一种利用垃圾飞灰制备高品质工业盐的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种利用垃圾飞灰制备高品质工业盐的工艺，包括飞灰水洗、脱重金属、脱色、除钙、蒸发结晶及钾钠分离步骤，所述蒸发结晶时，当母液密度达到1.15~1.25g/cm

A Process for Preparing High Quality Industrial Salt from Fly Ash of Waste

The invention discloses a process for preparing high-quality industrial salt from waste fly ash, which includes the steps of fly ash washing, heavy metal removal, decolorization, calcium removal, evaporation crystallization and potassium-sodium separation. When the evaporation crystallization, the mother liquor density reaches 1.15-1.25g/cm.

【技术实现步骤摘要】
一种利用垃圾飞灰制备高品质工业盐的工艺
本专利技术涉及环保
，特别涉及一种利用垃圾飞灰制备高品质工业盐的工艺。
技术介绍
随着城镇化的迅速发展，我国城市生活垃圾产量逐年增高，从2013年的1.89亿，上升到了2015年的2.06亿吨，由于垃圾焚烧具有减容、减量和能源回收等优点，所以我国垃圾焚烧处置量占比逐年增加。飞灰是垃圾焚烧的必然产物，大约占焚烧垃圾量的3~5%。按此计算，今后全国由于垃圾焚烧产生的飞灰在10000-20000吨/天。如此大量的飞灰产生，使得如何安全有效地处置焚烧飞灰成为急需解决的环境和社会问题。飞灰是在烟气净化系统收集而得的细颗粒物质，包括用化学药剂处理烟气时产生的飞灰，在灰渣中约占10%～20%。飞灰一般呈灰白色或深灰色，粒径小于300μm，大部分为1.0μm～30μm，含水率10%～23%，热灼减率34%～51%，易冻胀，难压实，颗粒形态多呈棒状、多角质状、棉絮状、球状等不规则形状。同时，焚烧飞灰含有二恶英及重金属等有害物，根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2014）规定：“生活垃圾焚烧飞灰应按危险废物管理”。因此，飞灰必须单独收集，不得与生活垃圾、焚烧残渣等混合，也不得与其他危险废物混合。申请人前期通过工艺设计，以垃圾飞灰为原料制备融雪剂，融雪剂的成分主要为氯化钙、氯化钾和氯化钠，融雪剂的生产形成了巨大的社会和经济效率，如何将钾钠进行分离，以形成更大的经济效益，如何保证生产的氯化钠和氯化钾符合国标的要求，专利技术人围绕这两个问题进行进一步的技术改进，钾钠的分离是一个技术难点，垃圾飞灰制盐是一个新产业，没有在先技术参考，需要根据工艺特点专门设计，制备融雪剂的盐中由于飞灰原料来源多样，盐中的重金属含量波动大，某些重金属指标容易超标，不符合国标要求，存在安全隐患，如何保证不同来源垃圾飞灰生产的盐重金属含量均在国标要求以内，生成质量稳定的产品也是急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决飞灰生产工业盐中存在的重金属容易超标、钾钠不易分离的问题，提供一种利用垃圾飞灰制备高品质工业盐的工艺，能以工业化的方法将钾钠有效分离，能保证不同来源垃圾飞灰生产的盐重金属含量均在国标要求以内，生产的工业盐质量稳定。