CN106474650A - 一种飞灰中二恶英的降解方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种飞灰中二恶英的降解方法，所述降解方法包括以下步骤：(1)水洗：将飞灰进行水洗，水洗后再过滤得固体残渣；(2)球磨：将步骤(1)水洗后所得固体残渣、磨球、助磨剂和过渡金属元素加入球磨机中，球磨12～14h；其中，所述过渡金属元素为Fe、Ni、Zn中的至少两种。本发明所述降解方法将机械球磨法与过渡金属元素结合使用，能够在常温、常压、空气气氛中达到较高的二恶英降解率，同时实现了钾盐、钠盐的回收，工艺简单且经济效益显著。

Description

一种飞灰中二恶英的降解方法
技术领域
本发明涉及二恶英的降解方法，具体涉及一种飞灰中二恶英的降解方法。
背景技术
目前有关焚烧垃圾飞灰中二恶英的降解的研究主要集中于降解反应装置改进和降解剂两个方面。实验装置方面目前较新的主要有通过垃圾热焚烧装置及电子束辐照降解二恶英装置、催化降解装置。关于降解剂深入研究了氧化钙和二氧化锰及复合纳米材料。
利用机械化学法降解焚烧垃圾飞灰中二恶英可以达到较高的去除率，目前已经研究了机械化学法结合水洗法去除飞灰中的二恶英。CN 105013798 A公开了机械化学法处理焚烧垃圾飞灰中的二恶英，发明了新的无害化处理系统。该系统包括给料仓、水平滚筒式球磨机、搅拌釜和板框压滤机；给料仓的底部接于水平滚筒式球磨机的进料口，水平滚筒式球磨机的密闭筒体中放置不锈钢磨球；出料管道两端分别接水平滚筒式球磨机底部和搅拌釜上部；搅拌釜上接进水管道，底部接至板框压滤机。该系统可同时高效实现飞灰的重金属固化、二恶英降解和氯脱除，处置后飞灰彻底无害化且具备资源化利用条件；处置后飞灰的重金属固化率在70％以上；无外加添加剂，处置成本低廉。但是使用该系统二恶英的降解效率不高。
CN 101293173 A公开了一种经济、高效且不产生二次污染的降解垃圾焚烧炉飞灰中二恶英的方法，处理后二恶英类物质的降解率可达70-99％。用表面活性剂水溶液抽提飞灰中的二恶英，使二恶英从飞灰中分离出来，获得的富含二恶英的抽提液经酸化后，在通入氧气或富氧空气的条件下加热到30℃-100℃，处理1-10小时就能将二恶英氧化降解破坏。但是该降解二恶英的方法工艺繁琐，且成本较高。
通过添加药剂固化处理垃圾焚烧飞灰中二恶英的环境效益低，高温熔融固化处理垃圾焚烧飞灰中二恶英的成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种飞灰中二恶英的降解方法，该方法能有效地降解飞灰中的二恶英。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种飞灰中二恶英的降解方法，所述降解方法包括以下步骤：
(1)水洗：将飞灰进行水洗，水洗后再过滤得固体残渣；
(2)球磨：将步骤(1)水洗后所得固体残渣、磨球、助磨剂和过渡金属元素加入球磨机中，球磨12～14h；其中，所述过渡金属元素为Fe、Ni、Zn中的至少两种。
水洗可实现飞灰中钾盐、钠盐的回收，过滤得到的固体残渣烘干后更有利于后续的球磨过程。在垃圾焚烧飞灰中添加一定比例的过渡金属元素，在机械力的作用下，产生电荷的转移，局部形成等离子区，促进二恶英的降解，同时在磨球的高速碰撞下生成某些自由基，显著提高二恶英的降解率，经济效益显著。
优选地，所述过渡金属元素为Fe和Ni的混合物，所述Fe和Ni的质量比为4:1～10:1。当Fe和Ni的质量比为4:1～10:1时，二恶英的降解率提高。
更优选地，所述过渡金属元素为Fe和Ni的混合物，所述Fe和Ni的质量比为10:1。当Fe和Zn的质量比为10:1时，能达到最大的协同效果，降解率最大。
优选地，所述过渡金属元素为Fe和Zn的混合物，所述Fe和Zn的质量比为4:1～10:1。当Fe和Zn的质量比为4:1～10:1时，二恶英的降解率提高。
更优选地，所述过渡金属元素为Fe和Zn的混合物，所述Fe和Zn的质量比为10:1。当Fe和Zn的质量比为10:1时，能达到最大的协同效果，降解率最大。
优选地，所述助磨剂为SiO2，所述助磨剂与所述固体残渣的质量比为1:250。
优选地，所述固体残渣与磨球的质量比为1:10。
优选地，所述过渡金属与固体残渣的质量比为1:100。
优选地，所述球磨机的转速为转速为300r/min。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种飞灰中二恶英的降解方法，所述降解方法采用机械球磨的方法，更具环境效益，球磨后二恶英的降解率可达到90％以上。在常温、常压、空气气氛中进行，在过渡金属元素的辅助下实现飞灰中二恶英的高效降解，经济效益显著。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种飞灰中二恶英的降解方法的实施例，所述降解方法包括以下步骤：
