吸收峰， 说明3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷参与了反应。 具体实施方式 0017 下面通过具体实施例对该发明作进一步说明： 本实验制备的水泥加水搅拌成砂浆后倒入700mm700mm700mm模具中， 然后在20， 相对湿度为80%的环境下养护2天后在标准情况下养护28天后测试性能； 污染物浸出试验： 采用美国环境保护局方法1311TCLP进行污染物浸出试验， 用20倍的pH值为2.880.05的浸 取液在常温下震荡20h， 后用玻璃纤维滤膜过滤， 然后用原子吸收分光光度法测定重金属铅 和铬的浓度， 重金属铅和铬的浸出标准分别为3.5mg/L和8mg/L； 硫含量的测试按照G。

19、B/T 3286.7-2014中的管式炉燃烧-碘酸钾滴定法测定。 0018 实施例1 一种水泥窑协同处置无机危废方法， 其主要方案为： 步骤一， 无机危废预处理， 首先对无机危废进行干燥， 然后通过破碎机进行破碎， 粉碎， 粉碎后的无机危废输送至粉料仓； 步骤二， 无机危废预分解； 将粉料仓中的无机危废粉末输送至回转窑中进行焚烧处置， 所述的回转窑焚烧温度为1300， 总停留时间为20s； 步骤三， 重金属固化， 将焚烧后的烟气、 无机微粉灰渣经气固分离后， 气体进入上面多 级旋风预热器经气固分离后排出， 固体渣中则加入10%的重金属固化剂， 混合均匀后在80 处理10min； 步骤四， 混料。

20、， 将处理后的固体渣与水泥熟料混合， 成为水泥熟料的一部分。 0019 所述的硅烷-琥珀酸淀粉， 其制备方法如下： 将 20kg的乙烯基四甲基二硅烷和 0.05kg铂碳催化剂， 300kg的白油加入反应釜中， 氮 气保护， 搅拌100min， 然后将40kg的辛烯基琥珀酸淀粉钠缓慢加入到高压反应釜中， 加热升 温至 80， 控制反应釜压力 0.5MPa， 保温反应60min， 反应结束， 真空蒸馏除去白油， 过滤， 烘干， 得到硅烷-琥珀酸淀粉； 所述的重金属固化剂为一种无机胶结固化材料， 其制备方法如下： 将54kg的纳米氧化镁， 100kg水， 2kg3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入。

21、反应釜中， 50搅拌100min， 过滤， 烘干， 再加入8kg的硅烷-琥珀酸淀粉， 2kg的过氧化苯甲酰， 15kg的 硫酸钾混合均匀后加入到多级研磨机中， 100， 研磨60min， 即可得到一种无机胶结固化材 料。 0020 所述的多级研磨机仓磨机内钢球直径为36mm。 0021 所述的无机危废干燥后含水率为1%， 利用窑尾热风进行干燥处理。 0022 所述的无机危废粉碎的粒径为0.01mm。 0023 所述的粉状无机危废通过计量绞刀输送至回转窑中。 说明书 4/7 页 6 CN 111689703 A 6 0024 所述的固体渣与水泥熟料的质量比为0.18:1。 0025 本实验制备的。

22、水泥材料中硫含量为0 .34%， 重金属铅和铬的浸出浓度分别为 1.57mg/L和0.12mg/L。 0026 实施例2 一种水泥窑协同处置无机危废方法， 其主要方案为： 步骤一， 无机危废预处理， 首先对无机危废进行干燥， 然后通过破碎机进行破碎， 粉碎， 粉碎后的无机危废输送至粉料仓； 步骤二， 无机危废预分解； 将粉料仓中的无机危废粉末输送至回转窑中进行焚烧处置， 所述的回转窑焚烧温度为1450， 总停留时间为25s； 步骤三， 重金属固化， 将焚烧后的烟气、 无机微粉灰渣经气固分离后， 气体进入上面多 级旋风预热器经气固分离后排出， 固体渣中则加入18%的重金属固化剂， 混合均匀后在1。

23、00 处理15min； 所述的硅烷-琥珀酸淀粉， 其制备方法如下： 将 53kg的乙烯基四甲基二硅烷和 2kg铂碳催化剂， 355kg的白油加入反应釜中， 氮气 保护， 搅拌200min， 然后将65kg的辛烯基琥珀酸淀粉钠缓慢加入到高压反应釜中， 加热升温 至 92， 控制反应釜压力 1MPa， 保温反应180min， 反应结束， 真空蒸馏除去白油， 过滤， 烘 干， 得到硅烷-琥珀酸淀粉； 所述的重金属固化剂为一种无机胶结固化材料， 其制备方法如下： 将68kg的纳米氧化镁， 200kg水， 6kg3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入反应釜中， 71搅拌200min， 过滤， 烘干， 再。

24、加入23kg的硅烷-琥珀酸淀粉， 5kg的过氧化苯甲酰， 28kg的 硫酸钾混合均匀后加入到多级研磨机中， 120， 研磨200min， 即可得到一种无机胶结固化 材料。 0027 所述的多级研磨机仓磨机内钢球直径为45mm。 0028 所述的无机危废干燥后含水率为3%， 利用窑尾热风进行干燥处理。 0029 所述的无机危废粉碎的粒径为0.05mm。 0030 所述的粉状无机危废通过计量绞刀输送至回转窑中。 0031 所述的固体渣与水泥熟料的质量比为0.36:1。 0032 本实验制备的水泥材料中硫含量为0 .27%， 重金属铅和铬的浸出浓度分别为 1.24mg/L和0.08mg/L。 003。

