一种生活垃圾焚烧飞灰减量资源化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种生活垃圾焚烧飞灰减量资源化处理方法。垃圾焚烧飞灰作为一种危废，但其中的重金属具有可回收的巨大潜力和价值。本发明专利技术如下：步骤一、将飞灰、酸和氧化剂共同添加到酸洗池中搅拌混合，产生酸洗浆液。步骤二、对酸洗浆液进行固液分离，得到酸洗液和酸洗废渣。步骤三、将酸洗废渣进行水洗后，得到能够资源化利用的灰渣。本发明专利技术通过加入氧化剂的方式优化了酸性浸出工艺；氧化剂的加入能够在整个浸出期内维持氧化条件，使氧化还原电位恒定在大于300mV的状态，从而防止浆液中的金属成分氧化，导致在还原胶结过程形成PbCu0合金，显著提高Pb、Cu、Cd、Zn离子的浸出率。Zn离子的浸出率。Zn离子的浸出率。

【技术实现步骤摘要】
一种生活垃圾焚烧飞灰减量资源化处理方法


[0001]本专利技术属于垃圾焚烧飞灰处理
，具体涉及一种生活垃圾焚烧飞灰减量资源化处理方法。

技术介绍

[0002]截止到2016年，我国生活垃圾的平均输送量为1.7亿吨，多年来未经处理的城市生活垃圾已达到70亿吨，年均增长8～10％。由于焚烧产生的飞灰中有机和无机污染物的污染，如何有效安全处置垃圾焚烧飞灰并实现其资源化利用至关重要。国内主要采用水泥固化和螯合剂稳定的方法处置飞灰，固化后的飞灰主要运至生活垃圾填埋场填埋，或是经预处理后通过水泥窑协同处置后制备水泥。飞灰在大量投入水泥和混凝土方面实施的应用时需对飞灰进行预处理，否则飞灰中的氯会影响水泥窑的运转效率，降低水泥品质，也会影响混凝土的强度。飞灰经过高温处置制作微晶玻璃、陶瓷，虽然这些材料的强度大，应用范围广，但制作过程中高能耗、烟气污染问题也是现阶段研究过程中的新问题。垃圾焚烧飞灰作为一种危废，但其中的重金属 (例如Zn，Pb，Cu和Cd)具有可回收的巨大潜力和价值。另外，飞灰中重金属的浸提处理使得沉积的固态不溶性物质和重金属的减少，可达到飞灰减量化。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种生活垃圾焚烧飞灰减量资源化方法，用以提高飞灰酸洗中有价金属的回收率，并制备CO2捕获剂。
[0004]本专利技术的具体步骤如下：
[0005]步骤一、将飞灰、酸和氧化剂共同添加到酸洗池中搅拌混合，产生酸洗浆液。
[0006]步骤二、对酸洗浆液进行固液分离，得到酸洗液和酸洗废渣。
[0007]步骤三、将酸洗废渣进行水洗后，得到能够资源化利用的灰渣。
[0008]作为优选，步骤三执行后，执行步骤四和五。
[0009]步骤四、将步骤二所得酸洗液和步骤三所得的混合盐溶液共同输送到蒸发结晶系统进行结晶处理，分离出钠盐、钾盐，并获得浓缩母液。
[0010]步骤五、通过萃取、吸附、反应沉淀的方式去除和回收浓缩母液中的Pb、Cu、Cd、Zn、 Ca离子。
[0011]作为优选，步骤五的具体过程如下：
[0012]5-1.在浓缩母液中加入有机萃取剂LIX860N-I，将铜离子萃取出来，得到单金属铜溶液和一级萃后液；再从单金属铜溶液回收铜。
[0013]5-2.在一级萃后液中加入有机萃取剂Cyanex 302，将锌离子萃取出来，得到单金属锌溶液和二级萃后液；再从单金属锌溶液回收锌。
[0014]5-3.使用磁性铁基吸附剂吸附去除二级萃后液中的Cd、Pb离子，得到残余液；
[0015]5-4.在残余液中加入含有硫酸根离子的溶液，硫酸根离子与钙离子结合沉淀；过
滤后得到石膏产品。
[0016]作为优选，步骤5-1中，萃取时有机萃取剂LIX860N-I与水相的体积比为1:1，调节溶液 pH为4，萃取反应时间为5～20min。
[0017]步骤5-2中，萃取时有机萃取剂Cyanex 302与水相的体积比为1:1，调节溶液pH为4，萃取反应时间为5～20min。
[0018]步骤5-3中，二级萃后液的pH值调节为2～4；铁基吸附剂使用量为5～20g/L，吸附时间为30～60min。
[0019]作为优选，使用步骤三制得的灰渣制备CO2捕获剂。
[0020]作为优选，步骤一中氧化剂的添加量使得酸洗浆液的氧化还原电位恒定在大于300mV。
[0021]作为优选，步骤一中，酸洗浆液的pH值调节为2.5～3.5；酸洗浆液的液固比为2:1～5:1。
[0022]作为优选，所述的酸溶液采用盐酸或柠檬酸溶液。当采用盐酸溶液时加入氧化剂优化酸性浸出条件，所述的氧化剂采用过氧化氢溶液。
[0023]作为优选，步骤二中，使用盘式真空脱水机进行固液分离。
[0024]作为优选，步骤三的具体过程如下：将酸洗废渣用水进行搅拌洗涤，洗涤的液固比为4:1，搅拌反应时间为30min；经过固液分离后得到混合盐溶液和水洗滤渣；水洗滤渣经脱水干燥后得到灰渣。
[0025]本专利技术具有的有益效果是：