(1)水洗：将飞灰进行水洗，水洗后再过滤得固体残渣，将固体残渣烘干；
(2)球磨：将磨球和步骤(1)烘干后所得固体残渣与磨球按固体残渣与磨球的质量比为1:10加入到行星式球磨机中，加入SiO2、Fe粉和Ni粉；其中，SiO2与固体残渣的质量比为1:250，过渡金属与固体残渣的质量比为1:100，Fe粉和Ni粉的质量比为4:1，SiO2与Fe粉和Ni粉总质量的质量比为4:1，在转速为300r/min下，在室温、空气气氛中球磨12h。
实施例2
一种飞灰中二恶英的降解方法的实施例，所述降解方法包括以下步骤：
(1)水洗：将飞灰进行水洗，水洗后再过滤得固体残渣，将固体残渣烘干；
(2)球磨：将磨球和步骤(1)烘干后所得固体残渣与磨球按固体残渣与磨球的质量比为1:10加入到行星式球磨机中，加入SiO2、Fe粉和Ni粉；其中，SiO2与固体残渣的质量比为1:250，过渡金属与固体残渣的质量比为1:100，Fe粉和Ni粉的质量比为7:1，SiO2与Fe粉和Ni粉总质量的质量比为4:1，在转速为300r/min下，在室温、空气气氛中球磨14h。
实施例3
一种飞灰中二恶英的降解方法的实施例，所述降解方法包括以下步骤：
(1)水洗：将飞灰进行水洗，水洗后再过滤得固体残渣，将固体残渣烘干；
(2)球磨：将磨球和步骤(1)烘干后所得固体残渣与磨球按固体残渣与磨球的质量比为1:10加入到行星式球磨机中，加入SiO2、Fe粉和Ni粉；其中，SiO2与固体残渣的质量比为1:250，过渡金属与固体残渣的质量比为1:100，Fe粉和Ni粉的质量比为10:1，SiO2与Fe粉和Ni粉总质量的质量比为4:1，在转速为300r/min下，在室温、空气气氛中球磨12h。
实施例4～12
实施例4～12降解方法同实施例3，不同之处在于加入的过渡金属的种类和比值。对比例1～3降解方法同实施例3，不同之处在于加入的过渡金属的种类。下表为实施例3～12与对比例1～3加入的过渡金属和二恶英的降解率。
实施例 过渡金属 降解率
实施例3 Fe:Ni＝10:1 95.3％
实施例4 Fe:Ni＝3:1 88.2％
实施例5 Fe:Ni＝4:1 91.8％
实施例6 Fe:Ni＝6:1 93.6％
实施例7 Fe:Ni＝11:1 90.3％
实施例8 Fe:Zn＝10:1 96.8％
实施例9 Fe:Zn＝3:1 89.2％
实施例10 Fe:Zn＝4:1 92.2％
实施例11 Fe:Zn＝6:1 94.4％
实施例12 Fe:Zn＝11:1 91.1％
对比例1 Zn 75.1％
对比例2 Fe 71.6％
对比例3 Ni 73.2％
由上表的结果可以得出，在机械球磨过程中使用助磨剂和双金属催化剂能有效提高二恶英的降解，尤其是过渡金属双金属催化剂的使用，极大地提高了二恶英的降解率。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种飞灰中二恶英的降解方法，其特征在于，所述降解方法包括以下步骤：
(1)水洗：将飞灰进行水洗，水洗后再过滤得固体残渣；
(2)球磨：将步骤(1)水洗后所得固体残渣、磨球、助磨剂和过渡金属元素加入球磨机中，球磨12～14h；
其中，所述过渡金属元素为Fe、Ni、Zn中的至少两种。
2.如权利要求1所述的降解方法，其特征在于，所述过渡金属元素为Fe和Ni的混合物，所述Fe和Ni的质量比为4:1～10:1。
3.如权利要求2所述的降解方法，其特征在于，所述过渡金属元素为Fe和Ni的混合物，所述Fe和Ni的质量比为10:1。
4.如权利要求1所述的降解方法，其特征在于，所述过渡金属元素为Fe和Zn的混合物，所述Fe和Zn的质量比为4:1～10:1。
5.如权利要求4所述的降解方法，其特征在于，所述过渡金属元素为Fe和Zn的混合物，所述Fe和Zn的质量比为10:1。
6.如权利要求1所述的降解方法，其特征在于，所述助磨剂为SiO2。
7.如权利要求1所述的降解方法，其特征在于，所述助磨剂与所述固体残渣的质量比为1:250。
8.如权利要求1所述的降解方法，其特征在于，所述固体残渣与磨球的质量比为1:10。
9.如权利要求1所述的降解方法，其特征在于，所述过渡金属与固体残渣的质量比为1:100。
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