[發(fā)明專利]一種從城市垃圾焚燒爐渣渦電流分選物中提煉金屬鋁的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410777626.3
• 申請(qǐng)日: 2014-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN104498719A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 談定生;秦巖;陳愛民;華勤;王興慶;毛協(xié)民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué);上海寰保渣業(yè)處置有限公司
• 主分類號(hào): C22B7/00
• 分類號(hào): C22B7/00;C22B21/00
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙)31205
• 代理人: 顧勇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種從城市垃圾焚燒爐渣渦電流分選物中提煉金屬鋁的新方法，利用鋁渣分離劑在熔煉爐中提煉回收金屬鋁，屬于城市垃圾焚燒爐渣綜合利用及金屬二次資源回收技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的推進(jìn)和人民生活水平的迅速提高，城市生產(chǎn)和生活過程中產(chǎn)生的垃圾也日趨增多。以上海市為例，目前日均產(chǎn)生的生活垃圾約為1.8萬噸，妥善處置如此巨量的生活垃圾并減小其對(duì)環(huán)境的影響是擺在人們面前的重大問題。

常用的生活垃圾處理方法包括填埋、焚燒和堆肥。填埋處理盡管具有處理費(fèi)用低、方法簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但容易造成地下水資源的二次污染且占用大量土地資源。堆肥處理適合于易腐有機(jī)質(zhì)含量較高的垃圾處理，可對(duì)垃圾中的部分組分進(jìn)行資源利用，但堆肥法對(duì)垃圾分類要求高，而且生活垃圾堆肥量大，養(yǎng)分含量低，長(zhǎng)期使用易造成土壤板結(jié)和地下水質(zhì)變壞。焚燒法是將垃圾置于高溫爐中使其中可燃成分充分氧化的一種方法，產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電和供暖。垃圾中的病原菌被徹底殺滅，從而達(dá)到無害化的目的。垃圾焚燒后，灰渣的體積、重量大大減少。從減量化、無害化和資源化角度考慮，采用焚燒技術(shù)處理生活垃圾，無疑是一種較為先進(jìn)的處理方法，尤其適合于土地資源緊張的城市。目前，世界上一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家廣泛采用垃圾焚燒作為城市生活垃圾處理的主要方式，我國(guó)也正在逐漸推進(jìn)用垃圾焚燒的方式處理生活垃圾。

采用生活垃圾焚燒技術(shù)雖然能最大化地減容、減量，但焚燒后仍會(huì)產(chǎn)生約占垃圾質(zhì)量15%—25%左右的爐渣。爐渣的組成主要有陶瓷、磚石、玻璃、熔渣和金屬等。長(zhǎng)期以來這些爐渣往往送往填埋場(chǎng)處置，這樣，既增加填埋場(chǎng)庫容緊張的壓力，也不符合資源化處理的要求，因此近年來國(guó)內(nèi)外在爐渣應(yīng)用于路基材料以及建筑砌塊骨料等領(lǐng)域進(jìn)行了研究，并開始進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用。

多年的垃圾焚燒實(shí)踐表明，生活垃圾中含有一定量的金屬，鋁是其中的一種金屬。鋁主要來源于鋁制易拉罐和食品、藥品等的鋁箔包裝材料。垃圾焚燒過程中，由于焚燒爐溫度高于金屬鋁的熔點(diǎn)，鋁發(fā)生熔化，并在爐渣冷卻時(shí)形成大小不一、形狀各異的鋁塊。爐渣作為路基材料和建筑材料資源化利用時(shí)，若其中金屬鋁不分選出來，不僅造成了鋁資源的浪費(fèi)，而且還發(fā)現(xiàn)，爐渣中的鋁在酸性液體作用下會(huì)反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，由于反應(yīng)中引起的膨脹（氫氣效應(yīng)）會(huì)使得用爐渣作為路基材料以及建筑砌塊骨料的路面或建筑物造成破壞，從而嚴(yán)重限制了爐渣在路基材料以及建筑砌塊骨料等領(lǐng)域應(yīng)用。將鋁從爐渣中分離出來，成為擴(kuò)展?fàn)t渣應(yīng)用于路基材料以及建筑砌塊骨料等領(lǐng)域的重要課題。

一般講，爐渣中的金屬鐵等具有磁性的物質(zhì)可通過磁選法回收，鋁等有色金屬則利用渦電流金屬分選機(jī)分選出來。渦電流分選得到的是包括鋁在內(nèi)的有色金屬混合物，由于生活垃圾組成復(fù)雜，焚燒后爐渣中的鋁或是包覆、或是表面粘附熔渣和其它雜質(zhì)，使得這些低純度粗鋁塊并不能直接作為鋁或鋁合金生產(chǎn)領(lǐng)域的原料。

對(duì)于鋁—熔渣體系中金屬鋁的提煉，目前實(shí)踐中的主要方法有炒灰回收法和傾轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)窯處理法。前者勞動(dòng)強(qiáng)度大，后者適用于處理量大的場(chǎng)合，金屬鋁回收率也較低，而且這些方法需要加入氯化鋅、六氯乙烷等作為精煉分離劑，環(huán)境污染嚴(yán)重。本發(fā)明根據(jù)垃圾焚燒爐渣渦電流分選物（以下簡(jiǎn)稱原料）的物理特征，首先采用球磨的方法使熔渣和其它無機(jī)粉體與塊狀金屬分離，并使熔渣磨細(xì)到較小的粒度，然后過篩將粉體與塊狀物分離。再根據(jù)各種成分的性質(zhì)與特征將塊狀物中的鐵、銅、玻璃、陶瓷等與粗鋁塊分離。將得到的粗鋁塊加入到熔融態(tài)的鋁渣分離劑中，攪拌，靜止保溫一定時(shí)間，粗鋁塊熔化，利用熔鹽和液態(tài)金屬鋁存在的密度差以及潤(rùn)濕作用，由粗鋁塊熔化成的金屬鋁液滴，下沉并聚集成一體，處于坩堝的底層，且雜質(zhì)熔渣全部進(jìn)入上層鋁渣分離劑熔鹽液相內(nèi)。待鋁液聚集一定量時(shí)，將熔煉爐底部的液態(tài)金屬鋁注入事先準(zhǔn)備的鑄模中，冷卻凝固即得到金屬鋁錠。處理數(shù)批粗鋁后，混有熔渣的熔劑粘度加大，處理效率下降，需要進(jìn)行再生處理。將混有熔渣的熔劑倒出冷卻后，采用水溶法進(jìn)行混有熔渣的熔劑再生：用水溶解其中的鹽，分離鹽水和不溶性的熔渣，過濾后的鹽水經(jīng)脫水再結(jié)晶后得到混合鹽，烘干后，即可達(dá)到原鋁渣分離劑的基本性能，實(shí)現(xiàn)鋁渣分離劑的再循環(huán)使用。整個(gè)提煉過程工藝簡(jiǎn)單，操作方便，金屬鋁的回收率高，提煉成本低，環(huán)境污染少，提煉出的金屬鋁的含鋁量大大高于直接從渦電流分選出的粗鋁塊的含鋁量，完全滿足作為再生鋁或再生鋁合金錠生產(chǎn)的原料要求，實(shí)現(xiàn)了垃圾焚燒爐渣中金屬鋁的資源化，并提高了爐渣作為路基材料以及建筑砌塊骨料添加物的品質(zhì)，解決了路面或建筑物長(zhǎng)期使用時(shí)開裂的問題。

發(fā)明內(nèi)容