[發明專利]一種城市生活垃圾焚燒爐渣逐級純化的方法

在審

• 申請號: 201811148182.1
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109437206A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 許寧;王佳磊;岳鹿;謝宇;陳介民;浦旭清;沈超
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: C01B33/023
• 分類號: C01B33/023;C01B33/12;B02C17/10;B03C1/30;B07B1/28;F23G5/44
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明公開了一種城市生活垃圾焚燒爐渣逐級純化的方法，依次包括以下步驟：干燥、篩選磁選、球磨、水洗、酸浸、焙燒、水淬、二次酸浸，其中每一級純化的爐渣都對應不同的形貌、物理性能以及化學組成，可將其用于不同的領域。本發明通過從生活垃圾焚燒爐渣中通過簡單的工藝技術提純SiO₂，周期短能耗低，有效去除了爐渣中的大量雜質。針對我國每年垃圾焚燒爐渣的產量巨大，本發明的方法不僅實現了又一種獲得大量硅源的途徑，而且使爐渣變廢為寶獲得了有效的再利用。

技術領域

本發明屬于垃圾回收利用技術領域，具體涉及一種城市生活垃圾焚燒爐渣逐級純化的方法。

背景技術

城市生活垃圾焚燒爐渣是垃圾焚燒產生的主要殘留物，約占80-90％，其余為飛灰和空氣污染控制殘留物。垃圾焚燒爐渣具有質量輕、火山灰活性強、耐火度高、比表面積大等優良的理化性能，漸漸由生活廢棄物逐漸轉變為一種重要的材料，根據國內外的相關報道，垃圾焚燒爐渣與天然砂石具有相似的組分，用它來替代天然砂石，在工程材料方面，可用作生產水泥/混凝土，陶瓷和玻璃/陶瓷的部分原材料替代品，在巖土工程方面，可以用于包括道路建設(道路基礎材料，公路和瀝青路面)，堤防材料和垃圾填埋覆蓋材料。

城市生活垃圾焚燒爐渣主要化學成分包括CaO、SiO₂、少量Al₂O₃、Fe₂O₃、微量MgO、K₂O、Na₂O等，還包括游離碳雜質。爐渣因為上述雜質的存在，極大限制了爐渣的應用領域和市場。若要增加爐渣的經濟附加值與潛在利用價值，就需要除去爐渣中的刺鼻氣味、磁性物質、金屬氧化物和游離碳等雜質，提升爐渣的品質。現有提純SiO₂的原料大多為含硅源的天然礦石以及各種工業尾礦，為了獲得卓越的提純效果，往往耗時長、能耗高、需要各種高昂的機械設備，卻忽視了生活垃圾焚燒爐渣的巨大產量和再利用價值?，F有生活垃圾焚燒爐渣的應用也是比較局限、單一的，并沒有通過連續、承接的處理將其系統、綜合地運用起來。

發明內容

本發明的目的是解決上述現有技術的不足，提供一種城市生活垃圾焚燒爐渣逐級純化的方法，以城市生活垃圾焚燒爐渣為原料，實現了廢棄物的有效利用；提純工藝簡單易行，能耗低，產率較高，以較為經濟的手段使得垃圾焚燒爐渣的品質得到不斷地提高，且每級純化對應于不同的應用，從而極大擴展了其應用領域。

一種城市生活垃圾焚燒爐渣逐級純化的方法，包括以下步驟：

步驟1，干燥垃圾焚燒爐渣；

步驟2，將步驟1干燥爐渣進行篩分以去除未燃盡的垃圾，并回收磁性金屬；

步驟3，將步驟2得到的爐渣置于球磨機中進行球磨；

步驟4，將步驟3得到的爐渣進行水洗提純，以除去爐渣中的含毒有機物以及刺鼻的臭味；

步驟5，將步驟4得到的爐渣進行酸浸，以除去危害的重金屬雜質，得到的爐渣運用溶膠-凝膠法可制成載體以負載TiO2，得到的復合材料由于較高的比表面積以及TiO2優異的光催化性能可以吸附降解有害液體和氣體；

步驟6，將步驟5得到的酸浸爐渣進行焙燒后迅速置于冷卻水中水淬，焙燒后的爐渣呈疏松狀態，出現大量微孔，作為細骨料制備成建材用磚可使力學性能得到顯著提高；

步驟7，將步驟6得到的焙燒爐渣進行二次酸浸，得到提純后爐渣，由于SiO₂的含量較高，再經過Mg熱還原成單質硅，可用以制備鋰離子Si負極材料。

進一步地，步驟1所述垃圾焚燒爐渣的SiO₂含量在20-30wt％，步驟1中將其干燥至水分含量≤0.5％。

進一步地，步驟2中采用震動篩分機進行篩分，篩分時間為5-10min，并在每層篩網上用磁鐵磁選2-3次以回收磁性金屬。