一种垃圾焚烧飞灰资源化处置方法技术

本发明专利技术涉及一种垃圾焚烧飞灰资源化处置方法，所涉及的方法包括：将垃圾焚烧飞灰加入熔盐中反应；反应过程中生成的飞灰熔盐从熔融态氯化钠中排出并沉淀于熔融态氯化钠底部，收集底部的飞灰熔盐渣作为水泥添加剂使用；反应过程中产生挥发性气体通过冷凝收集其中的重金属，其余气体排出；所述熔盐为氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、碳酸钠和硫酸钠中的一种或者两种以上组合物。本发明专利技术的处理方法工艺简单，资源化利用程度高。

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾焚烧飞灰资源化处置方法
本专利技术属于环境保护领域危险固体废弃物处置与综合利用，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰无害化处置技术和方法。
技术介绍
传统的垃圾焚烧飞灰有许多处置技术。具体分为四大类：分离萃取技术；热处理技术，固化稳定技术及其他技术。但是同时满足资源化、无害化、减量化以及经济合理、安全高效的实际要求的方法几乎没有。固化稳定类技术，不仅增容，而且固化稳定材料价格高企，加上填埋储藏综合费用高；分离萃类技术设备昂贵，工艺复杂，成本高；热处理类技术存在高温、高能耗和高排放问题，但是在实际应用中，垃圾焚烧飞灰热处理后资源化、减量化方面有一定优势，尤其是熔化技术的无害化和减量化十分明显，在发达国家得到应用。随着人们生活水平的提高，环保意识的提高，垃圾焚烧飞灰的化学组成也发生了明显的变化，突出特点是高含盐量和高氧化钙含量，使得传统的熔融技术遇到困难，在不添加助溶剂的情况下，垃圾焚烧飞灰的熔融温度超过1500℃，加上二次飞灰处理，极高的能耗，熔融工艺出现前所未有的技术困难。而即使采用烧结技术，烧结温度很高，飞灰中的盐分直接影响烧结制品质量，烧结前需进行水洗脱盐处理，成本提高，工艺复杂，而且烧结制品的重金属浸出风险依然存在。采用水洗后水泥掺烧工艺，面临水泥产能过剩，水泥烧成掺入量小，窑尾氯离子浓度提高和窑尾预热器结皮的隐患增加，而且氯盐回收、过滤板结等诸多技术问题使得水泥掺烧面临诸多困难。现有水泥固化技术，垃圾焚烧飞灰增容明显，增重明显，重金属和二噁英没有得到根本解决。
技术实现思路
针对国内外现有技术的不足，本专利技术提供一种低成本、减量化、无害化资源化的处理技术。本专利技术提供的垃圾焚烧飞灰资源化处置方法包括：将垃圾焚烧飞灰加入熔盐中反应；反应过程中生成的飞灰熔盐渣从熔融态氯化钠中排出并沉淀于熔融态氯化钠底部，收集底部的飞灰熔盐渣作为水泥添加剂使用；反应过程中产生的挥发性气体通过冷凝收集其中的重金属，其余气体排出；所述熔盐为氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、碳酸钠和硫酸钠中的一种或者两种以上组合物。一种实施方式中，本专利技术的反应温度为600-1000℃，反应时间为0.5-8小时。一种实施方式中，本专利技术的垃圾焚烧飞灰质量与熔盐质量比为1:2-20。与现有技术相比，本专利技术的垃圾焚烧飞灰处理方法的有益效果是：(1)本专利技术的处理方法工艺简单，资源化利用程度高；(2)本专利技术的处理方法，热处理温度较低，能耗低。(3)本专利技术的处理方法，熔盐成本低，综合运行处理成本低；(4)本专利技术的处理方法，绿色环保，无二次环境污染。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。具体实施方式本专利技术的垃圾焚烧飞灰为生活垃圾焚烧或者医疗垃圾焚烧获得的有毒飞灰。不经过任何处理直接加入熔盐中进行消解反应。本专利技术的重金属挥发物主要是铅、锌、镉、铬和铜等的化合物，冷凝后可采取传统的湿法冶金方法回收利用，少量挥发气体经过氢氧化钠碱液洗涤排放，挥发的熔盐回收循环使用。本专利技术的飞灰熔盐渣经过水洗后，水洗过滤溶液蒸发回收熔盐，滤渣烘干作为水泥混合材或者混凝土掺合料使用。以下是专利技术人提供的具体实施例，以对本专利技术的技术方案做进一步解释说明。将某垃圾焚烧厂飞灰进行重金属浸出浓度进行测试结果如下表1，可以看出，Cd、Pb严重超标，属于危险废弃物。