CN113710959A - 灰分处理的方法和系统 - Google Patents
灰分处理的方法和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113710959A CN113710959A CN202080032052.0A CN202080032052A CN113710959A CN 113710959 A CN113710959 A CN 113710959A CN 202080032052 A CN202080032052 A CN 202080032052A CN 113710959 A CN113710959 A CN 113710959A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ash
- furnace
- volatilized
- temperature
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 89
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 89
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 56
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 108
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims description 85
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 66
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 57
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims description 41
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 38
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 26
- 239000010882 bottom ash Substances 0.000 claims description 25
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 24
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 23
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 21
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 21
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 20
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 19
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 18
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 12
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 claims 5
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 21
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 abstract description 11
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 44
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 35
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 28
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 27
- 239000000047 product Substances 0.000 description 19
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 18
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 17
- YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L Cadmium chloride Inorganic materials Cl[Cd]Cl YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 16
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 13
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 13
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 13
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 9
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 8
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 8
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 7
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 7
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 7
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 6
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 5
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 4
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 4
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 3
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000003500 flue dust Substances 0.000 description 2
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 2
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 2
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 230000000475 sunscreen effect Effects 0.000 description 2
- 239000000516 sunscreening agent Substances 0.000 description 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021592 Copper(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000184 acid digestion Methods 0.000 description 1
- 239000012445 acidic reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010796 biological waste Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 cadmium (Cd) Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 239000010793 electronic waste Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010922 glass waste Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000012633 leachable Substances 0.000 description 1
- HWSZZLVAJGOAAY-UHFFFAOYSA-L lead(II) chloride Chemical compound Cl[Pb]Cl HWSZZLVAJGOAAY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000010814 metallic waste Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/02—Working-up flue dust
