一种垃圾焚烧灰渣提取有价金属的方法技术

本发明专利技术提供一种垃圾焚烧灰渣提取有价金属的方法，属于资源综合利用技术领域。所述方法采用物理分选‑湿法冶金提取并分离垃圾焚烧灰渣中有价金属，具体为：将垃圾焚烧灰渣经磁选回收铁磁性金属，然后采用涡电流分选回收有色金属；涡电流分选后的尾渣经酸解和压滤得到酸解液，将酸解液依次萃取铜离子、采用电积提铜；将萃取铜离子后的铜萃余液依次进行中和除铁、萃取锌离子、电积提锌。本发明专利技术所述方法实现了从垃圾焚烧灰渣中回收铁磁性金属和铜铝锌等有色金属，具有高效、精准、无污染、成本低的优点，适合于工业化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾焚烧灰渣提取有价金属的方法
本专利技术属于资源回收利用
，具体涉及一种垃圾焚烧灰渣提取有价金属的方法。
技术介绍
2017年我国生活垃圾清运量约2.36亿吨，累积堆存量已达70亿吨，占地约80多万亩，且随我国经济快速发展而持续增长。垃圾焚烧是我国生活垃圾无害化处理的重要方法，处理率可达40％。垃圾焚烧灰渣包括底灰和飞灰，是生活垃圾焚烧的主要副产物，约占焚烧垃圾质量的20～30％。垃圾焚烧灰渣含有重金属等有毒有害物质，如处置不当会危害环境及人类健康；另外，灰渣中含有少量的铁铜铝等废杂金属和金属化合物，具有较高的资源价值。因此，垃圾焚烧灰渣具有污染性和资源性的双重属性。如何绿色高效回收有价金属已成为垃圾焚烧灰渣无害化处置和资源化利用的重要研究热点。目前回收垃圾焚烧灰渣中有价金属的方法主要为人工分选、重力分选、磁选和涡电流分选。以上分选方法，一种或两种及以上的联合方法已被广泛用于灰渣中有价金属回收，有一定研究经验和工程实践。中国专利技术专利(CN103817133A)公开了一种垃圾焚烧灰渣处理方法，灰渣通过磁选机、铝选机分离出铁质和铝质金属，剩下的残渣作为原料用于水泥生料。该方法实现了垃圾焚烧灰渣的废铁和废铝回收，且残渣再利用于水泥生料，但存在以下缺点：(1)磁选机和铝选机无法提取灰渣中化合态金属组分，没有解决重金属污染问题；(2)灰渣中残留的化合态金属杂质(如Cu、Zn)影响水泥生料品质，不利于熟料烧成；(3)灰渣中重金属直接进入水泥生料粉磨系统，磨料过程产生的局部高温，致使部分重金属挥发危害环境和人体健康；(4)水泥固化体易受酸性介质浸蚀，其中重金属仍会被雨水浸出向环境释放，造成二次污染。由此可见，因垃圾焚烧灰渣中残留有价金属种类多、存在形态复杂，现有的技术仅通过简单物理分选，不能精确分离各种有价金属，存在重金属污染问题，没有解决垃圾焚烧灰渣无害化处置和资源化难题。因此，亟须开发一种高效、精准、绿色、低成本提取灰渣中有价金属的方法。
技术实现思路
针对垃圾焚烧灰渣资源化利用时存在有价金属提取率低、重金属污染的技术问题，本专利技术提供一种垃圾焚烧灰渣提取有价金属的方法；采用物理分选和湿法冶金方法，提取并分离垃圾焚烧灰渣中有价金属，其基本原理为：首先采用磁选和涡电流分选得到铁磁性金属、铜和铝；然后进行酸解将化合态金属离子化后沉淀、萃取分离、电积得到氢氧化铁、铜和锌；尾液循环利用；避免了残渣重金属污染。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种垃圾焚烧灰渣提取有价金属的方法，所述方法采用物理分选-湿法冶金提取并分离垃圾焚烧灰渣中有价金属，具体为：将垃圾焚烧灰渣经磁选回收铁磁性金属，然后采用涡电流分选回收有色金属；涡电流分选后的尾渣经酸解和压滤得到酸解液，将酸解液依次萃取铜离子、采用电积提铜；将萃取铜离子后的铜萃余液依次进行中和除铁、萃取锌离子、电积提锌。