[發(fā)明專利]一種碳酸化法穩(wěn)定固化垃圾焚燒飛灰中重金屬的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110610234.8
• 申請(qǐng)日: 2021-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN113369285B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林曉青;陳杰;李曉東;嚴(yán)建華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): B09B3/70
• 分類號(hào): B09B3/70;B09B101/30
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發(fā)明涉及穩(wěn)定固化垃圾焚燒飛灰技術(shù)，旨在提供一種碳酸化法穩(wěn)定固化垃圾焚燒飛灰中重金屬的方法。包括：對(duì)垃圾焚燒飛灰進(jìn)行洗滌、干燥；與乙醇和三乙胺混合得到懸濁液；通入二氧化碳進(jìn)行碳酸化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行固液分離操作，獲得飛灰?碳酸鈣凝膠固體；干燥處理后轉(zhuǎn)至馬弗爐中恒溫?zé)崽幚恚蛔匀唤禍兀罱K實(shí)現(xiàn)飛灰的固化穩(wěn)定。本發(fā)明可以直接利用垃圾焚燒飛灰的鈣源來穩(wěn)定固化自身的重金屬；所生成的碳酸鈣為方解石對(duì)飛灰吸附包裹作用明顯，有效提高重金屬的固化效率；飛灰固化體具有一定強(qiáng)度且基本不增容，有利于填埋或利用；處理成本較低，且能夠?qū)Χ趸歼M(jìn)行有效固定，真正實(shí)現(xiàn)以廢治廢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及穩(wěn)定固化垃圾焚燒飛灰技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碳酸化法穩(wěn)定固化垃圾焚燒飛灰中重金屬的方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，“垃圾圍城”困境不斷升級(jí)，垃圾焚燒技術(shù)對(duì)垃圾減量化、無害化、資源化起到了很大的作用。但是隨著垃圾焚燒技術(shù)的廣泛推廣應(yīng)用，其所產(chǎn)生的飛灰也與日俱增。飛灰由于含有大量氯化物、重金屬鹽、二噁英等有毒有害物質(zhì)被列為危險(xiǎn)廢棄物，表1是垃圾焚燒飛灰中的主要元素的組成示例(ND代表未檢出)。此外，重金屬和二噁英也成為飛灰處置過程中的難點(diǎn)問題，必須通過相應(yīng)的固化處置達(dá)到填埋標(biāo)準(zhǔn)，才能夠進(jìn)行填埋處置。

表1焚燒飛灰組成(wt％)

目前水泥固化技術(shù)是最常見的飛灰固化技術(shù)，甚至不限于飛灰，很多危險(xiǎn)廢物都可以采用水泥固化進(jìn)行處理，具有操作簡(jiǎn)單、處理成本低、工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)。其反應(yīng)機(jī)理為在水泥的水化過程中，金屬可通過吸附等多種方式與水泥發(fā)生反應(yīng)，最終以穩(wěn)定形式沉積在水泥水化表面。同時(shí)水泥為堿性，也抑制了重金屬的浸出。但其存在增容增量明顯的問題，并且由于飛灰中的鹽分高，固化體容易破碎，使得重金屬長(zhǎng)期穩(wěn)定性變差。

除水泥固化外，也有化學(xué)藥劑固化技術(shù)，其重金屬固化的穩(wěn)定化程度高、增容增量小，但是多種重金屬的同步固化實(shí)現(xiàn)困難，并且藥劑成本價(jià)格高。

除以上兩種固化技術(shù)外，目前垃圾焚燒飛灰處理的主要方式還有熱處理技術(shù)，其主要優(yōu)點(diǎn)有重金屬浸出濃度低，處理后的飛灰化學(xué)性能和機(jī)械性能好，在專利“一種生活垃圾焚燒飛灰水洗后制成的飛灰燒結(jié)磚制備方法”(CN101905967B)中，固體樣飛灰要在1000-1100℃的熔爐中進(jìn)行燒結(jié)，需要大量的熱量，能耗高；在專利“一種飛灰熔融處理系統(tǒng)及處理工藝”(CN111001652)中，對(duì)飛灰進(jìn)行熔融處理，雖然在熔融過程中增加了熱量收集裝置，緩解能耗高的問題，但是增加了處置設(shè)備的成本。

中國(guó)發(fā)明專利“一種焚燒飛灰資源化利用的安全預(yù)處理方法”(CN102825059B)介紹了以碳酸化法固化垃圾焚燒飛灰的技術(shù)，該方法對(duì)焚燒飛灰進(jìn)行碳酸化，使飛灰中兩性重金屬?gòu)乃軕B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}結(jié)合態(tài)，從而降低重金屬的溶出率。但是，該技術(shù)存在以下不足：(1)碳酸化程度不高，碳酸化反應(yīng)較慢，反應(yīng)器復(fù)雜，反應(yīng)條件苛刻；(2)固化處置設(shè)備的成本較高，且重金屬固化效果不顯著，無法達(dá)到資源化利用的標(biāo)準(zhǔn)。例如，碳酸化時(shí)間達(dá)到20小時(shí)以上，處置時(shí)間長(zhǎng)，且無法實(shí)現(xiàn)重金屬的固化。

因此，尋找一種重金屬穩(wěn)定固化效果好、成本低、能耗少、處置效率高、可實(shí)現(xiàn)飛灰資源化利用的方法是目前亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種碳酸化法穩(wěn)定固化垃圾焚燒飛灰中重金屬的方法。

為解決技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方案是：

提供一種碳酸化法穩(wěn)定固化垃圾焚燒飛灰中重金屬的方法，包括以下步驟：

(1)對(duì)垃圾焚燒飛灰進(jìn)行洗滌后，干燥處理以除去水分；

(2)將干燥的飛灰加至乙醇溶液中，充分?jǐn)嚢瑁蝗缓蠹尤肴野罚^續(xù)攪拌得到懸濁液；

(3)在攪拌條件下向懸濁液中通入二氧化碳，進(jìn)行碳酸化反應(yīng)；