CN112156876B - 一种提高生活垃圾焚烧炉渣中非铁金属回收率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高生活垃圾焚烧炉渣中非铁金属回收率的方法，所述方法包括：S1、使垃圾焚烧炉渣依次进入破碎机、一级磁选装置、打砂机和二级磁选装置，使磁性物质和炉渣分离，并使出料粒径控制在5～10mm大小；S2、打开烘干机，调节其温度在85～100℃，使经过(S1)处理炉渣进入烘干机，烘干1～3h；S3、将经过(S2)处理的炉渣送至流化床(6)，加入炉渣总质量分数为0.3％～0.5％干冰，并同时打开流化床内的加热装置(8)，调节气体泵(7)的流化为V1，使炉渣处于流化状态3～5min；S4、调节流化床的气体流速为V2，使V2不小于V1，此时炉渣中的轻质非金属从流化床顶部溢出，定期从流化床下部收集金属即可得到非铁金属。本发明提供的方法重质金属回收率高、且可避免传统工艺中废水的产生。

Description

一种提高生活垃圾焚烧炉渣中非铁金属回收率的方法
技术领域
本发明属于固体废物污染控制领域，涉及一种用提高生活垃圾焚烧炉渣中非铁金属回收率的方法。
背景技术
我国城镇生活垃圾产量不断增长，已经成为制约我国经济发展的瓶颈。根据分类后垃圾的特性，目前主要采用进行填埋和焚烧处理。其中，焚烧处理具有资源成本小，资源浪费少的优点，被公认为是解决“垃圾围城”的一道曙光。但是垃圾焚烧后不可避免的产生副产物-炉渣，主要包括炉排上残留的焚烧残渣和从炉排间掉落的颗粒物。根据报道，每吨生活垃圾焚烧会产生20％左右的炉渣。垃圾焚烧炉渣复杂，主要包括熔渣、铁和其它金属、陶瓷类碎片、玻璃和其它一些不可燃物质，以及未燃的有机物所组成的不均匀混合物。
炉渣在资源化利用之前要进行分选，主要使金属(铁、铜、锌)、非金属(玻璃、陶瓷、尾渣)分开。由于炉渣中的渣子、玻璃、陶瓷等非金属物质的比重远低于铁、锌、铜等金属的比重，目前主要采用磁选机、跳汰机和摇床等重选设备实现重质金属与轻质尾渣等杂质的分离。但是该工艺不仅需要水洗，造成大量水资源浪费，后续产生的废水碱度、盐度高，难以处理；而且回收的非铁金属中玻璃、尾砂含量高，回收率难以提高。因此，急需对现有工艺进行改进。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用干冰提高生活垃圾焚烧炉渣中非铁金属回收率的方法，本发明提供的方法非铁金属回收率高、且可避免传统工艺中废水的产生。
本发明的目的在于提供一种提高生活垃圾焚烧炉渣中非铁金属回收率的方法，包括以下步骤：
(S1)、使垃圾焚烧炉渣依次进入破碎机(1)、一级磁选装置(2)、打砂机(3)和二级磁选装置(4)，使磁性物质和炉渣分离，并使出料粒径控制在5～10mm大小；
(S2)打开烘干机(5)，调节其温度在85～100℃，使经过(S1)处理炉渣进入烘干机，烘干1～3h，去除垃圾焚烧炉渣中所含有的水分，减少粉末间之间的粘度，使其后续更好的保持在流化状态；
(S3)将经过(S2)处理的炉渣送至流化床(6)，加入炉渣总质量分数为0.3％～0.5％干冰，并同时打开流化床内的加热装置(8)，调节气体泵(7)的流化为V1，使炉渣处于流化状态3～5min；
(S4)调节流化床的气体流速为V2，使V2不小于V1，此时炉渣中的轻质非金属从流化床顶部溢出，定期从流化床下部收集金属即可得到非铁金属。
优选的，(S1)所述破碎机(1)是一种其能选出直径小于100mm的炉渣颗粒进入下一道工序，而体积较大的石块、混凝土块及大块的金属则选出或者送至打砂机。
优选的，(S1)所述一级磁选装置(2)是一种悬挂式磁力除铁器，其主要目的是对垃圾焚烧炉渣中的磁性金属(铁、镍)进行初步分离。
优选的，(S1)所述打砂机(3)将炉渣中直径为100mm以下的渣块、石块及混凝土块等坚硬的物质打碎，能将粒径粉碎成5～10mm大小的颗粒。
优选的，(S1)所述一级磁选装置(4)是一种滚筒式磁力除铁器，其主要目的是粉碎后炉渣中的小颗粒磁性金属进一步分离。