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/001—Dry processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/04—Working-up slag
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2203/00—Furnace arrangements
- F23G2203/20—Rotary drum furnace
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2209/00—Specific waste
- F23G2209/30—Solid combustion residues, e.g. bottom or flyash
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2700/00—Ash removal, handling and treatment means; Ash and slag handling in pulverulent fuel furnaces; Ash removal means for incinerators
- F23J2700/001—Ash removal, handling and treatment means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
- F23J2900/01007—Thermal treatments of ash, e.g. temper or shock-cooling for granulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
本发明处理供金属回收的颗粒材料的方法包括将炉加热至第一温度；将颗粒材料送入炉中；以及在加热原材料之前或之后，将还原气流送入并穿过炉。在炉中加热颗粒材料，以使含于灰分中的一种或更多种金属挥发进入气流中，并且在一个或更多个收集单元中回收挥发的颗粒。处理供金属回收的颗粒材料的系统包括用于接收还原气流和颗粒材料的经加热的炉、用于挥发的颗粒的收集单元和用于不挥发材料的收集单元。
Description
技术领域
本发明涉及从燃烧灰分中回收金属的灰分处理方法和系统。
背景
一种或更多种废物是不想要或不可用的材料，并可由任何物质组成，所述物质在初次使用后被丢弃，或者是无价值、有缺陷和无用的。由人类活动产生（例如原材料的提取和加工）产生废物。
废物处理是指确保废物对环境具有最小的实际影响所需的活动。在许多国家，法律要求各种形式的废物处理。
废物可以是固体、液体或气体，且每种类型具有不同的处置和管理方法。废物管理应对所有类型的废物，包括工业废物、生物废物和家用废物。固体废物的处理是废物管理的关键组成部分。
废物管理(或废物处置)是对废物从其产生到其最终处置的管理所需的活动和行动。这包括废物的收集、运输、处理和处置，连同废物管理过程的监测和监管。
资源回收是使用废物作为原料以产生有价值的产品作为新的产出品。目的在于减少产生的废物的量。资源回收延迟了对制造过程中使用新的原材料的需求。城市固体废物中发现的材料可用于制备新产品。塑料、纸张、铝、玻璃和金属是可在废物中发现价值的实例。
焚化是一种高温废物处理工艺，其牵涉燃烧含于废料中的有机物质，此类工艺中的系统描述为“热处理”。通常被认为是热处理的系统大体包括废物储存和进料制备以及在炉中燃烧，产生热气体和供处置的底灰残余物。任何焚化设施将包括如废物储存和处理、加工以制备废物、燃烧、空气污染控制和残余物(灰分)处理的过程。
废物焚化设施通常由以下构成：与废物储存和反应器原料制备；废物本身的燃烧；以及热产物气体和灰分残余物的处理相关的许多单元操作。
废料的焚化将废物转化为灰分、烟道气和热量。灰分主要由废物的无机成分形成。底灰(也称为底渣)是炉或焚化炉中燃烧的不可燃残余物的一部分。飞灰或烟道灰是煤燃烧产物，其由锅炉排出的颗粒(燃烧的燃料的细颗粒)以及烟道气组成。落到锅炉底部的灰分也称为底灰或底渣。
来自废物燃烧的灰分和炉渣通常含有大量重金属和氯。重金属通常以金属氯化物的形式存在于灰分或炉渣中。这影响金属回收和金属再利用的处理过程。灰分处理是一种从灰分中回收金属，同时降低灰分毒性的方式。
废物焚化过程中产生大量飞灰。氯化物通常存在于由有害材料(例如聚氯乙烯塑料)的焚化所产生的飞灰中。飞灰中高浓度的某些污染物使得处理和处置飞灰是困难的。这些污染物包括容易浸出的氯化物、重金属和持久性有机污染物。为了避免来自飞灰的处置的不利环境影响，必须降低可溶性氯化物的含量。现今可利用于氯化物去除的选择之一是使用压滤机进行浸出和置换洗涤。
