微波处理铅锌冶炼废水污泥.pdf

1、引言

铅锌冶炼过程产生的酸性含重金属废水一般采纳中和沉淀法

进行处理，产生大量的含有铅、汞、镉、铬、砷等重金属元素的铅锌

冶炼废水处理污泥，对环境具有很大危害。该污泥中有价金属品位含

量低，利用传统技术回收有价金属经济效益差、环境污染严峻，导致

综合利用率不高，目前主要采纳堆存、填埋、固化等方式进行处置，

不仅造成资源的铺张和流失，且对土壤和地下水的平安造成隐患。提

取有价金属及其它组分是污泥资源化利用的重要途径，主要有火法和

湿法两种方式。火法处理采纳回转窑、蒸馏炉、竖炉工艺，使污泥中

的铅、锌还原挥发生产次级氧化锌粉，缺点是需另外建设设备，且烟

气中有硫排放，部分铅、镉、锌会挥发逸散;湿法处理充分利用原有

设备和适当增加同类设备，回收率高，缺点是产生的二次污泥中仍旧

含有大量不稳定的重金属组分，不能直接堆放或弃置，须进一步无害

化处理。现有处理技术难以同时实现污泥中重金属的资源化和无害化，

开发新工艺是解决污泥污染防治问题的有效途径。

微波是指频率为300MHz~300GHz的电磁波，广泛应用在材料科

学、食品加工、有机合成等方面，具有加热速度快、加热匀称、能源

利用率高、温度梯度小等优点，该技术已经扩展到环境污染的治理领

域，如有机物污染土壤修复、污水处理、重金属污泥解、放射性废物

玻璃化、医疗废物处置、焚烧飞灰处置及废气脱硫脱硝等。微波处理

后固体残渣的类玻璃基质有利于阻挡重金属浸出，微波处理污泥稳定

—1—
且削减了污泥的体积，给后续处理带来了便

利，相较传统方法，微波技术有效地削减处理时间以及节约能源，具

有能源利用率高、加热效率高、对环境友好等环保节能的优势。本讨

论采纳微波工艺处理污泥，探究污泥的资源化和无害化处理新工艺讨

论，为铅锌冶炼废水处理污泥处置供应新方法路径。

2、样品与试验

2.1样品

污泥样品采自云南省某铅锌金属冶炼企业，样品元素成分见表

1。

2.2试剂与设备

试剂：Fe3O4，分析纯;SiC，分析纯。

主要设备：HY-GW6013微波试验工作站(输出功率0.01～

5.60KW、输出频率2.45GHz±25MHz、极限工作温度1500℃、额定工

作温度1400℃、微波泄漏强度≤2mW/cm2、形状尺寸1200mm×1400mm

×1600mm、加热空间160mm×160mm×150mm);XPF型圆盘粉碎机;Z06

型全自动翻转式振荡器、JRY-S06型水平振荡器、Reax20/4型翻转振

荡器;Optima7000DV电感耦合等离子放射光谱仪;LT1002电子天平。

—2—
2.3试验方法

污泥干燥微波输出功率为1200W，干燥时间为15min;辅料干燥

微波输出功率为500W，干燥时间为8min。干燥后的污泥和辅料球磨

后过180目筛，筛下物与Fe3O4比按质量比460/40进行配料，与SiC

比按质量比475/25进行配料。对配料后的物料采纳微波加热并搅拌，

搅拌速率为180rmp，微波输出功率为5.5kW，反应器内温度为

1000-1200℃，产生的烟尘采纳重力沉降室和小型布袋收集。

3、结果与争论

3.1焙烧渣浸出毒性分析

对微波处理后的污泥焙烧渣进行浸出毒性分析，焙烧渣浸出液

中各种重金属含量和pH分析检测结果见表2。

焙烧渣浸出液中各种重金属检测因子均未超过《危急废物鉴别

标准浸出毒性鉴别》(GB/T5085.3-2022)浓度限值;pH值未超过《危

急废物鉴别标准腐蚀性鉴别》(GB/T5085.1-2022)浓度限值。焙烧渣

的浸出液各项重金属浓度和pH值均低于危急废物标准，属一般工业

—3—
可直接堆放或用于生产，经微波高温处理焙烧后可显著降

低污泥中有害元素对环境的影响。

3.2物料表面形貌SEM分析

对污泥微波焙烧处理前后的物料表面形貌进行扫描电子显微

镜(SEM)分析，不同处理条件下污泥SEM图像见图1、图2、图3。

—4—

污泥原料为表面光滑的菱形或方形的片状物，微波高温处理使

得污泥的表面形貌发生了巨大的变化。添加Fe3O4污泥焙烧渣表面凹

凸不平，为团聚在一起的球形颗粒，并有大量的空隙分布在颗粒的表

面，这种变化可能和高温条件下污泥分解时发生的反应有关。添加

SiC污泥焙烧渣表面圆滑有光泽，物料呈小圆球外形团聚在一起，温

度越高，团聚越紧凑，碳化硅的加入使得微波介质内的传热效率更高，

铅锌污泥焙烧挥发更完全，碳化硅对微波介质内铅锌污泥焙烧过程的

促进作用显著。

3.3有价金属回收分析

通过微波处理使得污泥中锌、铅等有价金属以氧化物颗粒的形

式挥发出来进入烟尘中，烟气进入重力沉降箱