CN101074457A - 一种垃圾焚烧飞灰重金属的熔融分离处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种垃圾焚烧飞灰重金属的熔融分离处理方法，包括如下步骤：1)在垃圾焚烧飞灰中加入3－10％的消石灰、1－5％的工业糖浆和5－7％的水，用圆盘造球机造球，并养护成型为球团；2)将飞灰球团加入到熔融分离炉中，炉温在1400－1480℃，熔融时间10－30min，使飞灰中重金属沉积到铁水熔池中形成铁合金，余量不能沉积的重金属固化在熔渣中；3)分离后的飞渣用作建筑材料原料。本发明采用熔融分离运行方式，使飞灰中的96％以上的重金属沉积到铁水中形成铁合金，余量不能沉积的重金属固化在熔渣中，从而使重金属溶出的可能性大大降低，达到彻底控制重金属污染的目的，不产生二次污染。

Description

一种垃圾焚烧飞灰重金属的熔融分离处理方法
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧所产生飞灰的处理技术，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰重金属的熔融分离处理方法。
背景技术
垃圾焚烧会产生大量飞灰，飞灰中含有大量重金属，如对其处理不当，重金属有可能进入水体，产生二次污染。目前的飞灰处理技术有如下几种，各种处理方法的优缺点比较如表1所示：
                                           表1
处理技术     优点     缺点
水泥固化     1、水泥来源广泛且价格便宜。2、处理工艺和操作简单3、处理费用低4、飞灰中重金属固化效果好，且可防止粉尘飞扬。5、不同物理和化学性质的飞灰，都可以采用水泥固化法处理。6、固化体的抗压强度可以通过调节水泥的添加量来控制。    1、水泥需要量比较大。2、飞灰中的重金属和可溶氯化物、硫化物的存在会影响水泥的水合过程。3、水泥和其它添加剂会增加固化体的重量和体积。4、由于最终固化体中的重金属仍将存在，固化体中的重金属在不同的化学条件下仍可能浸出重新进入环境，对环境造成不可预见的影响。
熔融固化     1、飞灰的减容效果好，熔融处理后，飞灰的体积可减少75％以上。2、经处理后产生的熔渣，重金属的浸出率非常低，固化效果好。3、熔渣可作为骨材及砖块等建筑材料，可以实现资源化再利用。    1、需维持高温状况(1200℃)以上，因此耗费大量的能源，操作费用昂贵。2、熔融过程产生了含大量重金属及酸性气体的烟尘，增加了系统处理的费用。3、复杂的设备系统使处理费用非常高并且建设一个熔融处理的投资也相当高。4、固化体中的重金属在不同的化学条件下仍可能浸出重新进入环境，对环境造成不可预见的影响。
化学药剂固化     1、重金属的捕集效率高且捕集的重金属的种类多。2、处理类型广泛。3、处理后的飞灰达到重金属废物的填埋标准，最终的稳定化产物受外部环境变化的影响小。    1、稳定剂的价格昂贵。2、处理费用高。3、工艺复杂，且不成熟。
发明内容：
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种使飞灰中重金属熔融分离、彻底消除重金属浸出毒性的威胁、不产生二次污染的垃圾焚烧飞灰的熔融分离处理方法。
本发明的目的是这样实现的：垃圾焚烧飞灰的熔融分离处理方法，其特征在于包括如下步骤：
1)在垃圾焚烧飞灰中加入添加剂，(本人同时申请的垃圾焚烧飞灰成型方法所述，如3-10％的消石灰、1-5％的工业糖浆和5-7％的水)，用圆盘造球机造球，并养护成型为球团；
2)将飞灰球团加入到熔融分离炉中，炉温在1400-1480℃，熔融时间10-30min，使飞灰中重金属沉积到铁水熔池中形成铁合金，及其微量的不能沉积的重金属固化在熔渣中；
3)分离后的飞渣用作建筑材料原料。
本发明采用熔融分离运行方式，将飞灰球团加入到铁浴熔池中，使飞灰中的99％以上的重金属沉积到铁水中形成铁合金，余量不能沉积的重金属固化在熔渣中，从而使重金属溶出的可能性大大降低，达到控制重金属污染的目的。
本发明同现有的熔融固化法相比，其最大区别和优点是：熔融固化法直接将飞灰加热到熔融状态，使其重金属与其他氧化物分离的目的；而熔融分离技术则采用铁浴熔池，使飞灰中的重金属溶入高温铁水中，形成合金，因而重金属更加稳定，不易产生二次污染。
具体实施方式：
垃圾焚烧飞灰的熔融分离处理方法，步骤如下：
1)在垃圾焚烧飞灰中加入3％的消石灰、2.5％的工业糖浆和5％的水(5％、8％或10％的消石灰，1.5％、3％或5％的工业糖浆和5％、6％或7％的水)用圆盘造球机造球，并养护成型为球团；
2)将飞灰球团加入到熔融分离炉中，炉温在1400-1480℃，熔融时间10-30min，使飞灰中重金属沉积到铁水熔池中形成铁合金，余量不能沉积的重金属固化在熔渣中；
3)分离后的飞渣用作建筑材料原料。
                          2、试验结果
熔融冷却后渣中重金属含量通过X射线荧光分析仪测定，飞灰渣的成分含量(Wt％)结果如表2所示：
                                          表2
Figure A20061005430200051
从表2可以看出，渣中Ca和Si含量占60％以上，几种重金属的含量与原飞灰相比明显降低，说明采用熔融分离的处理方式有很好的脱除效果。控制合理的工艺参数，可使各种金属的分离脱出率达到99％以上。熔渣的浸出毒性(mg/L)如表3所示：
                                          表3
    金属名称     原飞灰浸出值                  熔渣浸出液浓度(mg/L)   固体废物浸出毒性标准(mg/L)
 1# 2# 4# 6# 7#
    ZnPbCdCuCrHg     57.3223.7561.26960.73260.12720.11346  2.87未检出0.2880.043未检出0.0388 1.21未检出0.214未检出未检出0.021 1.241未检出0.035未检出未检出未检出 未检出未检出未检出未检出未检出未检出 未检出未检出未检出未检出未检出未检出     503.00.3501.250.05
熔融分离后飞灰渣重金属浸出毒性实验发现，重金属浸出含量远远低于固体废物浸出毒性标准，有些重金属未检测出，无害化效果非常明显。
本发明的最佳条件为：熔融温度1420℃，熔融时间10-15min，球团碱度1.8(二元碱度)。在此试验条件下，重金属的脱除率在96％以上。
本发明熔融分离技术采用铁浴熔池，使飞灰中的重金属溶入高温铁水中，形成合金，因而重金属更加稳定，不易产生二次污染。分离后的飞渣用作建筑材料原料。
分离过程产生的烟气经过冷凝除尘后，可完全达到国家排放标准。

Claims (1)

1、一种垃圾焚烧飞灰重金属的熔融分离处理方法，其特征在于包括如下步骤：
1)在垃圾焚烧飞灰中加入添加剂，用圆盘造球机造球，并养护成型为球团：
2)将飞灰球团加入到熔融分离炉中，炉温在1400-1480℃，熔融时间10-30min，使飞灰中重金属沉积到铁水熔池中形成铁合金，余量不能沉积的重金属固化在熔渣中；
3)熔融分离后飞灰渣重金属含量很低或全部分离，重金属浸出含量远远低于固体废物浸出毒性标准，有些重金属未检测出，无害化效果非常明显。
4)分离后的飞渣用作建筑材料原料。
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