CN111408602A - 一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将垃圾焚烧的飞灰与31％盐酸质量比按1：1.3,水或者冷冻母液进行混合中和反应，将废水中的氧化钙中合成氯化钙溶解到溶液中；步骤二：将液固状态的混合物进行液固分离，分离出来的废液去母液处理，留下的飞灰固体用二倍到十倍清水两次到五次逆流混合洗涤，最终过滤，过滤后的废水去蒸发结晶，得到氯化钠为主的结晶盐；步骤三母液先进行冷却结晶，过滤结晶盐，得到以氯化钾为主的氯盐混合物。本发明将飞灰中的各种物质进行分别处理，比如氯化钾、氯化钠水洗后去做肥料或者工业盐，氧化钙被盐酸中和干燥后去做干燥剂或融雪剂。

Description

一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法

技术领域

本发明涉及一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法。

背景技术

随着我国城市经济的高速发展，城市垃圾产量与日俱增，年均增长8～10％。 国内外城市生活垃圾的基本处理方式为填埋、焚烧和堆肥，焚烧法因其占地面 积少、处理时间短、减量化显著(减质量一般可达70％，减体积可达90％)、 无害化处理较彻底以及可回收垃圾焚烧余热等优势，已逐渐成为城市垃圾处理 的趋势。焚烧飞灰是指在垃圾焚烧厂烟气净化系统收集而得的焚烧残余物，约 占垃圾焚烧灰渣总量的20％。飞灰因其中含有浸出毒性很高的重金属、可溶性 盐类和有机氯化物(多氯联苯和二噁英)，被普遍认为是一种危险废物，对环 境威胁极大。焚烧飞灰的表面和内部均富集大量重金属，其中以Pb和Zn最多，浸出浓度高达35.84mg/L和5.98mg/L，直接填埋会严重污染地下水质。

发明内容

本发明的目的在于一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法，其包括如下步骤：步骤一： 将垃圾焚烧的飞灰与31％盐酸(盐酸质量浓度范围5％-31％)质量比按1：1.3 (范围1：1到1：10)、1：1(范围为1:0.5到1：10)水或者冷冻母液进行混 合中和反应，将废水中的氧化钙中合成氯化钙溶解到溶液中。飞灰中的二氧化 硅、氧化铁、氧化铝、二噁英、重金属等物质则继续保留在固体中，从而在反 应器内形成液固状态的混合物；步骤二：将液固状态的混合物进行液固分离， 分离出来的废液去母液处理，留下的飞灰固体用二倍到十倍清水两次到五次逆 流洗涤，最终过滤，过滤后的废水去蒸发结晶，得到氯化钠为主的结晶盐，过 滤后母液与盐酸洗涤母液混合处理，蒸汽冷凝水与自来水混合后去洗涤盐酸洗 涤后的飞灰；步骤三：母液先进行冷却结晶，过滤结晶盐，得到以氯化钾为主 的氯盐混合物，过滤液有两个途径，其Ⅰ是继续冷冻结晶，得到六水氯化钙， 然后干燥得到片状二水氯化钙或粉状无水氯化钙副产品，结晶后的母液返回。 其Ⅱ是冷却母液通过沸腾造粒塔在得到颗粒氯化钙。

将步骤二中多次水洗后的飞灰固体用5-50％的硫酸进行加压浸出，浸出飞灰 中的锌、铅、铜等重金属杂质；步骤五：将浸出后的飞灰渣送去水泥窑协同处 置、制陶粒或去高温熔融。

将步骤一、二中，盐酸、水洗后的飞灰加入15％硫酸在温度80-200℃，加 入纯氧或富氧，压力在0.3-3.0Mpa内进行浸出，加压浸出时间1-5小时，浸出 后过滤，过滤液加硫化钠，将浸出的重金属锌、铅、铜、镍、锰、铬等金属物 以硫化态形式沉淀析出作为冶金原料外售，废水去废水处理。步骤四：盐酸洗 涤、水洗、加压酸浸后的飞灰主要成分为二氧化硅、氧化铁、氧化铝及少量的 二噁英，在通过超过1200℃高温处理，比如去水泥窑协同处置、去高温熔融 等处理后，二噁英被分解后实现飞灰无害化，高温处理后剩下的物质作为建材 原料外售。

