电镀污泥火法熔融处置工艺

———电镀污泥火法熔融处置工艺1、电镀污泥产生的背景

电镀行业在现代制造业中占有举足轻重的地位，所涉及的领域包括航空航天、电子元件、集成电路、机械制造、工艺品制作等。随着电镀行业的进展，其导致的环境问题也越来越受到人们的关注。电镀行业被认为是当今三大污染源之一，主要是由于在电镀过程中所产生的废水含有高浓度的重金属离子(Cu2+、Ni2+、Cr6+、Fe3+等)，电镀废水处理过程中会产生大量的电镀污泥，电镀污泥中含有Au、Ag、Fe、Cu、Cr、Ni、Zn等重金属元素，假如不能科学、合理地对电镀污泥进行处理，会对环境造成二次污染。

2、电镀污泥火法熔融处置的工艺流程

目前针对电镀污泥的处理方法主要包括稳定化/固化技术、热处理技术、生物处理技术和火法熔融处置技术等。其中火法熔融处置既可以回收金属资源、又可以产生无害化炉渣、污水排放少等优点，渐渐成为大型电镀污泥综合利用企业所采纳的主流工艺。电镀污泥火法熔融处置的工艺路线包括将高含水率电镀污泥经烘干窑预干燥后，在逆流焙烧炉中高温焙烧去除物料结晶水，再将焙烧块加入熔融炉进行高温熔融还原。利用密度差分别得到的Cu、Ni等金属单质与FeO、SiO2及CaO等组成的熔渣，回收铜、镍、铬等金属，整个工艺过程分为3个部分，预烘干系统、焙烧系统和高温熔融还原系统。

(1)预烘干系统。电镀污泥含水率较高(含水率在60%左右)，在进行焙烧之前，必需进行预烘干处理，使含水率降至35%左右。

(2)逆流焙烧系统。焙烧处理采纳污泥逆流焙烧炉，在上述经预烘干的电镀污泥中掺入适量的石灰和焦炭，后分别进行烘干阶段、脱水阶段、预还原阶段、烧结阶段。

(3)高温熔融还原系统。由于焙烧炉的温度一般为800~1200℃，在此温度下污泥中的金属氧化物无法完全被还原，且渣铁无法实现分别，因此从焙烧炉出来的烧结料还需要送入矿热炉(熔融炉)内进一步还原。矿热炉的温度一般可以达到1400~1500℃，在此温度下97%以上的金属氧化物可以被还原成金属。高温熔融还原系统是使含金属物料熔化分别，由于熔渣与金属合金比重不同，且互不相溶，因此在炉内可实现分层。最终可使熔渣与金属合金分别，可分别得到合金锭和尾渣。矿热炉内装有渣铁分别器，可实现渣铁分别，得到最终的合金副产品。

3、火法熔融处置对环境的影响

3.1气体污染物

依据生产工艺可知，废气主要来源为：①预烘干炉废气；②焙烧炉废气;③矿热炉废气；④出铁口、出渣口废气。主要污染物种类为颗粒物(含镍、铬、铜等金属及其化合物)、SO2、NOx、氟化物等酸性气体等。这些污染物直接排放时，会对人类健康造成危害。

3.2水污染物

在生产过程中所产生的废水主要包括生产过程中产生的净环水(烘干炉、焙烧炉、矿热炉冷却水)、矿热炉冲渣废水、脱硫废水以及厂区职工产生的生活污水。

矿热炉冲渣废水对水体的危害除了水温以外，还包括悬浮性颗粒污染物。

3.3固体污染物

依据生产过程中固体废物的来源以及性质，可分为三类：危急废物、一般固体和生活垃圾。危急废物由生产及动力设备维护产生的废机油、布袋除尘产生的除尘灰、污泥原料包装袋等;一般固废包括原料和生产过程中产生的炉渣、脱硫塔产生的脱硫渣、炉渣冷却系统沉淀产生的污泥等;生活垃圾主要来自于职工的办公和生活。

3.4噪声污染

焙烧炉、矿热炉、废气处理设施引风机、冷却塔、水泵等设备在运行和生产过程中会产生噪声污染。

4、火法熔融处置污染防治措置

4.1大气污染掌握措施

(1)颗粒物(含镍、铬、铜等金属及其化合物)处理措施。烘干炉、焙烧炉、矿热炉等含高浓度颗粒物的废气通过“旋风除尘+布袋除尘”进行处理，除尘效率可达99.5%以上。

