[發明專利]一種垃圾焚燒飛灰中重金屬捕集分離的方法

在審

• 申請號: 202210375914.0
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114769297A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 趙世珍;胡明;宮臣;宗肖;齊景偉;邵哲如;肖誠斌;趙彬
• 申請（專利權）人: 光大環保技術研究院（南京）有限公司;光大環保技術研究院（深圳）有限公司;光大環境科技（中國）有限公司
• 主分類號: B09B3/70
• 分類號: B09B3/70;B09B3/38;B09B3/40;B09B5/00;C21B13/00;C22B5/10;B09B101/30
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 殷星

本發明公開了一種垃圾焚燒飛灰中重金屬捕集分離的方法。該方法以垃圾焚燒飛灰為主要原料，利用生物質作為還原劑，酸洗污泥作為捕集劑和助溶劑，采用熔融法將垃圾焚燒飛灰和酸洗污泥中的重金屬還原為金屬相，酸洗污泥中氧化鐵被還原為鐵合金相固溶體。被還原的重金屬被富集到鐵合金相固溶體中，實現重金屬捕集、避免重金屬污染。酸洗污泥調降熔渣粘度，通過異相沉積實現金屬相與渣相分離。本發明實現了垃圾焚燒飛灰與酸洗污泥和生物質協同處置，實現了“以廢治廢、變廢為寶”，經處理后的得到的渣可用于建材骨料或者膠凝材料的原料等，得到的鐵合金可作為冶金行業調質劑，本發明具有工藝簡單，成本低廉，可操作性強，附加值高的優點。

技術領域

本發明涉及垃圾焚燒飛灰處理技術領域，具體涉及一種垃圾焚燒飛灰中重金屬捕集分離的方法。

背景技術

固化/穩定化處理技術是全球最流行的重金屬無害化處理方法，通過將危險廢物轉化為化學穩定固體，可以降低重金屬的遷移率。重金屬被固化/穩定化后，在服役過程中，重金屬的形態、遷移率和生物利用度可能隨著時間的推移發成不可預測的轉變，存在潛在環境風險。重金屬提取分離技術將重金屬從垃圾焚燒飛灰中分離，從根本上消除重金屬對環境的潛在風險，垃圾焚燒飛灰在資源化處理過程中，重金屬提取分離技術對垃圾焚燒飛灰的長期服役具有重要意義。

垃圾焚燒飛灰是垃圾焚燒過程中由除塵器等捕集下來的煙氣中的顆粒物質。一般是由旋風除塵器、靜電除塵器、或布袋除塵器所收集的中和反應物。在垃圾焚燒過程中，重金屬通常富集在細微顆粒中，部分沸點較低的重金屬則以氣態形式排放到環境中。垃圾焚燒時低沸點重金屬會揮發，在低溫段重金屬蒸汽會濃縮形成氣溶膠顆粒被捕集，而無法凝結的重金屬則可能以蒸汽態形式直接被垃圾焚燒飛灰吸附，該過程中重金屬的主要行為包括生成細小煙氣顆粒的均勻核化作用和在飛灰表面的異相沉積作用。酸洗污泥來源于不銹鋼生產中的酸軋工藝，通常采用強酸或氫氟酸、硝酸、硫酸等混合酸對不銹鋼表面進行酸洗，去除板坯表面氧化層。表面氧化層與酸反應生成含重金屬的酸洗廢液，其濃度與不銹鋼成分高度相關。不銹鋼酸洗廢液中總鉻、鎳的濃度分別達到150mg/L和100mg/L，嚴重超標。酸洗廢液一般采用石灰中和沉淀處理，降低了環境風險。在沉淀過程中，鉻和鎳等重金屬進入渣相，形成酸洗污泥。酸洗污泥中含有大量的氧化鐵和氟化鈣，是良好是助溶劑和捕集劑。垃圾焚燒飛灰和酸洗污泥是中國危險廢物名錄中的危險廢物，含有多種和大量的潛在危險重金屬。酸洗污泥和垃圾焚燒飛灰的無害化處理在國內外得到了廣泛的研究。

固化/穩定化處理技術是全球最流行的重金屬無害化處理方法，通過將危險廢物轉化為化學穩定固體，可以降低重金屬的遷移率。目前固化/穩定重金屬的最新技術包括填埋覆蓋法、水泥固化/穩定技術、熱處理技術和電動修復。熱處理技術包括燒結、玻璃化和熔融是目前處理危險廢物最常用的技術，包括在1100-1500°C下熔融固體廢物，形成非晶態或結晶體，在熱轉化過程中重金屬被去除或固定。重金屬被固化/穩定化后，在服役過程中，重金屬的形態、遷移率和生物利用度可能隨著時間的推移發成不可預測的轉變，重金屬存在潛在環境風險。在而重金屬提取分離技術能夠將重金屬從垃圾焚燒飛灰中分離開，從根本上上消除重金屬對環境的潛在風險，對垃圾焚燒飛灰在資源化處理過程中，實現垃圾焚燒飛灰的長期服役具有重要意義。重金屬提取分離技術使用提取劑主要是成本較高的試劑，通過液相溶解后再分離，具有工藝流程復雜，成本高的缺點。