本發(fā)明涉及一種
固廢處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用
濕法冶金工藝來處理垃圾焚燒飛灰的新的飛灰處理方法。
背景技術(shù)：
我國生活垃圾焚燒飛灰具有產(chǎn)生量巨大、富集重金屬和二噁英、揮發(fā)性元素含量高等性質(zhì)。飛灰的風(fēng)險主要來自于其中富集的重金屬和二噁英。二噁英雖然毒性較強，但在飛灰中含量甚微，且水溶性極低，控制其遷移相對容易。二噁英可通過控制焚燒爐內(nèi)溫度大于850℃并控制煙氣在爐內(nèi)停留2秒以上得到完全的分解。重金屬在飛灰中含量較高，且遇水易溶出釋放，是環(huán)境風(fēng)險控制的重中之重。此外，某些大城市因擁有較發(fā)達的電子加工業(yè)，飛灰重金屬的質(zhì)量濃度較高，遠高于國內(nèi)其他城市。另外，由于含氯塑料和食鹽含量較高的廚余垃圾入爐焚燒，導(dǎo)致我國飛灰的氯元素含量顯著高于發(fā)達國家，大大增加了飛灰處理與利用的難度。
目前對垃圾焚燒飛灰的處理主要集中在水泥固化、螯合劑穩(wěn)定化等方面。水泥固化方法，由于飛灰氯、硫、鉀、鈉等揮發(fā)性元素含量較高，進入水泥窯之前必須進行水洗預(yù)處理以去除揮發(fā)性元素，特別是要去除氯 (要求含量小于<0.04％)，這樣必然會產(chǎn)生氯鹽濃度很高的水洗廢水，目前還沒有運行穩(wěn)定、效果良好、經(jīng)濟可行的處理方法。幾年來的實踐表明，采用螯合劑穩(wěn)定化方法，部分重金屬(如鉛)難以穩(wěn)定達到入場標(biāo)準(zhǔn)，且重金屬固定主要依賴有機或無機螯合劑，長期固定效果存在一定的不確定性。國外已研制出多種垃圾焚燒飛灰處理的高溫熔融爐，并在日本和歐洲有少量使用。但由于此工藝需要消耗大量能源，且對Pb，Cd，Zn等易揮發(fā)重金屬元素需進行嚴格后續(xù)的煙氣處理，導(dǎo)致飛灰處理成本較高，目前只能在經(jīng)濟發(fā)達的國家應(yīng)用。
除此以外，目前國內(nèi)尚無有報道一種經(jīng)濟高效的方法同時處理飛灰中可溶性鹽及高含量重金屬，如何分離飛灰中的重金屬及氯鹽，實現(xiàn)飛灰無害化及重金屬與鹽的資源回收，是一項重要的研究課題。為了改進現(xiàn)有技術(shù)狀況，有必要研發(fā)新的飛灰處理技術(shù)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種采用稀酸洗滌、高酸浸出及浸出灰洗滌工藝從飛灰中分離可溶性鹽及重金屬，實現(xiàn)飛灰無害化，進而順利進入填埋場或資源化處理的高鹽、重金屬含量高的飛灰處理方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是所述高鹽、重金屬含量高的飛灰處理方法，其特殊之處在于，包括：
⑴采用酸洗液對飛灰進行洗滌，通過控制液固比，使飛灰中可溶性鹽最大限度地轉(zhuǎn)入洗液，獲得具有回收價值的濃鹽水，所得濃鹽水經(jīng)過分離回收鹽后返回流程作為補充液繼續(xù)洗滌下一批飛灰；
⑵洗滌后飛灰，采用酸浸液進行酸浸，通過控制液固比，使飛灰中重金屬最大限度地進入浸出液，獲得具有回收價值的重金屬浸出液，經(jīng)過分離回收重金屬后殘余液作為浸出補充液浸出下一批飛灰；
⑶酸浸后飛灰，通過分段洗滌工藝除掉殘余重金屬離子及未浸出完全的重金屬，使飛灰浸出毒性達標(biāo)，實現(xiàn)飛灰無害化。
優(yōu)選地，所述步驟⑴進一步包括：所述酸為鹽酸，濃度為0.5mol/L～ 2.5mol/L，液固比為1:1～5:1；分離回收鹽所采用工藝為反滲透與蒸發(fā)結(jié)晶工藝相結(jié)合。