(2)酸性气体处理措施。烟气中SO2、氟化物、氯化氢等酸性气体通过二级高效碱性脱硫塔处理后排放，脱硫塔的脱硫效率可达到95%以上。

4.2水体污染掌握措施

(1)对于水体热污染和悬浮颗粒污染物：可配套炉渣冷却水池或冷却塔，冲渣废水经矿热炉出渣口排入冷却池进行冷却沉淀后循环利用，不外排。定期清渣，补充新奇用水。

(2)生活用水：生活污水经化粪池预处理后纳入市政污水管道，纳入园区污水处理厂进行处理。

4.3固体污染物掌握

4.3.1一般工业固废

(1)脱硫渣：配套脱硫塔，采纳湿法脱硫工艺，脱硫废水经沉淀池沉淀将产生脱硫渣，主要成分为CaSO4。企业定期对沉淀池进行清渣，可用于环保建筑材料的生产原料。

(2)炉渣：矿热炉冶炼完成后炉渣使用水冲至炉渣冷却沉淀池进行冷却沉淀后定期进行清渣，统一堆放于堆渣场，可定期外售用于环保建筑材料的生产原料。

4.3.2危急废物

(1)除尘灰：定期对旋风除尘器及布袋除尘器进行清灰将产生肯定量的除尘灰，将清理产生的除尘灰回用于生产原料，不外排。

(2)污泥包装袋：污泥原料用于生产后将产生废的包装袋，属于危急废物，统一收集存放于危废仓库，定期托付有资质单位处置。

4.4噪声污染掌握

(1)合理布局，提高生产车间墙体密度，增大整体隔声量，侧尽量少开窗户，烟气脱硫系统中部分风机进行消音处理。

(2)企业通过选用低噪声设备;在设备、风机、水泵底座安装减振片。

5、结论和展望

利用火法熔融法处理电镀污泥，呈现出宽阔的进展前景。然而，针对火法熔融处置电镀污泥项目在实际运行过程中可能对环境的影响和对应的防治措施还需要进一步探究。本文在分析电镀污泥火法熔融处置项目在运行过程中可能造成的环境影响的基础之上，提出对所产生的气体污染物、液体污染物、物体污染物和噪声污染的详细防治措施。

1、电镀污泥产生的背景

电镀行业在现代制造业中占有举足轻重的地位，所涉及的领域包括航空航天、电子元件、集成电路、机械制造、工艺品制作等。随着电镀行业的进展，其导致的环境问题也越来越受到人们的关注。电镀行业被认为是当今三大污染源之一，主要是由于在电镀过程中所产生的废水含有高浓度的重金属离子(Cu2+、Ni2+、Cr6+、Fe3+等)，电镀废水处理过程中会产生大量的电镀污泥，电镀污泥中含有Au、Ag、Fe、Cu、Cr、Ni、Zn等重金属元素，假如不能科学、合理地对电镀污泥进行处理，会对环境造成二次污染。

2、电镀污泥火法熔融处置的工艺流程

目前针对电镀污泥的处理方法主要包括稳定化/固化技术、热处理技术、生物处理技术和火法熔融处置技术等。其中火法熔融处置既可以回收金属资源、又可以产生无害化炉渣、污水排放少等优点，渐渐成为大型电镀污泥综合利用企业所采纳的主流工艺。电镀污泥火法熔融处置的工艺路线包括将高含水率电镀污泥经烘干窑预干燥后，在逆流焙烧炉中高温焙烧去除物料结晶水，再将焙烧块加入熔融炉进行高温熔融还原。利用密度差分别得到的Cu、Ni等金属单质与FeO、SiO2及CaO等组成的熔渣，回收铜、镍、铬等金属，整个工艺过程分为3个部分，预烘干系统、焙烧系统和高温熔融还原系统。