等离子体技术是用于管理由焚化炉和其它工艺产生的飞灰和空气污染控制残余物(APCr)的另一种现有技术方法，其中通过燃烧处理废物，以例如在废物（转化）为能源的工艺（waste-to-energy processes）中产生燃料源。其被用作处理APC和飞灰处置的技术。此类等离子体增强工艺允许将原材料送入密封炉中，并使用由单个或多个等离子体电极/炬产生的等离子体电弧在受控环境中加热。对于废物处置和废物处理，施加高温和紫外光导致高资源回收率和高破坏率、以及高有害组分去除率。可将工艺化学设计为从原料中分离和回收有价值的金属、矿物和其它材料，同时破坏有害元素，留下无害的玻璃化材料。可以采用这种玻璃化材料例如作为建筑行业的建筑产品。
因此，燃烧灰分的最终处置的问题在于其高含量的氯化物和/或重金属(例如铅(Pb)、镉(Cd)和锌(Zn))。尤其飞灰被认为是有害废物，并且在其处理和处置时必需考虑特殊的环境状况。
术语“金属生产”是指牵涉将原材料(例如金属矿石)转化为其中金属可用于某些商业或工业目的的最终形式的所有过程。
矿石是地质材料的一种赋存状态，其含有足够的矿物，所述矿物含有可以从矿床中经济地提取的经济上重要的元素，通常是金属。矿石是以其游离状态或结合状态通过采矿从地球中提取的。常规金属生产的第一步牵涉某种形式的采矿。然后将它们精炼(通常经由熔炼)以提取有价值的一种或更多种元素。
随着原始原材料供应的减少，金属再循环、回收和资源效率越来越重要。来自工业加工的二次金属材料和废弃消费品是我们时代的新矿藏。
从城市废物的焚化残余物中提取金属不仅对环境有益，而且有利可图。来自不同焚化技术的各种类型的灰分(例如飞灰、底灰和锅炉灰)含有从环境角度和健康感知角度来看十分有害的高浓度的有毒金属化合物。
此外，科学家们已经得出结论，在不久的将来，将存在金属短缺，这仍然是这些灰分为何应得到处理，以便可以从这些灰分中回收所含金属的原因之一。这可以通过化学浸出来实现。已确定应在酸性溶液中进行灰分的浸出。
因此，由工业焚化炉产生的底灰的利用是一种原材料资源，其已引起（人们）对回收经济上重要的金属的关注。例如，在Ismail Agcasul和Ata Akcil于2017年4月13日在线发表的文章“Metal Recovery from Bottom Ash of an Incineration Plant:Laboratory Reactor Tests”中，使用了两种酸性试剂(HCl和H2SO4)和一种碱性试剂(NaOH)来从不同浓度的预处理的底灰样品中回收金属价值物，例如钼(Mo)、钒(V)、镍(Ni)、铁(Fe)和铜(Cu)。
由于通过用湿化学浸出工艺处理飞灰来从飞灰中回收金属的方法而将美国专利8,349,282提及为现有技术。EP专利2 786 070 B中也公开了此类方法。
与矿石相比，灰分的可利用性要便宜得多，因为灰分生产不需要额外的能源或人力。
废物焚化灰渣通常具有较低的金属价值物浓度，以及与开采的金属矿石不同的矿物学。因此，用于开采的金属矿石的富选的现存工艺很少适用于灰分的富集。
现今灰分的主要回收目标在于利用灰分作为填土材料或作为建筑材料。然而，来自废物焚化过程的飞灰含有大量的氯化物和有害金属，例如镉(Cd)、铜(Cu)、锌(Zn)和铅(Pb)，因此在未经某种形式的处理的情况下不能使用。从飞灰中回收金属和去除飞灰中的氯化物，并将飞灰用于有用的应用（例如制造建筑材料和有价值金属的最终产品）中，将经济得多。
发明目的
因此，本发明的目的是一种更有效的方法，利用该方法获得有价值金属，以供使用和进一步加工。
概述
处理供金属回收的颗粒材料的本发明方法包括以下步骤：将炉加热至第一温度，将颗粒材料送入该炉中，以及在加热原材料之前或之后，将还原气流送入并穿过该炉。将颗粒材料在炉中加热，以使含于灰分中的一种或更多种金属挥发进入气流中，以及在一个或更多个收集单元中回收挥发的颗粒。
处理供金属回收的颗粒材料的系统包括用于接收还原气流和颗粒材料的经加热的炉、用于挥发的气溶胶颗粒的收集单元和用于不挥发材料的收集单元。
本发明的优选实施方案具有从属权利要求的特征。
可在流通式反应器(例如回转窑炉)中或在感应炉中执行该方法的加热步骤。如果使用感应炉，则不需要骤冷，因为还原气体没有被显著加热。
当使用流通式反应器(例如回转窑反应器)时，将待回收的挥发的金属在单独的单元中或在冷却单元中通过快速骤冷进行稀释。可通过收集在例如过滤袋中来回收经骤冷的金属。可在各种应用中利用回收的金属。例如，可使用NaCl、KCl和CaCl2作为道路用盐，且诸如Zn/ZnO和Cu/CuO的化合物可用于电子产品、涂料、防晒品、化妆品、传感器、太阳能电池等中。
作为硅(Si)、钙(Ca)、铝(Al)、铁(Fe)、钴(Co)、镁(Mg)、镍(Ni)、磷(P)、钛(Ti)、砷(As)和钒(V)中的一种或更多种以及非挥发性形式的钠(Na)和钾(K)的不挥发金属和化合物是残余物，并将其分离、加热和粉碎。残余灰分可在填埋场、混凝土混合物和氧化催化剂中利用。
原材料
本发明中使用的原材料为直接的（first-hand）燃烧灰分，例如飞灰或底灰，但也可由其它颗粒材料组成，例如建筑废物、城市废物、电子废物或玻璃废物，其含有有价值的挥发性金属。
