專利名稱：從爐渣中除去污染物的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種除去污染物的方法。特別地，本發(fā)明涉及一種從副產(chǎn)物中除去污染物的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種從在金屬的熔煉或精煉過程中產(chǎn)生的爐渣和類似產(chǎn)物中除去不受歡迎的污染物的方法。另外，本發(fā)明還提供一種適于實(shí)施此種方法的裝置。
在金屬的熔煉或精煉過程中，通常稱作為爐渣的副產(chǎn)熔融物料是在爐子中當(dāng)溫度達(dá)到1400-1600℃時(shí)由各種原料組分產(chǎn)生的。
目前，將所得的爐渣隨后除去和用水淬火以制得粒狀固體材料，然后將該粒狀固體材料磨碎和分選。
在世界范圍內(nèi)由各種金屬生產(chǎn)工藝?yán)玷F、鋼、銅等生產(chǎn)工藝產(chǎn)生了數(shù)以百萬噸計(jì)的大量爐渣。
雖然所得的分離和分選的爐渣用于制造水泥，但必須仔細(xì)控制爐渣在水泥中的總體百分比，因?yàn)樵谒嘀袪t渣的高含量導(dǎo)致更慢的反應(yīng)時(shí)間，此外，在此類爐渣之中存在的高含量的鈣和鎂可引起反應(yīng)生成的水泥的膨脹和畸變。因此，應(yīng)理解的是，僅僅較少量的所生成的爐渣可用在下游產(chǎn)品中，而大多數(shù)爐渣將以共處理機(jī)理用于填土。
在由鋼生產(chǎn)制得的高爐渣的特定情況下，用于處理該爐渣以從中除去不受歡迎的污染物例如鈣和鎂的現(xiàn)有方法是風(fēng)化料堆形式的該爐渣，以最長一年為周期翻轉(zhuǎn)和處理該料堆。此種處理在能夠以任何實(shí)質(zhì)量地使用經(jīng)處理和去污染的爐渣之前是必需的。
應(yīng)理解的是，處理或凈化爐渣的這個(gè)現(xiàn)有方法使得經(jīng)處理的爐渣需要很長的時(shí)間周期才可以被利用。另外，該現(xiàn)有方法要求高的人工時(shí)間投入和巨大的存儲(chǔ)空間。還應(yīng)理解的是，以料堆式風(fēng)化爐渣會(huì)大量產(chǎn)生不受歡迎的廢水，因?yàn)槲廴疚镌诔掷m(xù)的時(shí)間周期內(nèi)通過降雨(特別是微酸性降雨)從爐渣中被沖洗出來。
至于來自諸如鋅、鉛和銅生產(chǎn)的副產(chǎn)物，不能進(jìn)行與鋼爐渣相同的處理，并且由于極高含量的這些金屬作為殘余物捕集在石塊或爐渣之中，因此可導(dǎo)致嚴(yán)重的處理問題和環(huán)境危害。此外，存在大量的有價(jià)值金屬，其如果被分離出來，則可被回收以再利用。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于處理爐渣的去污染方法，其包括下列步驟用含有至少一種化學(xué)藥品的工作流體預(yù)處理受污染的爐渣；和使受污染的爐渣和工作流體的混合物經(jīng)受超聲波。
據(jù)認(rèn)為，本發(fā)明的去污染方法至少著手解決上述的問題。具體地說，本發(fā)明的方法能夠處理在金屬工業(yè)中作為副產(chǎn)物生成的極大年噸位的爐渣，該方法能效高、要求最少的人工時(shí)間投入、消除了被污染的廢水問題，并且生成的經(jīng)去污染的礦物或產(chǎn)物可用在許多重要的和增值的用途，例如用于生產(chǎn)隔音板、防滑漆、防火涂料、混凝土塊體。另外，在某些情況下，即根據(jù)爐渣的構(gòu)成，被回收或再生的金屬可被重新使用。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供用于實(shí)施本發(fā)明的去污染方法的裝置，其包括第一槽，其中用于添加爐渣和工作流體；至少一個(gè)超聲波處理機(jī)，所述爐渣和工作流體從其中通過；用于將所述爐渣和工作流體從所述第一槽運(yùn)送通過所述至少一個(gè)超聲波處理機(jī)的裝置，和用于從去污染后的爐渣分離出所述工作流體的裝置。
適于實(shí)施本發(fā)明的方法的裝置的一個(gè)非限制性實(shí)施方案現(xiàn)將通過舉例的方式并參照附圖描述，其中

圖1是適于實(shí)施本發(fā)明的方法的裝置的示意性說明。
正如所示，本發(fā)明的裝置包括一個(gè)傳送帶10用以將爐渣料堆20運(yùn)裝至預(yù)混和處理槽11，該槽包含一化學(xué)藥品混合物，該混合物的選擇直接依賴于處理后的爐渣的設(shè)定用途和爐渣的所得形式，例如顏色。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述化學(xué)藥品混合物可包括下列任一物質(zhì)鹽酸、表面活性劑、優(yōu)選離子型表面活性劑、硫酸、鹽水、二氧化碳，并且根據(jù)所需的顏色，還可包括過氧化氫、乙酸、氨等等。