[0026]1、本专利技术通过加入氧化剂的方式优化了酸性浸出工艺；氧化剂的加入能够在整个浸出期内维持氧化条件，使氧化还原电位恒定在大于300mV的状态，从而防止浆液中的金属成分氧化，导致在还原胶结过程形成PbCu0合金，显著提高Pb、Cu、Cd、Zn离子的浸出率。
[0027]2、本专利技术采用酸洗的方式充分有效的浸提出飞灰中的可溶性氯、不可溶性氯和重金属离子，使飞灰减量无害化，有利于后续飞灰的资源化利用；对飞灰中重金属进行提取，不仅可以回收有价值的资源，还可以减少重金属的排放，减少环境风险。
[0028]3、本专利技术通过逐步萃取和电解的方式单独分离出铜和锌，并通过吸附方式去除了其余重金属离子，用硫酸根离子软化收集石膏，实现了酸洗液的无害化处理。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的飞灰减量资源化方法的技术工艺流程图；
[0030]图2为本专利技术步骤六中解毒和回收重金属的示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案作详细描述。
[0032]实施例1
[0033]如图1所示，一种生活垃圾焚烧飞灰减量资源化处理方法，具体步骤如下：
[0034]步骤一、将飞灰、盐酸和过氧化氢溶液共同添加到酸洗池中搅拌混合，产生酸洗浆液；考虑到浸出效率和酸消耗量，将溶液pH调节为2.5；酸洗浆液的液固比为2:1。搅拌反应时长为 45min，将飞灰中大部分氯和重金属离子浸提出来；盐酸的质量分数为5％，过氧化
氢溶液中过氧化氢的质量分数为35％；本步骤中通过加入氧化剂过氧化氢优化酸性浸出工艺；酸洗浆液在搅拌的过程中加入氧化剂过氧化氢能够在整个浸出期内维持氧化条件，使氧化还原电位恒定在大于300mV的状态，从而防止浆液中的金属成分氧化，从而抑制金属离子的还原胶结过程，避免形成PbCu0合金，显著提高Pb(铅)、Cu(铜)、Cd(镉)、Zn(锌)离子的浸出，减少金属对环境的负荷。
[0035]步骤二、使用盘式真空脱水机对酸洗浆液进行固液分离，得到酸洗液和酸洗废渣；
[0036]步骤三、将酸洗废渣进一步用水进行搅拌洗涤，洗涤的液固比为4:1，搅拌反应时间为30 min；从而将滤渣中剩余的氯盐和重金属离子进一步洗脱出来；再次经过固液分离后得到混合盐溶液和水洗滤渣；水洗滤渣经脱水干燥后得到的灰渣进入资源化利用。灰渣的资源化利用是将灰渣用于制备CO2捕获剂，将解毒减量后的飞灰经检测合格后，用作制备活性炭、中孔二氧化硅、沸石等传统吸附剂的原材料；处理后的飞灰作为理想的CO2捕获吸附剂具有便宜，可再生和广泛可用的优点。
[0037]步骤四、将步骤二所得酸洗液和步骤三所得的混合盐溶液共同输送到储液罐中；
[0038]步骤五、将储液罐中的混合溶液输送到蒸发结晶系统处理，得到经过两次不同温度的蒸发结晶，分别分离出能够作为工业精制盐的钠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生活垃圾焚烧飞灰减量资源化处理方法，其特征在于：步骤一、将飞灰、酸和氧化剂共同添加到酸洗池中搅拌混合，产生酸洗浆液；步骤二、对酸洗浆液进行固液分离，得到酸洗液和酸洗废渣；步骤三、将酸洗废渣进行水洗后，得到能够资源化利用的灰渣。2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰减量资源化处理方法，其特征在于：步骤三执行后，执行步骤四和五；步骤四、将步骤二所得酸洗液和步骤三所得的混合盐溶液共同输送到蒸发结晶系统进行结晶处理，分离出钠盐、钾盐，并获得浓缩母液；步骤五、通过萃取、吸附、反应沉淀的方式去除和回收浓缩母液中的Pb、Cu、Cd、Zn、Ca离子。3.根据权利要求2所述的一种生活垃圾焚烧飞灰减量资源化处理方法，其特征在于：步骤五的具体过程如下：5-1.在浓缩母液中加入有机萃取剂LIX860N-I，将铜离子萃取出来，得到单金属铜溶液和一级萃后液；再从单金属铜溶液回收铜；5-2.在一级萃后液中加入有机萃取剂Cyanex 302，将锌离子萃取出来，得到单金属锌溶液和二级萃后液；再从单金属锌溶液回收锌；5-3.使用磁性铁基吸附剂吸附去除二级萃后液中的Cd、Pb离子，得到残余液；5-4.在残余液中加入含有硫酸根离子的溶液，硫酸根离子与钙离子结合沉淀；过滤后得到石膏产品。4.根据权利要求3所述的一种生活垃圾焚烧飞灰减量资源化处理方法，其特征在于：步骤5-1中，萃取时有机萃取剂LIX860N-I与水相的体积比为1:1，调节溶液pH为4，萃取反...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶珍，任凌伟，许李，刘建磊，钟宇驰，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：