优选的，(S3)所述流化床(6)是一种利用气体能使粉状炉渣处于悬浮状态的装置，流化床气体包括但不限于空气、氮气等的一种或几种。
优选的，(S3)所述流化床气体的流速为V1为正好使炉渣刚好处在流化状态的临界速度，与炉渣量的多少、堆积密度、以及流化床内的温度等环境因素有关。
优选的，所述床内工作温度温度宜维持在30～50℃，主要目的是不让空气中水蒸气因为干冰的喷射而凝结；
优选的，(S4)所述调节流化床的气体流速V2不小于V1。
垃圾焚烧炉渣经过高温(800℃以上)焚烧后，其呈现出玻璃态，金属和其中的渣子粘合在一起，造成后续分离困难。本系统的原理主要是利用-78℃的干冰粒接触到炉渣后其体积会瞬时膨胀800倍的原理，在炉渣上产生脆化爆炸现象，使非铁金属上的炉渣收缩而逐渐松脱分离。另外，在流化床合适的压力下，粉碎后的非金属(玻璃、陶瓷、尾渣)因为比重较轻而呈现出流化状态，而比重较重的金属主还停留在流化床下层，而瞬间膨胀的干冰会加剧上层的非金属流化程度，再在流化气体的冲击下会把非金属带出流化床，从而实现金属和非金属的分离。
本发明的有益效果在于：
1、本发明利用干冰升华时产生的剧烈脆化爆炸力，并结合流化床的特性，直接使用炉渣中较轻的非金属充当流化介质，来分离炉渣中的非铁金属与杂质，具有分离干净、效率高、费用低的特点。
2、分离过程不需用水，避免产生渣水混合物，不仅节约了水资源，还避免了后续高碱、高氯离子污水的处理。
附图说明
图1为本发明使用工艺简图。
图中：1-破碎机；2-一级磁选装置；3-打砂机；4-二级磁选装置；5-烘干机；6-流化床；7-气体泵；8-加热装置。
具体实施方式
以下结合具体实施例和附图来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
本发明使用的方法是：(S1)使垃圾焚烧炉渣依次进入破碎机(1)、一级磁选装置(2)、打砂机(3)和二级磁选装置(4)，使磁性物质和炉渣分离，并使出料粒径控制在5～10mm大小。
所述破碎机(1)是一种其能选出直径小于100mm的炉渣颗粒进入下一道工序，而体积较大的石块、混凝土块及大块的金属则选出或者送至打砂机。
所述一级磁选装置(2)是一种悬挂式磁力除铁器，其主要目的是对垃圾焚烧炉渣中的磁性金属(铁、镍)进行初步分离。
所述打砂机(3)将炉渣中直径为100mm以下的渣块、石块及混凝土块等坚硬的物质打碎，能将粒径粉碎成5～10mm大小的颗粒。
所述一级磁选装置(4)是一种滚筒式磁力除铁器，其主要目的是粉碎后炉渣中的小颗粒磁性金属进一步分离。
在本发明中，(S2)打开烘干机(5)，调节其温度在85～100℃，使经过(S1)处理炉渣进入烘干机，烘干1～3h，去除垃圾焚烧炉渣中所含有的水分，减少粉末间之间的粘度，使其后续更好的保持在流化状态。
在本发明中，(S3)将经过(S2)处理的炉渣送至流化床(6)，加入炉渣总质量分数为0.3％～0.5％干冰，并同时打开流化床内的加热装置(8)，调节气体泵(7)的流化为V1，使炉渣处于流化状态3～5min。
在本发明中，其中，所述流化床气体包括但不限于空气、氮气等的一种或几种。
在本发明中，所述流化床气体的流速为V1为正好使炉渣刚好处在流化状态的临界速度，与炉渣量的多少、堆积密度、以及流化床内的温度等环境因素有关。
在本发明中，(S4)调节流化床的气体流速为V2，使V2不小于V1，此时炉渣中的轻质非金属从流化床顶部溢出，定期从流化床下部收集金属即可得到非铁金属。
实施例1
使生活垃圾焚烧炉渣依次进入破碎机(1)、一级磁选装置(2)、打砂机(3)和二级磁选装置(4)，分离回收炉渣中的磁性金属(铁、镍等)；打开烘干机(5)，调节其温度为90℃，使炉渣烘干2h；将烘干后的炉渣送至流化床(6)，打开流化床内的加热装置(8)使流化床内的温度维持在30℃，调节气体泵(7)使流化床空气的流速为15m/s时，床内炉渣呈现出流化状态，流化3min；提高流化床的空气流速为20m/s，在高压空气和干冰瞬间膨胀的作用下，炉渣中的轻质非金属从流化床顶部溢出，非铁金属得到收集，其收集效率达到97.8％以上。
对比例1