原材料可以例如是来自发电站或垃圾焚化厂的燃烧过程的残余材料，例如炉渣或灰分，通常称为底灰或底渣。特别地，底灰是炉或焚化炉中燃烧的不可燃残余物的一部分。底灰也是落到燃煤锅炉底部的灰分。垃圾焚化产生每吨垃圾约250-350 kg的灰分或炉渣作为残余产物。如本上下文中使用的术语“底灰”包括所有这些残余产物和材料。
飞灰或烟道灰（也称为粉煤灰）是一种煤燃烧产物，其由从燃煤锅炉排出的颗粒(燃烧燃料的细颗粒)连同烟道气组成。取决于所燃烧的煤的来源和组成，飞灰的组分变化相当大。然而，所有飞灰都包括大量的二氧化硅(SiO2)(非晶态和晶态二者)、氧化铝(Al2O3)和氧化钙(CaO)。飞灰的次要成分取决于具体的煤层组成，但可包括以下按痕量浓度(至多数百ppm)发现的元素或化合物中的一种或更多种：砷(As)、铍(Be)、硼(B)、镉(Cd)、铬(Cr)、六价铬、钴(Co)、铅(Pb)、锰(Mn)、汞(Hg)、钼(Mo)、硒(Se)、锶(Sr)、铊(Tl)和钒(V)，以及极低浓度的二噁英和PAH化合物。它还含有未燃烧的碳。除了锅炉灰之外，飞灰还可以是空气污染控制(APC)灰分，其为来自烟道气净化装置(即，静电除尘器(ESP)或织物过滤器(FF))的灰分。如本上下文中使用的术语“飞灰”包括所有这些残余产物。
如本上下文中使用的术语“燃烧灰分”包括底灰和飞灰二者。
本发明中使用的燃烧灰分特别是底灰或飞灰，并通常含有硅(Si)、钙(Ca)、铝(Al)、氯(Cl)、硫(S)、镉(Cd)、锌(Zn)、钠(Na)、钾(K)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、铅(Pb)、铋(Bi)、锌(Zn)、锑(Sb)和钒(V)。Cu、Bi、Zn和Sb在涉及有价值金属的本发明中是特别感兴趣的。氯化钠(NaCl)和氯化钾(KCl)是有用的产品，以供用作例如道路用盐（roadsalts）。
一般加热步骤
在本发明中，对原材料进行加热，以致可以先后通过在还原条件下挥发有价值金属和收集来回收它们。
如果原材料含有氯化物，则必需首先去除那些氯化物，这也通过加热来进行，但在氧化条件下进行，以致氯化物会挥发并在之后被收集。
在本发明中，通过在炉(其例如可以是流通式反应器，例如旋转窑炉，或是感应炉)中的热处理来执行燃烧灰分的加热。
使用感应炉的优点在于灰分的温度可以很快上升至高温。另一个优点在于流经灰分样品的气体不会在感应炉中被明显加热。
在流通式反应器中（例如在回转窑炉）中，流动的气体被加热，并且更容易与灰分样品至少部分地相互作用，因为灰分更加散布并且沿着炉壁（散布）。
通过一个或更多个步骤中的热处理来执行加热，以便实现待回收金属的挥发，由此，取决于方法步骤和待挥发的金属，将炉加热至800-1600℃的温度，由此在600-1400℃下加热燃烧灰分。
加热在各温度和气体环境中执行，其中挥发性化合物在连续步骤中挥发，以去除氯化物(必要时)并回收Zn和重金属。Zn、Cu、Sb和Bi的典型百分比回收率为90%。可将热处理与溶解相结合。例如，将Zn部分溶解于酸中。
加热–回收Cd的初步步骤
燃烧灰分不一定含有Cd，但在燃烧灰分含有Cd的情况中，在氧化条件下执行挥发氯化物的步骤之前，优选在还原条件下在初步加热步骤中挥发并去除Cd。执行该初步步骤是因为Cd有价值且有害，因此单独去除Cd更为实际。Cd在还原条件下在相对低的温度下挥发。CdCl2也可以在氧化条件下与其它氯化物一起挥发。
当单独挥发Cd时，其通过以下方式来执行：将还原气体引入并穿过加热到用于挥发Cd的初步温度的炉。优选在约500℃的温度下(特别在使用回转窑炉时)并且在还原性H2/N2气氛中执行Cd的回收。
在一些实施方案中，当在空气中加热时，可以CdCl2的形式回收Cd，从而典型的百分比回收率为80%。先后通过骤冷(必要时)和用过滤袋收集来进行回收。
加热–用于去除氯化物的第一步骤
用于挥发呈Na、K、Cu、Pb中的一种或更多种的氯化物形式的氯化物的氧化气体是引入炉中的空气流。特别地，飞灰含有待挥发的Cu和Pb。第一步骤中用于挥发氯化物的温度足以挥发那些氯化物，但低于用于挥发Zn、Sb和Bi的温度。
当炉为回转窑反应器时，用于挥发氯化物的温度为800℃ - 1000℃内的温度，而不会挥发Zn、Bi或Sb。此外，当炉为感应炉时，用于挥发氯化物的温度为800℃ - 900℃内的温度。
氯化物通过由例如过滤袋收集来去除(必要时在骤冷后)，并且它们可用作呈氯化物形式的道路用盐。通常，几乎100%的氯化物可以呈Na、K、Cu和/或Pb的氯化物的形式被回收。按从飞灰中回收的金属计算的典型百分比回收率为Na (60%)、K (80%)、Cu (50%)和Pb(50%)。
加热–用于回收Zn、Bi和Sn的第二步骤
将第二加热步骤中的温度升高，以适合于挥发Zn、Bi和/或Sn。当炉为回转窑反应器时，温度约为1000℃。当炉为感应炉时，温度也为约1000℃。在例如氮气和氢气的混合物和/或一氧化碳CO气体的还原条件下执行该步骤。