25、3 实施例3 一种水泥窑协同处置无机危废方法， 其主要方案为： 步骤一， 无机危废预处理， 首先对无机危废进行干燥， 然后通过破碎机进行破碎， 粉碎， 粉碎后的无机危废输送至粉料仓； 步骤二， 无机危废预分解； 将粉料仓中的无机危废粉末输送至回转窑中进行焚烧处置， 所述的回转窑焚烧温度为1600， 总停留时间为30s； 步骤三， 重金属固化， 将焚烧后的烟气、 无机微粉灰渣经气固分离后， 气体进入上面多 级旋风预热器经气固分离后排出， 固体渣中则加入25%的重金属固化剂， 混合均匀后在120 处理20min； 步骤四， 混料， 将处理后的固体渣与水泥熟料混合， 成为水泥熟料的一部分。 说明书 。

26、5/7 页 7 CN 111689703 A 7 0034 所述的硅烷-琥珀酸淀粉， 其制备方法如下： 将 53kg的乙烯基四甲基二硅烷和 2kg铂碳催化剂， 355kg的白油加入反应釜中， 氮气 保护， 搅拌200min， 然后将65kg的辛烯基琥珀酸淀粉钠缓慢加入到高压反应釜中， 加热升温 至 92， 控制反应釜压力 1MPa， 保温反应180min， 反应结束， 真空蒸馏除去白油， 过滤， 烘 干， 得到硅烷-琥珀酸淀粉； 所述的重金属固化剂为一种无机胶结固化材料， 其制备方法如下： 将68kg的纳米氧化镁， 200kg水， 6kg3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入反应釜中， 71搅。

27、拌200min， 过滤， 烘干， 再加入23kg的硅烷-琥珀酸淀粉， 5kg的过氧化苯甲酰， 28kg的 硫酸钾混合均匀后加入到多级研磨机中， 120， 研磨200min， 即可得到一种无机胶结固化 材料。 0035 所述的多级研磨机仓磨机内钢球直径为55mm。 0036 所述的无机危废干燥后含水率为5%， 利用窑尾热风进行干燥处理。 0037 所述的无机危废粉碎的粒径为0.1mm。 0038 所述的粉状无机危废通过计量绞刀输送至回转窑中。 0039 所述的固体渣与水泥熟料的质量比为0.54:1。 0040 本实验制备的水泥材料中硫含量为0 .21%， 重金属铅和铬的浸出浓度分别为 1.20m。

28、g/L和0.07mg/L。 0041 对比例1 一种水泥窑协同处置无机危废方法， 其主要方案为： 所述的重金属固化剂为一种无机胶结固化材料， 其制备方法如下： 将54kg的纳米氧化镁， 100kg水， 2kg3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷， 至 50， 搅拌 100min， 过滤， 烘干， 再加入2kg的过氧化苯甲酰， 15kg的硫酸钾混合均匀后加入到多级研磨 机中， 100， 研磨60min， 即可得到一种无机胶结固化材料。 0042 其它同实施例1， 本实验制备的水泥材料中硫含量为0.51%， 重金属铅和铬的浸出浓度分别为2.87mg/L 和3.26mg/L。 0043 对比例2 一种。

29、水泥窑协同处置无机危废方法， 其主要方案为： 步骤一， 无机危废预处理， 首先对无机危废进行干燥， 然后通过破碎机进行破碎， 粉碎， 粉碎后的无机危废输送至粉料仓； 步骤二， 无机危废预分解； 将粉料仓中的无机危废粉末输送至回转窑中进行焚烧处置， 所述的回转窑焚烧温度为1300， 总停留时间为20s； 步骤三， 重金属固化， 将焚烧后的烟气、 无机微粉灰渣经气固分离后， 气体进入上面多 级旋风预热器经气固分离后排出， 固体渣与水泥熟料混合， 成为水泥熟料的一部分。 0044 所述的无机危废干燥后含水率为1%， 利用窑尾热风进行干燥处理。 0045 所述的无机危废粉碎的粒径为0.01mm。 00。

30、46 所述的粉状无机危废通过计量绞刀输送至回转窑中。 0047 所述的固体渣与水泥熟料的质量比为0.18:1。 0048 本实验制备的水泥材料中硫含量为1 .53%， 重金属铅和铬的浸出浓度分别为 说明书 6/7 页 8 CN 111689703 A 8 6.87mg/L和18.47mg/L。 0049 对比例3 所述的硅烷-琥珀酸淀粉， 其制备方法如下： 将 20kg的乙烯基四甲基二硅烷和 0.05kg铂碳催化剂， 300kg的白油加入反应釜中， 氮 气保护， 搅拌100min， 然后将40kg的辛烯基琥珀酸淀粉钠缓慢加入到高压反应釜中， 加热升 温至 80， 控制反应釜压力 0.5MPa，。

31、 保温反应60min， 反应结束， 真空蒸馏除去白油， 过滤， 烘干， 得到硅烷-琥珀酸淀粉； 所述的重金属固化剂为一种无机胶结固化材料， 其制备方法如下： 将54kg的纳米氧化镁， 再加入8kg的硅烷-琥珀酸淀粉， 2kg的过氧化苯甲酰， 15kg的硫 酸钾混合均匀后加入到多级研磨机中， 100， 研磨60min， 即可得到一种无机胶结固化材 料。 0050 其它同实施例1， 本实验制备的水泥材料中硫含量为0.41%， 重金属铅和铬的浸出浓度分别为2.29mg/L 和1.57mg/L。 说明书 7/7 页 9 CN 111689703 A 9 图1 说明书附图 1/1 页 10 CN 111689703 A 10 。