脱硅污泥处置方法

———脱硅污泥处置方法冷轧产品以其优良的材料性能、尺寸精度和表面质量，得到了广泛的应用。冷轧产品的生产一般要经过酸洗、轧制、退火、涂镀、平整等工序。酸洗通过将热轧来料浸泡在酸液中，去除热轧过程产生的表面氧化铁皮。轧制通过冷轧机多机架连轧或者单机架往复轧制，达到高精度的尺寸精度和优良的表面质量。

酸洗与冷轧轧制可以设置在一条机组中成为酸洗冷连轧联合机组，具有生产效率高、成材率高的特点，被大型钢铁企业广泛采纳。为提高资源利用率均设有酸再生工艺通过高温焙烧形成再生酸和氧化铁粉，为保证产出的氧化铁粉具有良好的品质，废酸中非水溶性硅铝磷等氧化物需经脱硅工艺流程得到有效去除。

但是带来一个问题是酸再生过程中的脱硅工艺产生了脱硅污泥，含有大量氯离子和氨氮的有害成份对污泥的无害化和资源利用带来困难。

脱硅污泥属于国家危急废物名录HW17类别，pH值在1~2左右，其中氯离子含量在13%~18%左右，无法直接在钢铁生产使用，其中主要需处理的污染物指标为：氯离子和铁等重金属。

通过对生产机组产线调研，拟对污泥中的氯离子通过适当的工艺去除，铁等金属离子可以通过热脱附设备加工成三氧化二铁，可对外销售或返生产进行炼铁。

1、试验部分

1.1材料和仪器

试验用的脱硅污泥取自宝钢股份冷轧厂某酸再生气组，用氯离子分析仪器，X荧光测试仪器等对污泥中的成份做了定量的分析，结果如表1。

依据分析表1数据，可看出其中的氯离子含量很高，直接作为原料会对设备及除尘装置造成严峻腐蚀，所以要去除其中的氯离子，在不引入其他杂质的前提下，表内成份中的氧化铁就可以有许多用途了，就能解决脱硅污泥资源化在利用的问题了。

1.2脱硅污泥去除氯离子的试验

1.2.1用水洗曝气工艺进行去除氯离子的试验

从工艺设计角度动身，污泥中主要含有氯、铁等离子，其余杂质元素及CODcr含量较低。可对污泥中进行水洗，让其中的水溶性离子进入水中，这样可以除掉氯离子，然后用热脱附把铁等金属离子反应为金属氧化物返生产使用或出售，生产过程中的排水可处理至达到酸再生要求进入焙烧炉回用。

依据污泥的特性，污泥经过水洗工艺后，其中的氯离子含量可以降至1%以下，水洗产生的废水可以返回给酸再生配烧炉制备再生酸，对于水洗后的污泥可以通过加热设备制备成为氧化铁。本方案选择水洗曝气工艺+膜浓缩的方法来实现浓缩和处置过程。

1.2.2初步确定工艺路径见图1

1.3分析方法

NY/T1121.17-2022土壤氯离子含量的测定，USEPA9045D-2022土壤和废弃物pH测定电极法，GB/T22104-2022土壤质量氟化物的测定离子选择电极法，USEPA6020A-2022电感耦合等离子体质谱法

2、结果与分析

2.1工艺中关键因素的单项试验

2.1.1溶液泥浆配比试验

脱硅污泥中含固量在50%左右，需要配溶剂使其化浆后通过膜设备过滤，根据不同固液分别设备的进料要求，将物料配比成为5%，10%，15%，20%，25%5种固含量的泥浆，对于脱硅污泥溶剂选用水，配好的泥浆进入固液分别设备进行处理，然后对于产出的水和固体都测定氯离子含量，由于试验主要是一去除氯离子为目的，所以后续的单因素试验对结果的分析，只先测定氯离子，看去除效果后选取最优的技术参数和路径。

2.1.2对于不同含固量的泥浆进行氧化曝气试验

由于脱硅污泥中的铁依据测试数据看出有两种价态存在，三价和两价铁，为了分析每个因素对于氯离子去除的效果，所以对于泥浆重量种状态进行固液分别，一种是化浆后直接分别，一种是先加温曝气后再固液分别，来对比去除效果。