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用垃圾飞灰制备高品质工业盐的工艺，包括飞灰水洗、脱重金属、脱色、除钙、蒸发结晶及钾钠分离步骤，所述蒸发结晶时，当母液密度达到1.15~1.25g/cm3时进入一次离心分离，收集一次离心分离的固体即为氯化钠产品，一次离心分离的液体进入钾钠分离步骤，所述钾钠分离步骤具体为：对一次离心分离的液体进行冷却结晶，冷却结晶后进入二次离心分离，二次离心分离的液体重新进入脱重金属步骤，二次离心分离的固体以饱和氯化钾溶液为精制洗涤液进行精制，精制后三次离心分离，收集三次离心分离的固体即为氯化钾产品，三次离心分离的液体作为精制洗涤液回用。虽然脱重金属步骤能脱除大部分的重金属，但是仍有重金属进入后续步骤，然后被带出到盐中，导致盐中的重金属超标。与改进前的工艺相比，本专利技术的蒸发结晶的蒸发量显著降低，蒸发量约为原来的五分之一，本专利技术在母液密度达到1.15~1.25g/cm3时就进行了离心分离，这时氯化钠刚刚开始析出部分，由于此时母液中的重金属浓度低，而离心分离的盐的含水量是固定的，因此，此时获得的氯化钠的重金属含量会明显降低，大约为原先工艺的五分之一。一次离心分离后含有氯化钠和氯化钾的液体进入冷却结晶，利用冷却水将氯化钾单独分离出来，然后将蒸发结晶后重金属浓度上升的液体输送回脱重金属步骤重新处理，让重金属能继续脱除。二次离心分离出来的氯化钾中会带出少量氯化钠，因此，采用饱和氯化钾溶液为精制洗涤液对氯化钾结晶进行精制，从而获得成品氯化钾，而精制的洗涤液在三次离心分离后还能再次作为洗涤液循环利用，循环到洗涤液中氯化钠含量在20%以上时，没法产生较好的精制效果，才将循环的洗涤液送回冷却结晶步骤回收氯化钾，然后用新的饱和氯化钾溶液精制。所述冷却结晶的冷却水温度为5-30℃。当三次离心分离的液体中的氯化钠含量在20%以上时，三次离心分离的液体与一次离心分离的液体汇合，重新进行冷却结晶。作为一种优选方案，所述飞灰水洗为三级逆流水洗，包括第一级水洗、第二级水洗和第三级水洗；第一级水洗后进行固液分离，固体粉碎后进入第二级水洗，液体进入脱重金属步骤，第一级水洗飞灰与水的质量比=1:1；第二级水洗后进行固液分离，固体粉碎后进入第三级水洗，液体作为第一级水洗的水源；第三级水洗后进行固液分离，固体送至水泥窑协同处置，液体采用反渗透膜脱盐处理，反渗透膜脱盐处理产生的浓水作为第二级水洗的水源，反渗透膜脱盐处理产生的清水作为第三级水洗的水源回用，第三级水洗飞灰与水的质量比=1:3。对于飞灰经过多级水洗，如三级逆流水洗后，氯离子含量无法满足水泥窑协同处置的要求，因此，必须增加水洗用水的用量以降低飞灰中的氯离子含量，这样导致会有大量的水洗洗脱液进入蒸发结晶步骤，这样蒸发结晶形成清水回用的能源消耗将会大大增加，在不改变现有设备的前提下，本领域没有有效的解决方案。虽然可以通过增加水洗级数降低飞灰中的氯离子含量，但是，设备和工艺都需要调整增加，操作难度较大。专利技术人经过长期的研究，探索了一条有效的解决途径，在不增加水洗级数的前提下，加大用水量，在最后一级水洗时增加反渗透膜脱盐方案，通过反渗透膜脱盐，大部分清水都能回用，且回用成本低能耗低，实现了在降低飞灰中的氯离子含量满足水泥窑协同处置要求的同时并不会增加进入蒸发结晶步骤的洗脱液，从而降低能耗的效果。在最后一级水洗时增加反渗透膜脱盐方案，主要是因为最后一级水洗时飞灰中的盐含量已经较低，加大用水量下，洗脱液中的含盐量低，反渗透膜可以较好地承受，并使用。本领域技术人员常规的思考方式只会简单地想到将反渗透膜用到蒸发结晶操作前，然而，蒸发结晶操作前的液体因为盐含量过高，根本无法使用反渗透膜，因此，反渗透膜脱盐方案在垃圾飞灰处理时从未被考虑使用。对于常规的三级逆流水洗就可使得氯离子含量满足水泥窑协同处置要求的方案，采用本专利技术的解决方案，达到相同要求则只需要1-2级水洗即可解决，也能有效缩短工艺，减少设备维护成本。