Sb、Bi和/或Zn按原样挥发，并且收集在例如过滤袋上(必要时在骤冷后)。
当使用飞灰时，Zn的典型百分比回收率为80%，且Cu的典型百分比回收率为50%。当使用底灰时，Cu的百分比回收率可高达90%。Bi的典型百分比回收率为90%，且Sb的典型百分比回收率为80%。
随后将挥发的Zn从燃烧灰分中分离。可以制造来自Zn (和Cu)的最终产品，例如化妆品、涂料、电子产品、传感器和纳米材料。用于挥发Zn的还原气体是氮气和氢气的混合物和/或一氧化碳CO气体。
加热–用于回收Cu和其它重金属的第三步骤
第二步骤中的温度足以挥发Cu和/或其它重金属(例如银(Ag))。当炉为回转窑反应器时，温度在1000 - 1400℃内。此外，当炉为感应炉时，温度为1000 - 1400℃。
用于挥发Cu的还原气体同用于Zn的还原气体，是氮气和氢气的混合物和/或一氧化碳CO气体。Cu的典型百分比 回收率为50% - 90%。
Cu按原样挥发，并且收集在例如过滤袋上(必要时在骤冷后)。
还原条件由氮气和氢气的混合物或由一氧化碳产生。可以在不同的气氛中(例如在空气、氮气和氢气-氮气的混合物中)，以及在不同的加热速率和延迟下执行加热。凭借氢气或一氧化碳进行金属的还原。金属还原可用于制造用于催化剂和水净化的合适材料。
加热步骤的概括
a)初始加热步骤：当原材料中存在Cd时，用于挥发Cd。当原材料由飞灰组成时，情况尤其如此。
b)第一加热步骤：当原材料中存在氯化物时，用于挥发不同的氯化物。当原材料由飞灰组成时，情况尤其如此。
c)第二加热步骤：用于挥发Zn、Bi和/或Sb。
d)第三加热步骤：用于挥发Cu。
因此，当原材料由例如底灰组成且不含氯化物时，缺少初始加热步骤和第一加热步骤，且仅执行第二加热步骤和第三加热步骤。
挥发的金属的回收
在金属挥发之后，待回收的化合物从炉中流出，并在过滤器和清洁器(例如静电除尘器(ESP)或袋式过滤器)上将其冷却和收集。
当所使用的反应器为流通式反应器(例如回转窑反应器)时，首先将挥发的金属在单独的单元中或在冷却单元中骤冷。使用感应炉时不需要骤冷。
当使用感应炉时，当加热的材料与挥发的材料接触并与未变热的还原气体混合时，自然形成纳米颗粒。
优选在室温下和在空气气氛中执行回收。在可能的骤冷步骤之后，可通过收集在例如过滤袋上来回收挥发的金属。
不挥发材料的处理
不挥发的金属和其它化合物是热处理后留下并从反应器底部收集的残余灰分。通过例如研磨和在例如850℃的温度下、在氢气(H2)中热处理来将其分离、加热和粉碎。不挥发的金属和化合物是Si、Ca、Al、Fe、Co、Cu、Ni和V中的一种或更多种，在使用飞灰时尤其如此。可由这些来制备用作催化剂或处理化学品的最终产品。
可将不同的级分加工成更高等级的精制产品。
将此类残余化合物在1300℃下加热、挥发、骤冷并收集在过滤袋上。可以制备最终产品，例如催化剂或水处理化学品。
目标
利用本发明的方法实现了减少灰分中的有害物质以及回收和精制其中的金属的本发明目标。
本发明解决了背景部分中提及的问题，并提供了以下方法：其一方面用于去除挥发性含氯化合物(例如氯化物)，另一方面用于回收有价值金属，之后灰分不再被归类为危险物质，并可以按安全的方式制备以供最终处置。
进一步的优点在于通过处理残余灰分，可以减少或完全忽略供最终处置的灰分的量，以致其中的金属(例如Ni、Co和Fe)可被制成催化活性材料，且其它矿物，例如硅(Si)、钙(Ca)和氧化铝(AlxOy)充当活性催化剂元素(例如Ni、Co和Fe)的载体材料，由此消除或减少堆叠的需要。
当通过快速冷却(即，骤冷)收集挥发的化合物(例如Zn、Cu、Bi和Sn)时，由其有利地制备纳米材料。冷却和稀释时必须小心，以致以安全和小心的方式将化合物收集在过滤器上。回收的氯化物可用作道路用盐，其可具有少量的Pb和Cu的氯化物。如果需要，可以将它们从道路用盐中分离。
在下文中，借助于一些有利的实施方案和实施例来描述本发明，本发明不限制于所述实施方案和实施例。
附图
图1是用于在单阶段回转窑炉中从飞灰中回收金属的本发明系统的第一实施方案的示意图。
图2是用于在两阶段回转窑炉中从飞灰中回收金属的本发明的系统和方法的第二实施方案的示意图。
图3是用于在回转窑炉中从底灰中回收金属的本发明的系统和方法的第三实施方案的示意图。
图4是用于在感应炉中从飞灰中回收金属的本发明的系统和方法的第四实施方案的示意图。
详述
图1是本发明的系统和方法的第一实施方案的示意图，其中单阶段回转窑炉用于从飞灰中回收金属。图1的实施方案包括以下步骤和单元。
单元1是用于燃烧灰分(在本实施方案中为飞灰)的容器，从单元1将燃烧灰分送入以附图标记4提及的连续回转窑炉中。
单元2是用于氧化气体(例如空气)的容器，将氧化气体送入并穿过炉4。
单元3是用于还原气体(例如氢气/氮气(H2/N2)混合物)的容器，也将还原气体送入炉4并使其穿过炉4。
如果飞灰含有Cd，则在初步步骤中，通过将还原气体(例如H2/N2混合物)从单元3送入炉4中，并通过将炉4加热至约500℃的初步温度来使Cd挥发。将挥发的Cd在冷却单元(未显示)中用例如氮气或可能用空气进行骤冷，并在收集单元(未显示)中收集，该收集单元可由一个或更多个过滤袋组成。