2.1.3对于曝气后的泥浆加入氨水试验

对于不同的固含量的泥浆在曝气氧化后加入碱液进行中和全沉淀后进行固液分别，分析酸度对于氯离子的去除效果。

2.1.4加入絮凝剂的试验

在氧化曝气的条件下加入肯定量的絮凝剂后进行固液分别，根据四个不同质量比重进行试验，四个个结果分析絮凝剂对于氯离子的去除效果。

2.2正交试验结果的综合试验

几个正交试验均采纳山东某厂家的试验设备，分别后数据如表2~表5。

依据表2~表5结果分析得知，脱硅污泥中能溶于溶剂的主要有FeCl2，FeCl3，HCl，而这三种物质都是强电解质易溶于水，所以溶剂的量达到肯定程度后对去除氯离子的贡献就有限了，所以含固量配比在20%就可以了，既达到了目的又不至于后续水处理的压力大。脱硅污泥是在废酸中加入碱液后沉淀形成的，而其中形成的Fe(OH)3为一种带电荷的胶体可以吸附带电荷的杂质，所以沉淀中大部分为Fe(OH)3，而Fe(OH)3的形成和温度有关，所以依据生产阅历选用加温到55度左右后进行后续试验来观看温度和曝气对氯离子去除的影响。絮凝剂依据其带电特性和分子量对比酸再生的对聚合效果的比较，最终选择一种进口的絮凝剂，认为效果最好。

2.3制备产品的技术指标

用上海宝钢磁业有限公司的X荧光仪器对最终的样品做了分析，标线是根据国标的一级品铁红做标线对比，结果见表6。

图2左为整个系统出来的排水，可以直接进入焙烧炉作为再生酸的原料，右图为处理后的氧化铁原料，可以作为炼铁原料或销售。

3、结论

宝钢股份冷轧厂某酸再生脱硅污泥根据国家危急废气物名录规定为HW17类别，经过以上试验发觉，现将脱硅污泥加入溶剂溶解后加温曝气氧化，然后调整pH值至肯定值使没有沉淀的铁离子沉淀后加入肯定量的絮凝剂，沉淀完成后通过固液分别的设备后制备的淡黄色粉末氧化铁，可以作为炼铁原料或销售，整个处理过程没有对外排放，满意国家要求，并达到资源再利用的目的。

冷轧产品以其优良的材料性能、尺寸精度和表面质量，得到了广泛的应用。冷轧产品的生产一般要经过酸洗、轧制、退火、涂镀、平整等工序。酸洗通过将热轧来料浸泡在酸液中，去除热轧过程产生的表面氧化铁皮。轧制通过冷轧机多机架连轧或者单机架往复轧制，达到高精度的尺寸精度和优良的表面质量。

酸洗与冷轧轧制可以设置在一条机组中成为酸洗冷连轧联合机组，具有生产效率高、成材率高的特点，被大型钢铁企业广泛采纳。为提高资源利用率均设有酸再生工艺通过高温焙烧形成再生酸和氧化铁粉，为保证产出的氧化铁粉具有良好的品质，废酸中非水溶性硅铝磷等氧化物需经脱硅工艺流程得到有效去除。

但是带来一个问题是酸再生过程中的脱硅工艺产生了脱硅污泥，含有大量氯离子和氨氮的有害成份对污泥的无害化和资源利用带来困难。

脱硅污泥属于国家危急废物名录HW17类别，pH值在1~2左右，其中氯离子含量在13%~18%左右，无法直接在钢铁生产使用，其中主要需处理的污染物指标为：氯离子和铁等重金属。

通过对生产机组产线调研，拟对污泥中的氯离子通过适当的工艺去除，铁等金属离子可以通过热脱附设备加工成三氧化二铁，可对外销售或返生产进行炼铁。

1、试验部分

1.1材料和仪器

试验用的脱硅污泥取自宝钢股份冷轧厂某酸再生气组，用氯离子分析仪器，X荧光测试仪器等对污泥中的成份做了定量的分析，结果如表1。

依据分析表1数据，可看出其中的氯离子含量很高，直接作为原料会对设备及除尘装置造成严峻腐蚀，所以要去除其中的氯离子，在不引入其他杂质的前提下，表内成份中的氧化铁就可以有许多用途了，就能解决脱硅污泥资源化在利用的问题了。