与实施例1的区别在于，不使用干冰干冰喷射装置(7)，其它实验条件均相同，此时的非铁金属收集率仅位68.2％左右。
实施例1和对比例1的结果显示，干冰的辅助，显著提高了垃圾焚烧炉渣中非铁金属的回收率。
垃圾焚烧炉渣经过高温(800℃以上)焚烧后，其呈现出玻璃态，金属和其中的渣子粘合在一起，造成后续分离困难。本系统的原理主要是利用-78℃的干冰粒接触到炉渣后其体积会瞬时膨胀800倍的原理，在炉渣上产生脆化爆炸现象，使非铁金属上的炉渣收缩而逐渐松脱分离。另外，在流化床合适的压力下，粉碎后的非金属(玻璃、陶瓷、尾渣)因为比重较轻而呈现出流化状态，而比重较重的金属主还停留在流化床下层，而瞬间膨胀的干冰会加剧上层的非金属流化程度，再在流化气体的冲击下会把非金属带出流化床，从而实现金属和非金属的分离。
本发明的有益效果在于：
1、本发明利用干冰升华时产生的剧烈脆化爆炸力，并结合流化床的特性，直接使用炉渣中较轻的非金属充当流化介质，来分离炉渣中的非铁金属与杂质，具有分离干净、效率高、费用低的特点。
2、分离过程不需用水，避免产生渣水混合物，不仅节约了水资源，还避免了后续高碱、高氯离子污水的处理。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种提高生活垃圾焚烧炉渣中非铁金属回收率的方法，包括以下步骤：
(S1)使垃圾焚烧炉渣依次进入破碎机(1)、一级磁选装置(2)、打砂机(3)和二级磁选装置(4)，使磁性物质和炉渣分离，并使出料粒径控制在5～10mm大小；
(S2)打开烘干机(5)，调节其温度在85～100℃，使经过(S1)处理炉渣进入烘干机，烘干1～3h，去除垃圾焚烧炉渣中所含有的水分，减少粉末间之间的粘度，使其后续更好的保持在流化状态；
(S3)将经过(S2)处理的炉渣送至流化床(6)，加入炉渣总质量分数为0.3％～0.5％干冰，并同时打开流化床内的加热装置(8)，调节气体泵(7)的流化为V1，使炉渣处于流化状态3～5min；
(S4)调节流化床的气体流速为V2，使V2不小于V1，此时炉渣中的轻质非金属从流化床顶部溢出，定期从流化床下部收集金属即可得到非铁金属。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，(S1)所述破碎机(1)是一种其能选出直径小于100mm的炉渣颗粒进入下一道工序，而体积较大的石块、混凝土块及大块的金属则选出或者送至打砂机。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，(S1)所述一级磁选装置(2)是一种悬挂式磁力除铁器，其主要目的是对垃圾焚烧炉渣中的磁性金属进行初步分离。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，(S1)所述打砂机(3)将炉渣中直径为100mm以下的渣块、石块及混凝土块打碎，能将粒径粉碎成5～10mm大小的颗粒。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，(S1)所述二级磁选装置(4)是一种滚筒式磁力除铁器，其主要目的是粉碎后炉渣中的小颗粒磁性金属进一步分离。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，(S3)所述流化床(6)是一种利用气体能使粉状炉渣处于悬浮状态的装置，流化床气体包括但不限于空气、氮气中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，(S3)所述流化床气体的流速为V1为正好使炉渣刚好处在流化状态的临界速度，与炉渣量的多少、堆积密度、以及流化床内的温度有关。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述床内工作温度温度宜维持在30～50℃，主要目的是不让空气中水蒸气因为干冰的喷射而凝结。
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