表1原始飞灰重金属浸出浓度与国标对比元素CrCuZnCdPb原始飞灰浸出浓度(μg/L)209.464982197018191936GB16889-2008(μg/L)150040000100000150250实施例1：将飞灰100克，加入500克900℃的氯化钠熔盐中反应4小时，反应过程中生成的飞灰熔盐从熔融态氯化钠中排出并沉淀于熔融态氯化钠底部，收集底部的飞灰熔盐渣作为水泥添加剂使用；反应过程中产生挥发性气体通过冷凝收集其中的重金属，其余气体排出；测量熔渣的重金属浸出浓度见下表2，从中可以看出，飞灰经过熔盐消解后，重金属氯化挥发，重金属离子溶出率大幅度下降，水洗后获得50克熔渣，熔渣中含有主要晶体矿物为：硅酸二钙、硅酸三钙和阿里尼特、硫酸钙，不仅完全达到了生活垃圾填埋场污染物控制指标的要求，而且可以作为水泥混合材使用。重金属挥发物中含有40％重金属离子，完全可以回收利用。表2飞灰与熔盐重量比为1:5处理后的重金属离子浸出浓度所合成晶体矿物材料经过磨细成小于200目后，按照30％的重量百分比加入42.5R水泥中，水泥力学性能不但没有下降，反而得到提高。结果见下表3：表3实施例2：将飞灰100克，加入1200克1000℃的氯化钠、氯化钙和氯化钾混合熔盐中，其中氯化钠重量比为80％，氯化钙为10％，氯化钾10％，熔盐反应2小时，反应过程中生成的飞灰熔盐从熔融态氯化钠中排出并沉淀于熔融态氯化钠底部，收集底部的飞灰熔盐渣作为水泥添加剂使用；反应过程中产生挥发性气体通过冷凝收集其中的重金属，其余气体排出；测量熔渣的重金属浸出浓度见下表4，从中可以看出，飞灰经过熔盐消解后，重金属氯化挥发，重金属离子溶出率大幅度下降，水洗后获得48克熔渣，熔渣中含有主要晶体矿物为：硅酸二钙、硅酸三钙和阿里尼特、硫酸钙，不仅完全达到了生活垃圾填埋场污染物控制指标的要求，而且具有胶凝材料矿物组成，可以作为水泥活性混合材使用或者混凝土掺合料使用。重金属挥发物中含有341％重金属离子，完全可以回收利用。表4飞灰与熔盐重量比为1:12处理后的重金属离子浸出浓度所合成晶体矿物材料经过磨细成小于200目后，按照30％的重量百分比加入42.5R水泥中，水泥性能有所下降，结果见下表5：表5实施例3：将飞灰100克，加入800克600℃的氯化钠和氯化钙和氯化镁混合熔盐中，其中氯化钠重量比为90％，氯化钙为10％，氯化镁10％，熔盐反应8小时，反应过程中生成的飞灰熔盐从熔融态氯化钠中排出并沉淀于熔融态氯化钠底部，收集底部的飞灰熔盐渣作为水泥添加剂使用；反应过程中产生挥发性气体通过冷凝收集其中的重金属，其余气体排出；测量熔渣的重金属浸出浓度见下表6，从中可以看出，飞灰经过熔盐消解后，重金属氯化挥发，重金属离子溶出率大幅度下降，水洗后获得49克熔渣，熔渣中含有主要晶体矿物为：硅酸二钙、硅酸三钙和阿里尼特、硫酸钙，不仅完全达到了生活垃圾填埋场污染物控制指标的要求，而且具有胶凝材料矿物组成，可以作为水泥活性混合材或者混凝土掺合料使用。重金属挥发物中含有38％重金属离子，完全可以回收利用。表6飞灰与熔盐重量比为1:8处理后的重金属离子浸出浓度所合成晶体矿物材料经过磨细成小于200目后，按照30％的重量百分比加入42.5R水泥中，水泥力学性能得到提高。结果见下表7：表7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垃圾焚烧飞灰资源化处置方法，其特征在于，所述方法包括：将垃圾焚烧飞灰加入熔盐中反应；反应过程中生成的飞灰熔盐渣从熔融态氯化钠中排出并沉淀于熔融态氯化钠底部，收集底部的飞灰熔盐渣作为水泥添加剂使用；反应过程中产生的挥发性气体通过冷凝收集其中的重金属，其余气体排出；所述熔盐为氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、碳酸钠和硫酸钠中的一种或者两种以上组合物。

【技术特征摘要】
1.一种垃圾焚烧飞灰资源化处置方法，其特征在于，所述方法包括：将垃圾焚烧飞灰加入熔盐中反应；反应过程中生成的飞灰熔盐渣从熔融态氯化钠中排出并沉淀于熔融态氯化钠底部，收集底部的飞灰熔盐渣作为水泥添加剂使用；反应过程中产生的挥发性气体通过冷凝收集其中的重金属，其余气体排出；所述熔盐为氯化钠、氯化...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏，郭术光，张慧荣，赵玉彬，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61