技术领域
[0001] 本发明涉及固废资源化利用技术领域，具体地指一种废活性炭与热轧油泥的协同处置方法。
相关背景技术
[0002] 钢铁企业内部通常会采用烧结活性炭法脱硫工艺对烧结烟气进行处理，而由烧结活性炭法脱硫工艺产生的废活性炭和由热轧浊环水产生的热轧油泥均是国家危废名录管控的危险废弃物固废，不可随意处置，这两种固废的处置均需要花费大量的成本，消耗大量的资源。
[0003] 废活性炭(主要含碳)可作为燃料回用于高炉喷煤，但存在燃烧活性不高，需要加工等问题，直接回用对煤粉燃烧效果有一定影响。向废活性炭中加入催化助燃剂可能提高活性炭的燃烧效果。授权公告号为CN103013616B的中国发明专利提供了一种高炉喷煤催化助燃烧剂及其使用方法，将双环戊二烯基铁或高锰酸钾，氧化镧、氧化柿，过氧化钙，过氧化镁等磨细混合，用于高炉喷煤促进煤化学能提前释放，提高煤粉燃烧效果。该方法需要加入贵金属材料，催化成本高。
[0004] 热轧油泥中含有大量氧化铁皮(含Fe2O3、Fe3O4等铁氧化物)，理论上可返回烧结使用，但其中存在一定量的油分，不利于铁矿粉混匀，对烧结生产有负面影响。对于热轧油泥现有技术主要通过气浮去油的方法处理。申请公布号为CN106809912A的发明专利申请提供了一种热轧油泥气浮去油系统及去油方法，包括油泥料斗、螺旋给料机、搅拌桶、水泵、气浮槽、刮油机等设备，分离含油废水和铁泥。其中，铁泥和含油废水均存在再次处理问题，导致热轧油泥回收流程长，回收成本也相应变高。
[0005] 针对目前废活性炭处理中存在的回用成本高，热轧油泥资源化利用方法复杂且成本高的问题，亟需提供一种环保且简单的废活性炭与热轧油泥的处置方法，实现固危废无害化和资源化利用的目的，达到降低成本的目的。
具体实施方式
[0030] 为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
[0031] 本发明提供的废活性炭与热轧油泥的协同处置方法，其主要原理如下：
[0032] 活性炭法烟气脱硫脱硝工艺主要利用活性炭的多孔性与催化能力，对烟气中的污染物进行催化转化，使用一段时间后，催化活性下降，其性能难满足烟气净化反应要求，需要用新活性炭替换，被替换下的废活性炭需要处理。这些废活性炭虽然催化活性下降，但仍保留了大量的内部孔隙结构，对油类物质具有良好的亲和性与吸附性。
[0033] 热轧油泥来源于热轧浊环水工艺，用于润滑的少量轧机油进入循环水中，与除磷等过程中产生的氧化铁皮一起形成具有油、水、固的三相结构。热轧油泥含有大量铁素，理论上可以不经过处理直接返烧结利用，但由于含有一定的油分，在实践中对烧结配料均匀性和烧结矿质量有影响，难以实施。
[0034] 高炉喷煤利用无烟煤作为高炉燃料，为高炉提供热量。废活性炭具有可燃性，但其燃烧性能较常规无烟煤弱，用于高炉喷煤，其性能低于无烟煤，直接利用对喷煤燃烧效果有3+ 3+
一定影响。大量研究表明Fe 对催化煤燃烧具有有益效果，如能将Fe 负载于废活性炭中，有利于提高废活性炭的燃烧性能，降低废活性炭替代无烟煤对高炉生产的影响。
[0035] 因此，本发明的原理即是利用废活性炭和热轧油泥的特点，利用废活性炭颗粒吸附热轧油泥中的油分，使得热轧油泥更容易返烧结利用，同时将热轧油泥中的一部分铁素负载于废活性炭中，提高废活性炭的燃烧效果，从而实现两者的协同处置和利用。利用搅拌罐作为反应容器，加入硫酸一方面可以使油破乳，从而悬浮于水面上，另一方面可与氧化铁皮反应，使铁离子进入水中，油和铁离子均会被废活性炭所吸附。
[0036] 本发明提供的一种废活性炭与热轧油泥的协同处置方法，具体包括以下步骤：
[0037] 1)将10质量份的热轧油泥、200～250质量份的水、2～4质量份的浓硫酸加入搅拌罐中，搅拌破乳5～10min；
[0038] 2)将20～30质量份的废活性炭加入搅拌罐中并继续搅拌30～45min；
[0039] 3)将搅拌罐中的混合物送入陈化池中，陈化静置60～90min，使得废活性炭浮于水面，氧化铁皮等固体沉降于底部；
[0040] 4)利用扒渣机将陈化池上层的活性炭排出得到回收活性炭，并送堆场晾干；
[0041] 5)将回收活性炭与无烟煤一起送入磨煤机，粉磨后供高炉喷煤使用；其中，回收活性炭与无烟煤的质量比为2～5：100；
[0042] 6)陈化池排出上层废活性炭后，将陈化池中的混合物过滤，滤渣为氧化铁皮，返回烧结使用；滤液回收送入搅拌罐，并重新补加合适比例的热轧油泥，浓硫酸和水，继续下一轮循环。
[0043] 上述方案中，所述步骤1)中，热轧油泥为钢铁厂热轧浊环水工艺排出的废弃物，主要由固相氧化铁皮，油和水组成，其含水率为10～20％；含油率为5～10％；含固率为70～85％；其固相化学成分特征为：TFe≥70.0％，C≤3.0％，MnO≤0.5％，CaO≤1.0％，MgO≤
