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(qiáng)，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(dá)的電子加工業(yè)，飛灰重金屬的質(zhì)量濃度較高，遠(yuǎn)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(dá)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(jìn)入水泥窯之前必須進(jìn)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(jì)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(dá)到入場標(biāo)準(zhǔn)，且重金屬固定主要依賴有機(jī)或無機(jī)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(jìn)行嚴(yán)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(jì)發(fā)達(dá)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(jì)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(jìn)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(jìn)而順利進(jìn)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(jìn)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(bǔ)充液繼續(xù)洗滌下一批飛灰；

⑵洗滌后飛灰，采用酸浸液進(jìn)行酸浸，通過控制液固比，使飛灰中重金屬最大限度地進(jìn)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(bǔ)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(dá)標(biāo)，實現(xiàn)飛灰無害化。

優(yōu)選地，所述步驟⑴進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(bǔ)充液，第二段洗滌后洗液作為第一段洗滌補(bǔ)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(dá)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(jìn)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(jìn)行一次洗滌，使飛灰中可溶性鹽進(jìn)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(jìn)行酸浸，使飛灰中重金屬進(jìn)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(jìn)行分離回收，回收重金屬后的浸出液作為浸出補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(jìn)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(bǔ)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(dá)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(jìn)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(bǔ)充液繼續(xù)洗滌下一批飛灰；

⑵洗滌后飛灰，采用酸浸液進(jìn)行酸浸，通過控制液固比，使飛灰中重金屬最大限度地進(jìn)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(bǔ)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(dá)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(bǔ)充液，第二段洗滌后洗液作為第一段洗滌補(bǔ)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(jìn)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(bǔ)充液繼續(xù)洗滌下一批飛灰；洗滌后飛灰，采用酸浸液進(jìn)行酸浸，通過控制液固比，使飛灰中重金屬最大限度地進(jìn)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(bǔ)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(dá)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(hù)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