作为另一种优选方案，在飞灰水洗步骤前，对飞灰进行湿法研磨，湿法研磨后形成的浆料再进入飞灰水洗步骤；所述飞灰水洗为三级逆流水洗，包括第一级水洗、第二级水洗和第三级水洗；第一级水洗后进行固液分离，固体粉碎后进入第二级水洗，液体进入脱重金属步骤，第一级水洗的水用量+飞灰湿法研磨的水用量之和与飞灰质量比=1:1；第二级水洗后进行固液分离，固体粉碎后进入第三级水洗，液体一部分作为飞灰湿法研磨的水源，液体剩余部分作为第一级水洗的水源，其中飞灰进行湿法研磨时飞灰与水的质量比=1:0.3-0.5；第三级水洗后进行固液分离，固体送至水泥窑协同处置，液体采用反渗透膜脱盐处理，反渗透膜脱盐处理产生的浓水作为第二级水洗的水源，反渗透膜脱盐处理产生的清水作为第三级水洗的水源回用，第三级水洗飞灰与水的质量比=1:3。由于飞灰来自垃圾焚烧，飞灰产生过程中会形成一定比例的难以散开的集聚颗粒，飞灰直接于水进行固液混合，混合并不均匀，飞灰颗粒中的氯离子难以溶出，同时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用垃圾飞灰制备高品质工业盐的工艺，其特征在于，包括飞灰水洗、脱重金属、脱色、除钙、蒸发结晶及钾钠分离步骤，所述蒸发结晶时，当母液密度达到1.15~1.25g/cm3 时进入一次离心分离，收集一次离心分离的固体即为氯化钠产品，一次离心分离的液体进入钾钠分离步骤，所述钾钠分离步骤具体为：对一次离心分离的液体进行冷却结晶，冷却结晶后进入二次离心分离，二次离心分离的液体重新进入脱重金属步骤，二次离心分离的固体以饱和氯化钾溶液为精制洗涤液进行精制，精制后三次离心分离，收集三次离心分离的固体即为氯化钾产品，三次离心分离的液体作为精制洗涤液回用。

【技术特征摘要】
1.一种利用垃圾飞灰制备高品质工业盐的工艺，其特征在于，包括飞灰水洗、脱重金属、脱色、除钙、蒸发结晶及钾钠分离步骤，所述蒸发结晶时，当母液密度达到1.15~1.25g/cm3时进入一次离心分离，收集一次离心分离的固体即为氯化钠产品，一次离心分离的液体进入钾钠分离步骤，所述钾钠分离步骤具体为：对一次离心分离的液体进行冷却结晶，冷却结晶后进入二次离心分离，二次离心分离的液体重新进入脱重金属步骤，二次离心分离的固体以饱和氯化钾溶液为精制洗涤液进行精制，精制后三次离心分离，收集三次离心分离的固体即为氯化钾产品，三次离心分离的液体作为精制洗涤液回用。2.根据权利要求1所述的一种利用垃圾飞灰制备高品质工业盐的工艺，其特征在于：所述冷却结晶的冷却水温度为5-30℃。3.根据权利要求1所述的一种利用垃圾飞灰制备高品质工业盐的工艺，其特征在于：当三次离心分离的液体中的氯化钠含量在20%以上时，三次离心分离的液体与一次离心分离的液体汇合，重新进行冷却结晶。4.根据权利要求1所述的一种利用垃圾飞灰制备高品质工业盐的工艺，其特征在于：所述飞灰水洗为三级逆流水洗，包括第一级水洗、第二级水洗和第三级水洗；第一级水洗后进行固液分离，固体粉碎后进入第二级水洗，液体进入脱重金属步骤，第一级水洗飞灰与水的质量比=1:1；第二级水洗后进行固液分离，固体粉碎后进入第三级水洗，液体作为第一级水洗的水源；第三级水洗后进行固液分离，固体送至水泥窑协同处置，液体采用反渗透膜脱盐处理，反渗透膜脱盐处理产生的浓水作为第二级水洗的水源，反渗透膜脱盐处理产生的清水作为第三级水洗的水源回用，第三级水洗飞灰与水的质量比=1:3。5.根据权利要求1所述的一种利用垃圾飞灰制备高品质工业盐的工艺，其特征在于：在飞灰水洗步骤前，对飞灰进行湿法研磨，湿法研磨后形成的浆料再进入飞灰水洗步骤；所述飞灰水洗为三级逆流水洗，包括第一级水洗、第二级水洗和第三级水洗；第一级水洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁仲军，朱晓青，韩逸，沈忱，肖云锋，钟建华，
申请(专利权)人：杭州秀澈环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33