进一步地，所述方法包括以下步骤：(1)将垃圾焚烧灰渣进行磁力分选，得到铁磁性金属和非铁灰渣；(2)将步骤(1)中的所述非铁灰渣进行涡电流分选，得到废杂铜和废杂铝，涡电流分选后的尾渣为垃圾焚烧灰尾渣；(3)将步骤(2)中的所述垃圾焚烧灰尾渣进行酸解和压滤，得到酸解液和滤渣；(4)将步骤(3)中的所述酸解液在常温下采用N902萃取铜离子，萃取后油相和水相分离，得到油相铜富集液和铜萃余液；将所述油相铜富集液采用硫酸反萃并分离得到水相硫酸铜富集液和油相；将油相循环利用，用于萃取铜离子；(5)将步骤(4)中的所述水相硫酸铜富集液进行电积提铜，得到阴极铜，并将电积尾液循环利用，用于步骤(3)中的酸解；(6)将步骤(4)中的N902萃取后的所述铜萃余液采用氨水中和除铁，沉淀分离获得Fe(OH)3；将氨水中和除铁后液体在常温下采用P204萃取锌离子，萃取后油相和水相分离得到油相锌富集液和锌萃余液；将所述油相锌富集液采用硫酸反萃并分离得到水相硫酸锌富集液和油相，将P204油相循环利用，用于萃取锌离子；(7)将步骤(6)中的所述水相硫酸锌富集液进行电积提锌，得到阴极锌，并将电积尾液循环利用，用于步骤(3)中的酸解。进一步地，在步骤(1)中，相对磁导率＞5的为铁磁性金属，相对磁导率≤5的为非铁灰渣，所述非铁灰渣中包括铜、铝和锌；进一步地，在步骤(2)中，电导率≥45×106s·m-1的为废杂铜，45×103s·m-1≤电导率＜45×106s·m-1的为废杂铝，电导率＜45×103s·m-1的为涡电流分选剩余的垃圾焚烧灰尾渣。进一步地，在步骤(3)中，将所述垃圾焚烧灰尾渣采用硫酸溶解，将酸溶物在0.2～1.0MPa下进行压滤；其中酸解条件为：硫酸浓度1～5mol/L，液固质量比4:1～10:1，酸解温度20～80℃，酸解时间2～4h。进一步地，在步骤(4)中，采用N902萃取铜离子的条件为：油相包括10～20vol％的N902和80～90vol％的磺化煤油，油相与水相体积比为0.5～2，萃取时间为5～30min；将所述油相铜富集液采用硫酸反萃的条件为：采用浓度2～5mol/L的硫酸，反萃时间为5～30min。进一步地，在步骤(5)中，电积提铜的条件为：槽电压1.2～3.0V，电流密度50～300A/m2。进一步地，在步骤(6)中，采用氨水中和除铁具体为：采用氨水调整铜萃余液pH值为5.0～8.5，铁离子形成沉淀Fe(OH)3；采用P204萃取锌离子的条件为：萃取油相包括20～40vol％的P204和60～80vol％的磺化煤油，油相与水相比为0.5～2.5，萃取时间为5～30min；将所述油相锌富集液采用硫酸反萃的条件为：采用浓度2～5mol/L硫酸，反萃时间为5～30min。进一步地，在步骤(7)中，电积提锌条件为：槽电压2.5～4.5V，电流密度300～700A/m2。本专利技术的有益技术效果：(1)本专利技术所述方法采用物理分选-湿法冶金方法提取并分离垃圾焚烧灰渣中有价金属，实现了从垃圾焚烧灰渣中回收铁磁性金属和铜铝锌等有色金属，具有高效、精准、无污染、成本低的优点，适合于工业化应用，并且避免了重金属污染；(2)本专利技术所述方法实现了锌萃余液、尾液、硫酸和萃取剂的循环利用，减少了氨水、水、硫酸和萃取剂的用量，避免了水污染；(3)本专利技术所述方法实现了垃圾焚烧灰渣中Fe、Cu、Al、Zn的提取分离，便于直接用于再生金属；(4)本专利技术所述方法所需的原料来源广、价格低廉，工艺简单、流程短，适合于工业化应用，具有良好的环境效益和经济效益。