[發明專利]一種垃圾焚燒飛灰的濕式研磨與高溫處理一體化處理方法

在審

• 申請號: 202011560399.0
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112661427A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 王文霞;喬瑜;姚洪;徐明厚
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C04B7/38
• 分類號: C04B7/38;C04B7/26;C04B20/04;C04B18/10;C04B33/135
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

本發明屬于固體廢棄物資源利用、環境保護領域，公開了一種垃圾焚燒飛灰的濕式研磨與高溫處理一體化處理方法，包括以下步驟：(1)將垃圾焚燒飛灰與水溶液置于球磨罐中，并加入多種不同直徑規格的同材質磨球；(2)利用行星球磨機，執行研磨處理，得到濕式研磨預處理后的飛灰；(3)在750℃～1200℃的溫度下進行高溫處理，從而得到經濕式研磨與高溫處理一體化處理后的飛灰；其中，濕式研磨預處理能夠抑制高溫處理過程中垃圾焚燒飛灰中重金屬揮發。本發明通過對處理方法整體工藝流程設計，以及反應參與物及其關鍵配料比和其他反應條件等進行改進，與現有技術相比能夠有效解決抑制垃圾焚燒飛灰中重金屬揮發的問題。

技術領域

本發明屬于固體廢棄物資源利用、環境保護技術領域，更具體地，涉及一種垃圾焚燒飛灰的濕式研磨與高溫處理一體化處理方法。

背景技術

中國垃圾產生量越來越多，而傳統的處理方式—垃圾填埋所占的比例逐漸減少，垃圾焚燒處理方式能夠減容和產生熱量，其所占比例逐漸增加，并且得到越來越多的關注。但是垃圾焚燒會產生大量的固體廢物，包括電除塵器灰、布袋除塵器灰、旋風飛灰、鍋爐灰等，通常情況下，有兩種方式來處理固體垃圾，即經過充分的處理后進行填埋或者作為二次材料回收利用。作為二次材料回收利用方式可以變廢為寶，所以被認為是一種最好的處理方式，但是由于在垃圾焚燒過程中，富集了大量的重金屬(比如Pb，Zn，Cu，Cd，Cr，Hg等)，所以在其進行再利用之前，必須進行預處理。

而對于垃圾焚燒飛灰，一般是將其以添加劑的形式添加到水泥中、用來制作環保磚等。但是一方面飛灰中重金屬含量高，在水泥和磚的制作過程中，都需要高溫處理，這樣就會引起飛灰中重金屬的揮發，對大氣環境造成污染；另一方面飛灰中氯含量較高，這主要是因為在所焚燒垃圾中，塑料是主要組成部分，而恰好塑料是氯的主要來源，在水泥生產的過程中，氯的含量過高會造成腐蝕等問題。因此，想要利用飛灰，首先必須解決氯含量高的問題，以及重金屬在高溫過程中的揮發問題。

前人關于抑制垃圾焚燒灰中重金屬揮發的研究都是通過水洗或者磷酸鹽處理飛灰，先將飛灰中的氯脫掉，或者先改變飛灰中的重金屬的化學形態，進一步來降低高溫熱處理過程中重金屬的揮發。研究表明，濕式研磨處理不僅能夠脫除飛灰中的Cl、可溶性的Na鹽、K鹽等，還能夠改變飛灰中重金屬的化學形態，由容易浸出的醋酸溶態向穩定的殘渣態轉換，從而達到固化/穩定化重金屬的目的。

目前中國比較流行的垃圾焚燒方式有兩種，即爐排爐焚燒方式和流化床焚燒方式，其中爐排爐焚燒方式是以純垃圾為焚燒原料，焚燒溫度較高，約為1150℃；而流化床焚燒方式的焚燒原料是煤和垃圾的混合物，其中煤是起到助燃劑的作用，焚燒溫度比爐排爐焚燒方式的溫度低一些，約為850℃。本發明擬建立一個完整的MC-high temperature(濕式研磨-高溫處理)聯合處理方案，為垃圾焚燒飛灰的高值利用提供理論及實施應用的基礎。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明的目的在于提供一種垃圾焚燒飛灰的濕式研磨與高溫處理一體化處理方法，其中通過對處理方法整體工藝流程設計，以及反應參與物及其關鍵配料比和其他反應條件等進行改進，與現有技術相比能夠有效解決抑制垃圾焚燒飛灰中重金屬揮發的問題，固化垃圾焚燒飛灰中的重金屬，減少其浸出，增加垃圾焚燒飛灰后續的熱利用利用的目的。本發明利用濕式研磨工藝，由于在球磨工藝中，通過行星球磨機的機械能，使得磨球與飛灰之間在水溶液中進行碰撞，進而由于飛灰表面會形成局部的高溫，使飛灰中的重金屬由比較容易浸出的醋酸溶態、可氧化態、可還原態，向更加穩定、不易浸出的殘渣態轉變，進而固化飛灰中的重金屬，且通過本方法固化后的重金屬在垃圾焚燒飛灰熱利用的過程中不易揮發。

為實現上述目的，按照本發明，提供了一種垃圾焚燒飛灰的濕式研磨與高溫處理一體化處理方法，其特征在于，包括以下步驟：