優(yōu)選地，所述步驟⑵進一步包括：所述酸為鹽酸，濃度為2.5mol/L～ 6mol/L，液固比為1:1～5:1；分離回收重金屬所采用工藝為
電化學(xué)、沉淀法、萃取法或吸附法。
優(yōu)選地，所述步驟⑶進一步包括：所述分段洗滌的段數(shù)為3～5段，洗滌液固比為1:1～4:1；第一段洗滌后洗液返回流程作為酸浸補充液，第二段洗滌后洗液作為第一段洗滌補充液……，每一段洗滌后洗液均返回上一流程重復(fù)利用，實現(xiàn)水的循環(huán)利用。
本發(fā)明的技術(shù)效果：按本發(fā)明的飛灰處理方法，通過稀酸洗滌脫鹽、濃酸浸出重金屬及浸出灰分段洗滌工藝，能有效分離飛灰中可溶性鹽及重金屬，使飛灰按HJ/T300-2007標(biāo)準(zhǔn)制備的浸出液中重金屬濃度低于 GB16889-2008《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》明確規(guī)定的重金屬浸出濃度限值，從而達到生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)。
附圖說明
圖1是本發(fā)明高鹽、重金屬含量高的飛灰處理方法的工藝流程圖。
具體實施方式
本發(fā)明下面將結(jié)合附圖作進一步詳述：
請參閱圖1所示，該高鹽、重金屬含量高的飛灰處理方法，其工藝步驟：
⑴采用濃度為0.5mol/L、液固比為3:1的稀鹽酸對飛灰進行一次洗滌，使飛灰中可溶性鹽進入洗水，過濾分離后得到洗滌后飛灰及濃鹽水，濃鹽水中鹽含量在10～20％之間，滿足反滲透、蒸發(fā)結(jié)晶的含量要求。
⑵洗滌后飛灰，采用濃度為3mol/L、液固比為4:1的濃鹽酸進行酸浸，使飛灰中重金屬進入浸出液，得到重金屬浸出液，浸出液中主要重金屬濃度分別為：Zn：1.89g/L、Pb：0.41g/L、Cd：0.063g/L、Cu：0.28g/L、 Fe：0.55g/L，可采用電化學(xué)、沉淀法、萃取法、吸附法等進行分離回收，回收重金屬后的浸出液作為浸出補充液返回浸出下一批洗滌后飛灰；
⑶濃酸浸出后的飛灰，采用三段洗滌工藝除掉飛灰中殘余重金屬離子，
第一段洗滌液固比為2:1，洗滌液中主要重金屬濃度分別為：Zn：1069 mg/L、Pb：63.68mg/L、Cd：27.77mg/L、Cu：137.86mg/L，其重金屬濃度較高，且殘余酸濃度較高，可作為洗滌飛灰的補充浸出液；第二段洗滌液固比為2:1，洗滌液中主要重金屬濃度分別為：Zn：253.40mg/L、Pb： 9.98mg/L、Cd：6.21mg/L、Cu：30.76mg/L，其重金屬濃度顯著降低，可作為一段洗滌補充液；第三段洗滌液固比為2:1，洗滌液中主要重金屬濃度分別為：Zn：54.25mg/L、Pb：1.17mg/L、Cd：2.59mg/L、Cu：5.65mg/L，洗液中重金屬濃度進一步降低，但仍高于排放標(biāo)準(zhǔn)，無法直接排放，可作為二段洗滌補充液。經(jīng)過三段洗滌后飛灰按HJ/T 300-2007標(biāo)準(zhǔn)制備的浸出液中重金屬濃度分別為：Zn：3.22mg/L、Pb：0.21mg/L、Cd：0.13mg/L、 Cu：0.04mg/L，低于GB16889-2008《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》明確規(guī)定的重金屬浸出濃度限值(Zn≤100mg/L、Pb≤0.21mg/L、Cd≤0.15mg/L、 Cu≤40mg/L、)，達到生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。