(1)预烘干系统。电镀污泥含水率较高(含水率在60%左右)，在进行焙烧之前，必需进行预烘干处理，使含水率降至35%左右。

(2)逆流焙烧系统。焙烧处理采纳污泥逆流焙烧炉，在上述经预烘干的电镀污泥中掺入适量的石灰和焦炭，后分别进行烘干阶段、脱水阶段、预还原阶段、烧结阶段。

(3)高温熔融还原系统。由于焙烧炉的温度一般为800~1200℃，在此温度下污泥中的金属氧化物无法完全被还原，且渣铁无法实现分别，因此从焙烧炉出来的烧结料还需要送入矿热炉(熔融炉)内进一步还原。矿热炉的温度一般可以达到1400~1500℃，在此温度下97%以上的金属氧化物可以被还原成金属。高温熔融还原系统是使含金属物料熔化分别，由于熔渣与金属合金比重不同，且互不相溶，因此在炉内可实现分层。最终可使熔渣与金属合金分别，可分别得到合金锭和尾渣。矿热炉内装有渣铁分别器，可实现渣铁分别，得到最终的合金副产品。

3、火法熔融处置对环境的影响

3.1气体污染物

依据生产工艺可知，废气主要来源为：①预烘干炉废气；②焙烧炉废气;③矿热炉废气；④出铁口、出渣口废气。主要污染物种类为颗粒物(含镍、铬、铜等金属及其化合物)、SO2、NOx、氟化物等酸性气体等。这些污染物直接排放时，会对人类健康造成危害。

3.2水污染物

在生产过程中所产生的废水主要包括生产过程中产生的净环水(烘干炉、焙烧炉、矿热炉冷却水)、矿热炉冲渣废水、脱硫废水以及厂区职工产生的生活污水。

矿热炉冲渣废水对水体的危害除了水温以外，还包括悬浮性颗粒污染物。

3.3固体污染物

依据生产过程中固体废物的来源以及性质，可分为三类：危急废物、一般固体和生活垃圾。危急废物由生产及动力设备维护产生的废机油、布袋除尘产生的除尘灰、污泥原料包装袋等;一般固废包括原料和生产过程中产生的炉渣、脱硫塔产生的脱硫渣、炉渣冷却系统沉淀产生的污泥等;生活垃圾主要来自于职工的办公和生活。

3.4噪声污染

焙烧炉、矿热炉、废气处理设施引风机、冷却塔、水泵等设备在运行和生产过程中会产生噪声污染。

4、火法熔融处置污染防治措置

4.1大气污染掌握措施

(1)颗粒物(含镍、铬、铜等金属及其化合物)处理措施。烘干炉、焙烧炉、矿热炉等含高浓度颗粒物的废气通过“旋风除尘+布袋除尘”进行处理，除尘效率可达99.5%以上。

(2)酸性气体处理措施。烟气中SO2、氟化物、氯化氢等酸性气体通过二级高效碱性脱硫塔处理后排放，脱硫塔的脱硫效率可达到95%以上。

4.2水体污染掌握措施

(1)对于水体热污染和悬浮颗粒污染物：可配套炉渣冷却水池或冷却塔，冲渣废水经矿热炉出渣口排入冷却池进行冷却沉淀后循环利用，不外排。定期清渣，补充新奇用水。

(2)生活用水：生活污水经化粪池预处理后纳入市政污水管道，纳入园区污水处理厂进行处理。

4.3固体污染物掌握

4.3.1一般工业固废

(1)脱硫渣：配套脱硫塔，采纳湿法脱硫工艺，脱硫废水经沉淀池沉淀将产生脱硫渣，主要成分为CaSO4。企业定期对沉淀池进行清渣，可用于环保建筑材料的生产原料。

(2)炉渣：矿热炉冶炼完成后炉渣使用水冲至炉渣冷却沉淀池进行冷却沉淀后定期进行清渣，统一堆放于堆渣场，可定期外售用于环保建筑材料的生产原料。

4.3.2危急废物

(1)除尘灰：定期对旋风除尘器及布袋除尘器进行清灰将产生肯定量的除尘灰，将清理产生的除尘灰回用于生产原料，不外排。

(2)污泥包装袋：污泥原料用于生产后将产生废的包装袋，属于危急废物，统一收集存放于危废仓库，定期托付有资质单位处置。

4.4噪声污染掌握

(1)合理布局，提高生产车间墙体密度，增大整体隔声量，侧尽量少开窗户，烟气脱硫系统