1.2脱硅污泥去除氯离子的试验

1.2.1用水洗曝气工艺进行去除氯离子的试验

从工艺设计角度动身，污泥中主要含有氯、铁等离子，其余杂质元素及CODcr含量较低。可对污泥中进行水洗，让其中的水溶性离子进入水中，这样可以除掉氯离子，然后用热脱附把铁等金属离子反应为金属氧化物返生产使用或出售，生产过程中的排水可处理至达到酸再生要求进入焙烧炉回用。

依据污泥的特性，污泥经过水洗工艺后，其中的氯离子含量可以降至1%以下，水洗产生的废水可以返回给酸再生配烧炉制备再生酸，对于水洗后的污泥可以通过加热设备制备成为氧化铁。本方案选择水洗曝气工艺+膜浓缩的方法来实现浓缩和处置过程。

1.2.2初步确定工艺路径见图1

1.3分析方法

NY/T1121.17-2022土壤氯离子含量的测定，USEPA9045D-2022土壤和废弃物pH测定电极法，GB/T22104-2022土壤质量氟化物的测定离子选择电极法，USEPA6020A-2022电感耦合等离子体质谱法

2、结果与分析

2.1工艺中关键因素的单项试验

2.1.1溶液泥浆配比试验

脱硅污泥中含固量在50%左右，需要配溶剂使其化浆后通过膜设备过滤，根据不同固液分别设备的进料要求，将物料配比成为5%，10%，15%，20%，25%5种固含量的泥浆，对于脱硅污泥溶剂选用水，配好的泥浆进入固液分别设备进行处理，然后对于产出的水和固体都测定氯离子含量，由于试验主要是一去除氯离子为目的，所以后续的单因素试验对结果的分析，只先测定氯离子，看去除效果后选取最优的技术参数和路径。

2.1.2对于不同含固量的泥浆进行氧化曝气试验

由于脱硅污泥中的铁依据测试数据看出有两种价态存在，三价和两价铁，为了分析每个因素对于氯离子去除的效果，所以对于泥浆重量种状态进行固液分别，一种是化浆后直接分别，一种是先加温曝气后再固液分别，来对比去除效果。

2.1.3对于曝气后的泥浆加入氨水试验

对于不同的固含量的泥浆在曝气氧化后加入碱液进行中和全沉淀后进行固液分别，分析酸度对于氯离子的去除效果。

2.1.4加入絮凝剂的试验

在氧化曝气的条件下加入肯定量的絮凝剂后进行固液分别，根据四个不同质量比重进行试验，四个个结果分析絮凝剂对于氯离子的去除效果。

2.2正交试验结果的综合试验

几个正交试验均采纳山东某厂家的试验设备，分别后数据如表2~表5。

依据表2~表5结果分析得知，脱硅污泥中能溶于溶剂的主要有FeCl2，FeCl3，HCl，而这三种物质都是强电解质易溶于水，所以溶剂的量达到肯定程度后对去除氯离子的贡献就有限了，所以含固量配比在20%就可以了，既达到了目的又不至于后续水处理的压力大。脱硅污泥是在废酸中加入碱液后沉淀形成的，而其中形成的Fe(OH)3为一种带电荷的胶体可以吸附带电荷的杂质，所以沉淀中大部分为Fe(OH)3，而Fe(OH)3的形成和温度有关，所以依据生产阅历选用加温到55度左右后进行后续试验来观看温度和曝气对氯离子去除的影响。絮凝剂依据其带电特性和分子量对比酸再生的对聚合效果的比较，最终选择一种进口的絮凝剂，认为效果最好。

2.3制备产品的技术指标

用上海宝钢磁业有限公司的X荧光仪器对最终的样品做了分析，标线是根据国标的一级品铁红做标线对比，结果见表6。

图2左为整个系统出来的排水，可以直接进入焙烧炉作