技術(shù)特征：
1.一種高鹽、重金屬含量高的飛灰處理方法，其特征在于，包括：
⑴采用酸洗液對飛灰進行洗滌，通過控制液固比，使飛灰中可溶性鹽最大限度地轉(zhuǎn)入洗液，獲得具有回收價值的濃鹽水，所得濃鹽水經(jīng)過分離回收鹽后返回流程作為補充液繼續(xù)洗滌下一批飛灰；
⑵洗滌后飛灰，采用酸浸液進行酸浸，通過控制液固比，使飛灰中重金屬最大限度地進入浸出液，獲得具有回收價值的重金屬浸出液，經(jīng)過分離回收重金屬后殘余液作為浸出補充液浸出下一批飛灰；
⑶酸浸后飛灰，通過分段洗滌工藝除掉殘余重金屬離子及未浸出完全的重金屬，使飛灰浸出毒性達標(biāo)，實現(xiàn)飛灰無害化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高鹽、重金屬含量高的飛灰處理方法，其特征在于，所述步驟⑴進一步包括：所述酸為鹽酸，濃度為0.5mol/L～2.5mol/L，液固比為1:1～5:1；分離回收鹽所采用工藝為反滲透與蒸發(fā)結(jié)晶工藝相結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高鹽、重金屬含量高的飛灰處理方法，其特征在于，所述步驟⑵進一步包括：所述酸為鹽酸，濃度為2.5mol/L～6mol/L，液固比為1:1～5:1；分離回收重金屬所采用工藝為電化學(xué)、沉淀法、萃取法或吸附法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高鹽、重金屬含量高的飛灰處理方法，其特征在于，所述步驟⑶進一步包括：所述分段洗滌的段數(shù)為3～5段，洗滌液固比為1:1～4:1；第一段洗滌后洗液返回流程作為酸浸補充液，第二段洗滌后洗液作為第一段洗滌補充液……，每一段洗滌后洗液均返回上一流程重復(fù)利用，實現(xiàn)水的循環(huán)利用。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種高鹽、重金屬含量高的飛灰處理方法，包括：采用酸洗液對飛灰進行洗滌，通過控制液固比，使飛灰中可溶性鹽最大限度地轉(zhuǎn)入洗液，獲得具有回收價值的濃鹽水，所得濃鹽水經(jīng)過分離回收鹽后返回流程作為補充液繼續(xù)洗滌下一批飛灰；洗滌后飛灰，采用酸浸液進行酸浸，通過控制液固比，使飛灰中重金屬最大限度地進入浸出液，獲得具有回收價值的重金屬浸出液，經(jīng)過分離回收重金屬后殘余液作為浸出補充液浸出下一批飛灰；酸浸后的飛灰，通過分段洗滌工藝除掉殘余重金屬離子及未浸出完全的重金屬，使飛灰浸出毒性達標(biāo)，實現(xiàn)飛灰無害化。本發(fā)明的飛灰處理方法，成本低、處理效果好、能同時實現(xiàn)飛灰的無害化及重金屬和可溶性鹽的資源化。
技術(shù)研發(fā)人員：謝巧玲;林濤;王丹丹;陳福明;張淑然
受保護的技術(shù)使用者：深圳清華大學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：2017.12.21
技術(shù)公布日：2018.06.19
聲明：
“高鹽、重金屬含量高的飛灰處理方法與流程” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：深圳清華大學(xué)研究院
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2024年10月25日 ~ 27日 