飞灰与质量浓度范围在5-31％的盐酸质量比按1：1到1：10)或1:0.5到1： 10。

在步骤一中，控制溶液的pH在9-13之间。

步骤二中，分离得到的固体去做低品位的氯化钾肥料或融雪剂。

结晶温度在5-30℃，压力为常压，结晶时间在5-60分钟。

结晶温度在-10-0℃，压力为常压，结晶时间在5-60分钟。

上述母液的资源化处理方法，其包括如下步骤：步骤一：将盐酸洗涤垃圾 焚烧的母液先冷却结晶，结晶温度在5-30℃，压力为常压，结晶时间在5-60 分钟，形成带以氯化钾为主的氯盐混合物结晶固体的混合物；步骤二：将液固 状态的混合物进行液固分离，分离得到的固体去做低品位的氯化钾肥料或融雪 剂等；步骤三：过滤后的过滤液有两个途径，其1是继续冷冻结晶，结晶温度 在-10-0℃，压力为常压，结晶时间在5-60分钟，得到六水氯化钙结晶溶液， 再过滤或者结片得到固体六水氯化钙，然后干燥得到片状二水氯化钙或粉状无 水氯化钙副产品；其2是冷却母液通过沸腾造粒塔在得到颗粒氯化钙，干燥造 粒过程为连续进行，干燥器处于微负压状态，干燥温度200-300℃。界外来的天 然气经计量、减压后进入热风炉与空气混合燃烧，产生约500℃高温热风经高温 风机送入沸腾造粒塔作为干燥造粒的热媒。所得的颗粒氯化钙作为融雪剂或干 燥剂外售。步骤三：盐酸、水洗后的飞灰加入15％硫酸在温度80-200℃，压力 在0.3-3.0Mpa内进行浸出，加压浸出时间1-5小时，浸出后过滤，过滤液加硫 化钠或其他重金属捕获剂，将浸出的重金属锌、铅、铜、镍、锰、铬等金属物 以硫化态形式沉淀析出作为冶金原料外售，废水去废水处理。步骤四：盐酸洗 涤、水洗、加压酸浸后的飞灰主要成分为二氧化硅、氧化铁、氧化铝及少量的 二噁英，在通过超过1200℃高温处理，比如去水泥窑协同处置、去高温熔融 等处理后，二噁英被分解后实现飞灰无害化，高温处理后剩下的物质作为建材 原料外售。

在步骤三中，在过滤液加硫化钠之前，加入纯氧，压力在0.3-3.0Mpa内进 行浸出，加压浸出时间1-5小时。

本发明具有的有益效果是：将飞灰中的各种物质进行分别处理，比如氯化 钾、氯化钠水洗后去做肥料或者工业盐，氧化钙被盐酸中和干燥后去做干燥剂 或融雪剂，重金属加压酸浸后去做为冶金的原料，浸出后的飞灰基本无重金属， 高温处理过程不会再次产生重金属飞灰，剩余物质去高温处理后分解二噁英得 到建材原料，实现了飞灰有害物质的无害化处理，其他物质的资源化处理。该 工艺具有重大的社会效益。