爐渣和所需化學(xué)藥品的所得混合物然后從預(yù)混槽11運(yùn)送至一系列超聲波處理機(jī)13。
優(yōu)選地，此種運(yùn)送是通過已獲得專利的Tore系統(tǒng)實(shí)施，該系統(tǒng)能夠移動(dòng)極高密度的材料例如爐渣，具有極高固體負(fù)載量、高效率和低能耗。
一旦在管狀超聲波處理機(jī)13之內(nèi)，爐渣和化學(xué)藥品的混合物就經(jīng)歷聲化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)導(dǎo)致在爐渣中的污染物從爐渣或基體材料的外表面和內(nèi)表面上快速溶解和除去。在此，超聲波處理機(jī)13的作用迫使所述化學(xué)藥品到達(dá)副產(chǎn)物材料的內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)中，由此能夠發(fā)生深度的去污染作用。適用于本申請(qǐng)的超聲波處理機(jī)是公開在歐洲專利申請(qǐng)EP96922160.5中，其內(nèi)容在此引入作為參考。
剛被去污染的爐渣和含有工作化學(xué)藥品或流體的污染物然后穿過脫水篩14，例如三層式分離篩，由此所述剛分離的清潔固體材料可被當(dāng)作直接使用的現(xiàn)成配料或可根據(jù)選定的最終用途(例如水泥生產(chǎn)、鐵路灰渣、墻塊體生產(chǎn)等等)而按尺寸分選和干燥。
源自于聲化學(xué)反應(yīng)步驟的工作化學(xué)藥品在篩選之后可隨后被再循環(huán)至預(yù)混容器11并可根據(jù)需要監(jiān)測和保持必需的化學(xué)藥品水平，例如pH或堿度。這樣，隨著被除去的污染物的濃度增長至沉淀的點(diǎn)時(shí)，則可將再循環(huán)的流體離心以回收例如氯化鈣和氯化鎂，經(jīng)干燥之后可銷售回到化學(xué)工業(yè)中以再使用。
在因?yàn)樯虡I(yè)或環(huán)境原因而要求從精煉爐渣中回收金屬時(shí)，要求利用電化學(xué)工藝的進(jìn)一步步驟，由此諸如鋅、鉛、鎳、鉻等的含量被除去至少達(dá)到99.5％。
應(yīng)理解的是，本發(fā)明的方法和其裝置可用于處理或凈化在金屬的熔煉或精煉或生產(chǎn)過程中作為副產(chǎn)物生成的任何類型的爐渣或類似產(chǎn)物。特別應(yīng)理解的是，本發(fā)明的方法和裝置可用于凈化任何金屬生產(chǎn)方法的任何副產(chǎn)物。
權(quán)利要求
1.一種用于處理爐渣的去污染方法，其包括下列步驟用含有至少一種化學(xué)藥品的工作流體預(yù)處理受污染的爐渣；和使受污染的爐渣和工作流體的混合物經(jīng)受超聲波。
2.如權(quán)利要求1所述的去污染方法，還包括從所述工作流體中分離出去污染后的爐渣的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的去污染方法，其中所述分離步驟通過使用脫水篩而實(shí)施。
4.如前述權(quán)利要求任一所述的去污染方法，其中所述工作流體包含至少一種選自鹽酸、表面活性劑、硫酸、鹽水、二氧化碳、過氧化氫、乙酸和氨的化學(xué)藥品。
5.如前述權(quán)利要求任一所述的去污染方法，還包括監(jiān)測工作流體的pH的步驟。
6.如前述權(quán)利要求任一所述的去污染方法，還包括通過離心作用處理工作流體以回收污染物的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的去污染方法，其中回收的污染物是氯化鎂或氯化鈣。
8.如前述權(quán)利要求任一所述的去污染方法，還包括對(duì)爐渣進(jìn)行電化學(xué)處理的步驟。
9.一種用于實(shí)施前述權(quán)利要求任一所述的去污染方法的裝置，其包括第一槽，其中用于添加爐渣和工作流體；至少一個(gè)超聲波處理機(jī)，所述爐渣和工作流體從其中通過；用于將所述爐渣和工作流體從所述第一槽運(yùn)送通過所述至少一個(gè)超聲波處理機(jī)的裝置，和用于從去污染后的爐渣分離出所述工作流體的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于處理爐渣的去污染方法,其包括下列步驟:用含有至少一種化學(xué)藥品的工作流體預(yù)處理受污染的爐渣;和使受污染的爐渣和工作流體的混合物經(jīng)受超聲波。本發(fā)明還提供一種適于實(shí)施本發(fā)明方法的裝置。
文檔編號(hào)C22B7/00GK1382225SQ0081474
公開日2002年11月27日 申請(qǐng)日期2000年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月23日
發(fā)明者萊斯利·威廉·巴爾默 申請(qǐng)人:Nu－羅克(索尼克斯)有限公司