0.5％，SiO2≤2.0％，Al2O3≤0.2％，Cl≤0.2％，S≤0.1％，P≤0.1％，余量为与Fe元素结合的O元素及其它不可避免的杂质；其固相粒度特征为：粒径为0.3～2mm的颗粒含量≥50％，粒径小于0.075mm的颗粒含量≤5％。
[0044] 上述方案中，所述步骤1)中，所述浓硫酸为质量分数98％的工业浓硫酸；
[0045] 上述方案中，所述步骤2)中，所述废活性炭为钢铁厂烟气脱硫工艺废弃的活性炭；其化学成分特征：C≥92.0％，余量为水和不可避免的其它杂质；其尺寸特征为：粒径为0.5～2mm的颗粒含量大于90％；
[0046] 上述方案中，所述步骤5)中，所述晾干后的废活性炭含水率为10～15％；所述无烟煤含水率≤1.0％；
[0047] 上述方案中，所述步骤6)中，所述滤出的氧化铁皮含油率≤1.0％。
[0048] 下面结合实施例1‑3对本发明的工艺方法进一步说明。
[0049] 实施例1：
[0050] 一种废活性炭与热轧油泥的协同处置方法，包括如下步骤：
[0051] 1)将1吨热轧油泥、21吨水、0.2吨浓硫酸加入搅拌罐中，搅拌破乳10min；
[0052] 2)将2吨废活性炭加入搅拌罐中，继续搅拌30min；
[0053] 3)将搅拌罐中的混合物送入陈化池中，陈化静置60min，使得废活性炭浮于水面，氧化铁皮等固体沉降于底部；
[0054] 4)利用扒渣机将陈化池上层的活性炭排出得到回收活性炭，并送堆场晾干；
[0055] 5)晾干后，检测回收活性炭含水率为11％，重量为2.1吨，将回收活性炭与100吨无烟煤一起送入磨煤机粉磨，制成回收活性炭混合燃料供高炉喷煤使用；
[0056] 6)陈化池排出上层废活性炭后，将陈化池中的混合物过滤，滤渣为氧化铁皮，检测含油率为0.6％，可返烧结使用；滤液回收送入搅拌罐，供下次使用。
[0057] 实施例2：
[0058] 一种废活性炭与热轧油泥的协同处置方法，包括如下步骤：
[0059] 1)测量实施例1中回收的滤液为19吨，向其中补加1吨热轧油泥、4吨水、0.3吨浓硫酸，搅拌破乳7min；
[0060] 2)将2.5吨废活性炭加入搅拌罐中并继续搅拌38min；
[0061] 3)将搅拌罐中的混合物送入陈化池中，陈化静置75min，使得废活性炭浮于水面，氧化铁皮等固体沉降于底部；
[0062] 4)利用扒渣机将陈化池上层的废活性排出得到回收活性炭，并送堆场晾干；
[0063] 5)晾干后，检测回收活性炭的含水率为14.6％，重量为2.8吨，将回收活性炭与70吨无烟煤一起送入磨煤机粉磨，制成回收活性炭混合燃料供高炉喷煤使用；
[0064] 6)陈化池排出上层废活性炭后，将陈化池中的混合物过滤，滤渣为氧化铁皮，检测含油率为0.4％，可返烧结使用；滤液回收送入搅拌罐，供下次使用。
[0065] 实施例3：
[0066] 一种废活性炭与热轧油泥的协同处置方法，包括如下步骤：
[0067] 1)测量实施例2中回收的滤液为22吨，向其中补加1吨热轧油泥、2吨水、0.4吨浓硫酸，搅拌破乳10min；
[0068] 2)将3吨废活性炭加入搅拌罐中并继续搅拌45min；
[0069] 3)将搅拌罐中的混合物送入陈化池中，陈化静置90min，使得废活性炭浮于水面，氧化铁皮等固体沉降于底部；
[0070] 4)利用扒渣机将陈化池上层的废活性排出得到回收活性炭，并送堆场晾干；
[0071] 5)晾干后，检测回收活性炭的含水率为13.1％，重量为3.3吨，将回收活性炭与70吨无烟煤一起送入磨煤机粉磨，制成废活性炭混合燃料供高炉喷煤使用；
[0072] 6)陈化池排出上层废活性炭后，将陈化池中的混合物过滤，滤渣为氧化铁皮，检测含油率为0.7％，可返烧结使用；滤液回收送入搅拌罐，供下次使用。
[0073] 对以上高炉喷煤用无烟煤、未经本发明处理的原始废活性炭以及各实施例中的回收活性炭混合燃料进行热重实验，评估燃烧性能如表1所示。
[0074] 由表1可知，未处理废活性炭的失重起始点温度(着火点温度)、终止点温度(燃尽点温度)、燃烧过程温度区间均高于无烟煤，表明无烟煤较未处理废活性炭更易燃。而各实施例失重起始点温度(着火点温度)、终止点温度(燃尽点温度)、燃烧过程温度区间均低于无烟煤，表明处理后的回收活性炭混合燃料燃烧性能相比无烟煤无劣化现象，回收活性炭配用对高炉喷煤正常生产无影响，本发明具有有益的技术效果。
[0075] 表1：实施例1‑3中回收活性炭混合燃料的燃烧性能测试结果
[0076]
[0077] 本发明涉及热轧油泥与废活性炭的协同利用方法，与现有技术相比有显著不同的技术特征，具有明显的技术经济价值。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
[0078] 其它未说明的部分均属于现有技术。