附图说明图1为本专利技术实施例中一种垃圾焚烧灰渣提取有价金属的方法流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。相反，本专利技术涵盖任何由权利要求定义的在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本专利技术有更好的了解，在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。实施例1磁选机设定相对磁导率＞5的为铁磁性金属出口、相对磁导率≤5的为非铁灰渣出口。将垃圾焚烧灰渣进行磁选得到铁磁性金属和非铁灰渣。涡电流分选机设定电导率≥45本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垃圾焚烧灰渣提取有价金属的方法，其特征在于，所述方法采用物理分选‑湿法冶金提取并分离垃圾焚烧灰渣中有价金属，具体为：将垃圾焚烧灰渣经磁选回收铁磁性金属，然后采用涡电流分选回收有色金属；涡电流分选后的尾渣经酸解和压滤得到酸解液，将酸解液依次萃取铜离子、采用电积提铜；将萃取铜离子后的铜萃余液依次进行中和除铁、萃取锌离子、电积提锌。

【技术特征摘要】
1.一种垃圾焚烧灰渣提取有价金属的方法，其特征在于，所述方法采用物理分选-湿法冶金提取并分离垃圾焚烧灰渣中有价金属，具体为：将垃圾焚烧灰渣经磁选回收铁磁性金属，然后采用涡电流分选回收有色金属；涡电流分选后的尾渣经酸解和压滤得到酸解液，将酸解液依次萃取铜离子、采用电积提铜；将萃取铜离子后的铜萃余液依次进行中和除铁、萃取锌离子、电积提锌。2.根据权利要求1所述一种垃圾焚烧灰渣提取有价金属的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将垃圾焚烧灰渣进行磁力分选，得到铁磁性金属和非铁灰渣；(2)将步骤(1)中的所述非铁灰渣进行涡电流分选，得到废杂铜和废杂铝，涡电流分选后的尾渣为垃圾焚烧灰尾渣；(3)将步骤(2)中的所述垃圾焚烧灰尾渣进行酸解和压滤，得到酸解液和滤渣；(4)将步骤(3)中的所述酸解液在常温下采用N902萃取铜离子，萃取后油相和水相分离，得到油相铜富集液和铜萃余液；将所述油相铜富集液采用硫酸反萃并分离得到水相硫酸铜富集液和油相；将油相循环利用，用于萃取铜离子；(5)将步骤(4)中的所述水相硫酸铜富集液进行电积提铜，得到阴极铜，并将电积尾液循环利用，用于步骤(3)中的酸解；(6)将步骤(4)中的N902萃取后的所述铜萃余液采用氨水中和除铁，沉淀分离获得Fe(OH)3；将氨水中和除铁后液体在常温下采用P204萃取锌离子，萃取后油相和水相分离得到油相锌富集液和锌萃余液；将所述油相锌富集液采用硫酸反萃并分离得到水相硫酸锌富集液和油相，将P204油相循环利用，用于萃取锌离子；(7)将步骤(6)中的所述水相硫酸锌富集液进行电积提锌，得到阴极锌，并将电积尾液循环利用，用于步骤(3)中的酸解。3.根据权利要求2所述一种垃圾焚烧灰渣提取有价金属的方法，其特征在于，在步骤(1)中，相对磁导率＞5的为铁磁性金属，相对磁导率≤5的为非铁灰渣，所述非铁灰渣中包括铜、铝和锌。4.根据权利要求2所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张深根，袁静舒，刘波，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11