附图说明

图1是本发明的垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法流程图。

图2是母液的资源化处理方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法，其包括如下步 骤：步骤一：将1000KG垃圾焚烧的飞灰与1300L的31％盐酸、2700L的水进行 混合中和反应，将废水中的大部分氧化钙中合成氯化钙溶解到溶液中，控制溶 液出口的pH在10-12之间；步骤二：将液固状态的混合物进行液固分离，分离 出来的废液去母液处理，滤饼飞灰固体用三倍清水三次逆流洗涤，洗涤温度为 50-90℃，压力为常压。三次逆流洗涤后过滤，过滤后的废水去蒸发结晶，得 到氯化钠为主的结晶盐，过滤后以工业盐处理，过滤后的母液与盐酸洗涤母液 混合处理；步骤三：母液先进行冷却结晶，结晶温度为10℃，常压下进行，结 晶得到氯化钾为主的氯盐混合物，过滤干燥后作为肥料原料外售。过滤液有两 个途径，其Ⅰ是继续冷冻结晶，结晶温度在-5℃，常压下进行，得到六水氯化 钙结晶溶液，再过滤干燥得到片状二水氯化钙或粉状无水氯化钙副产品，结晶 后的过滤液返回与盐酸飞灰混合洗涤。其Ⅱ是冷却母液通过沸腾造粒塔在微负 压、温度为200℃左右造粒，得到颗粒无水氯化钙，以融雪剂或干燥剂外售。 步骤四：将多次水洗后的飞灰固体用10％的硫酸按1：3的质量比进行加压浸出， 加入纯氧，压力为1Mpa，温度为80℃，浸出时间为3小时，飞灰中的锌、铅、 铜等重金属杂质被硫酸浸出，形成硫酸盐溶解在水中，而飞灰中的二氧化硅、 氧化铁、氧化铝等物质则保留在固体中。过滤后的液体加硫化钠形成硫酸锌、 硫酸铜、硫化铅等重金属沉淀，过滤后送冶炼企业作为原料外售，废水则去废 水处理；步骤五：将浸出后的飞灰渣与氧化钙混合后送去水泥窑协同处置、制 陶粒或去高温熔融，在超过1200℃的情况下二噁英分解，飞灰渣实现无害化 处理。

一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法，其包括如下步骤：步骤一： 将1000KG垃圾焚烧的飞灰、1300L的20％盐酸及2700L的冷冻母液进行混合中 和反应，将废水中的大部分氧化钙中合成氯化钙溶解到溶液中，控制溶液的pH 在10-12之间；步骤二：将液固状态的混合物进行液固分离，分离出来的废液 去母液处理，滤饼飞灰固体用三倍清水三次逆流洗涤，洗涤温度为50-90℃， 压力为常压。三次逆流洗涤后过滤，过滤后的废水去蒸发结晶，得到氯化钠为 主的结晶盐，过滤后以工业盐处理，过滤后的母液与盐酸洗涤母液混合处理； 步骤三：母液先进行冷却结晶，结晶温度为10℃，常压下进行，结晶得到氯化 钾为主的氯盐混合物，过滤干燥后作为肥料原料外售。过滤液有两个途径，其 Ⅰ是继续冷冻结晶，结晶温度在-5℃，常压下进行，得到6水氯化钙结晶溶液， 再过滤干燥得到片状无水氯化钙或粉状无水氯化钙副产品，结晶后的过滤液返 回与盐酸飞灰混合洗涤。其Ⅱ是冷却母液通过沸腾造粒塔在微负压、温度为200 ℃左右造粒，得到颗粒无水氯化钙，以融雪剂或干燥剂外售。步骤四：将多次 水洗后的飞灰固体用10％的硫酸按1：3的质量比进行加压浸出，加入纯氧，压 力为1Mpa，温度为80℃，浸出时间为3小时，飞灰中的锌、铅、铜等重金属 杂质被硫酸浸出，形成硫酸盐溶解在水中，而飞灰中的二氧化硅、氧化铁、氧 化铝等物质则保留在固体中。过滤后的液体加硫化钠形成硫酸锌、硫酸铜、硫 化铅等重金属沉淀，过滤后送冶炼企业作为原料外售，废水则去废水处理；步 骤五：将浸出后的飞灰渣与氧化钙混合后送去水泥窑协同处置、制陶粒或去高 温熔融，在超过1200℃的情况下二噁英分解，飞灰渣实现无害化处理。

Claims (9)

1.一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将垃圾焚烧的飞灰与31％盐酸(盐酸的质量浓度在5-31％)质量比按1：1.3(范围1：1到1：10)、1：1(范围为1:0.5到1：10)水或者冷冻母液进行混合中和反应，将废水中的氧化钙中合成氯化钙溶解到溶液中；飞灰中的二氧化硅、氧化铁、氧化铝、二噁英、重金属等物质则继续保留在固体中，从而在反应器内形成液固状态的混合物；步骤二：将液固状态的混合物进行液固分离，分离出来的废液去母液处理，留下的飞灰固体用二倍到十倍清水两次到五次逆流混合洗涤，最终过滤，过滤后的废水去蒸发结晶，得到氯化钠为主的结晶盐，过滤后母液与盐酸洗涤母液混合处理，蒸汽冷凝水与自来水混合后去洗涤盐酸洗涤后的飞灰；步骤三母液先进行冷却结晶，过滤结晶盐，得到以氯化钾为主的氯盐混合物，过滤液有两个途径，其Ⅰ是继续冷冻结晶，得到6水氯化钙，然后干燥得到片状无水氯化钙或粉状无水氯化钙副产品，结晶后的母液返回；其Ⅱ是冷却母液通过沸腾造粒塔在得到颗粒氯化钙。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法，其特征在于：在步骤二中，将多次水洗后的飞灰固体用5-50％的硫酸进行加压浸出，浸出飞灰中的锌、铅、铜等重金属杂质；将浸出后的飞灰渣送去水泥窑协同处置、制陶粒或去高温熔融。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法，其特征在于：将步骤一、二中，盐酸、水洗后的飞灰加入5-50％硫酸在温度80-200℃，加入纯氧或富氧(氧气含量在30-100％)，压力在0.3-3.0Mpa内进行浸出，加压浸出时间1-5小时，浸出后过滤，过滤液加硫化钠，将浸出的重金属锌、铅、铜、镍、锰、铬等金属物以硫化态形式沉淀析出作为冶金原料外售，废水去废水处理；盐酸洗涤、水洗、加压酸浸后的飞灰主要成分为二氧化硅、氧化铁、氧化铝及少量的二噁英，在通过超过1200℃高温处理，比如去水泥窑协同处置、去高温熔融等处理后，二噁英被分解后实现飞灰无害化，高温处理后剩下的物质作为建材原料外售。

4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法，其特征在于：在步骤一中，控制溶液的pH在9-13之间。

5.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法，其特征在于：步骤二中，分离得到的固体去做低品位的氯化钾肥料或融雪剂。

6.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法，其特征在于：结晶温度在5-30℃，压力为常压，结晶时间在5-60分钟。

7.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法，其特征在于：结晶温度在-10-0℃，压力为常压，结晶时间在5-60分钟。

8.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法，其特征在于：上述母液的资源化处理方法，其包括如下步骤：步骤一：将盐酸洗涤垃圾焚烧的母液先冷却结晶，结晶温度在10-30℃，压力为常压，结晶时间在5-60分钟，形成带以氯化钾为主的氯盐混合物结晶固体的混合物；步骤二：将液固状态的混合物进行液固分离，分离得到的固体去做低品位的氯化钾肥料或融雪剂等；步骤三：过滤后的过滤液有两个途径，其1是继续冷冻结晶，结晶温度在-10-0℃，压力为常压，结晶时间在5-60分钟，得到6水氯化钙结晶溶液，再过滤或者结片得到固体6水氯化钙，然后干燥得到片状无水氯化钙或粉状无水氯化钙副产品；其2是冷却母液通过沸腾造粒塔在得到颗粒氯化钙，干燥造粒过程为连续进行，干燥器处于微负压状态，干燥温度200℃。界外来的天然气经计量、减压后进入热风炉与空气混合燃烧，产生约500℃高温热风经高温风机送入沸腾造粒塔作为干燥造粒的热媒。所得的颗粒氯化钙作为融雪剂或干燥剂外售。步骤三：盐酸、水洗后的飞灰加入15％硫酸在温度80-120℃，过滤液加硫化钠，将浸出的重金属锌、铅、铜、镍、锰、铬等金属物以硫化态形式沉淀析出作为冶金原料外售，废水去废水处理。步骤四：盐酸洗涤、水洗、加压酸浸后的飞灰主要成分为二氧化硅、氧化铁、氧化铝及少量的二噁英，在通过超过1200℃高温处理，比如去水泥窑协同处置、去高温熔融等处理后，二噁英被分解后实现飞灰无害化，高温处理后剩下的物质作为建材原料外售。

9.根据权利要求8所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理的方法，其特征在于：在步骤三中，在过滤液加硫化钠之前，加入纯氧，压力在0.3-3.0Mpa内进行浸出，加压浸出时间1-5小时，浸出后过滤。

Images