然后将炉4加热至约850℃的第一温度，以在氧化气体(例如空气)中挥发含于飞灰中的(其它)现存的氯化物。主要呈NaCl和KCl形式的氯化物按原样挥发。也可存在CdCl2，其会挥发。如果灰分中含有CaCl2，则氯化物以HCl的形式从CaCl2中释放出来，且Ca保留在灰分中，转化为CaO。也可存在Pb和/或Cu的氯化物，也按原样被收集。
然后将挥发的Na和/或K的氯化物的气流送入冷却单元5中，在冷却单元5中用空气将其骤冷，以致可以在单元6中收集它们，单元5和单元6与用于将CdCl2骤冷和收集的那些单元分开。
将挥发的NaCl和/或KCl收集在以附图标记6提及的收集单元中，该收集单元可由一个或更多个过滤袋组成。在挥发氯化物中也可能发现少量的氯化铅(II) (PbCl2)和氯化铜(II) (CuCl)。如果在上文提及的初步步骤中未去除Cd，则甚至可发现氯化镉(CdCl2)。如果PbCl2和CuCl的浓度超过可接受的范围，则它们可以从NaCl和/或KCl产物中沉淀(结晶)。
现在，气流中仍然含有氯化氢(HCl)，通过气体洗涤器将其去除。此类洗涤器通常可用来从工业废气流中去除一些颗粒和/或气体。传统上，术语“洗涤器”指的是使用液体从气流中洗涤不想要的污染物的污染控制装置。最近，该术语还用于描述将干燥试剂或浆料注射入脏废气流以“洗出”酸性气体的系统。
呈HCl气体形式的那部分挥发氯化物留在反应器4中，以在步骤7中用洗涤器去除。
在去除NaCl和KCl之后，通过将还原气流(例如H2/N2混合物)从气体容器3送入并穿过炉4以及通过停止从容器2至炉4的氧化气体的流动来改变炉4中的条件。
通过加热至约1000℃的温度在炉4中继续加热飞灰，以便在所述还原气体的气氛中挥发Zn、Bi和Sb。
灰分的不挥发化合物是在单元8中收集的残余物，例如用于制造最终产品，如催化剂或水处理化学品。
然后，将含有挥发的Zn、Bi和/或Sb的气流送入冷却单元9中，以便以挥发的金属形成纳米尺寸的气溶胶颗粒的速度用氮气或可能用空气来进行骤冷。在该步骤中，关于形成纳米尺寸的颗粒而言重要的是，气流在其与用于骤冷的稀释气体混合之前不被冷却。因此，此后必需选择稀释气体入口的位置以及稀释气流的速度、量和温度。
然而，颗粒具有纳米尺寸对于金属回收本身并不关键，但这对于制备最终产品是有利的。
然后在收集单元10(其例如可以是过滤袋)中回收纳米尺寸的气溶胶Zn、Bi和Sb颗粒。
在炉4中继续加热飞灰，现在将其加热到1000 - 1400℃的温度，由此燃烧灰分中的另外部分的挥发性金属(例如Cu)以气态形式挥发进入气流中。
然后，将含有挥发的Cu和其它挥发金属的气流送入与用于Zn、Bi和Sb相同的冷却单元9中，以便使用氮气或空气并以这些另外部分的挥发的金属形成纳米尺寸的气溶胶颗粒的速度进行骤冷。一般而言，骤冷和稀释气体的速度、温度和位置至关重要，以致会形成纳米尺寸的颗粒，因为气流在骤冷之前不应冷却。
然后在单独的收集单元11(其也可以是过滤袋)中回收纳米尺寸的气溶胶Cu和可能的其它金属。
图2是本发明的系统和方法的第二实施方案的示意图，其中使用两阶段方法来从飞灰中回收金属。图2的实施方案包括以下步骤和单元。
单元1是用于燃烧灰分(在本实施方案中为飞灰)的容器，从单元1将燃烧灰分送入以附图标记3提及的连续回转窑炉中。
单元2是用于氧化气体(例如空气)的容器，将氧化气体送入并穿过炉3。
如果飞灰含有Cd，则在初步步骤中，可通过将还原气体(例如H2/N2混合物)从单元9送入炉3，并通过将炉3加热至约500℃的初步温度来使Cd挥发。将挥发的Cd在冷却单元(未显示)中用氮气或可能用空气进行骤冷，并在收集单元(未显示)中通过过滤袋收集。
然后将炉3加热至约850℃的温度，以在氧化气体(例如空气)中挥发含于飞灰中的现存氯化物。主要呈NaCl和KCl形式的氯化物按原样挥发。也可能存在少量的CdCl2。如果灰分中含有CaCl2，则氯化物以HCl的形式从CaCl2中释放出来，且Ca保留在灰分中，转化为CaO。
然后将挥发的氯化物的气流送入冷却单元5中，冷却单元5中用空气将其骤冷，以致可以收集它们。
将挥发的NaCl和/或KCl收集在以附图标记6提及的收集单元中，该收集单元可由一个或更多个过滤袋组成。在挥发氯化物中也可能发现少量的PbCl2和CuCl。如果在上文提及的初步步骤中未去除Cd，则甚至可发现CdCl2。如果PbCl2和CuCl的浓度超过可接受的范围，则它们可以从氯化物的混合物中沉淀(结晶)。
呈HCl气体形式的那部分挥发氯化物留在反应器3中，以在以后的步骤中用洗涤器(参见附图标记7)去除。
在去除NaCl和KCl之后，在单元4中收集飞灰的不挥发化合物，用于金属的进一步处理和回收。
将该灰分送入单元8中，并从单元8进一步送入回转窑炉10。
单元9是用于还原气体(例如H2/N2混合物)的容器，也将还原气体以气流形式送入回转窑炉10中。
通过加热至约1000℃的温度在炉10中继续加热飞灰，以便在所述还原气体的气氛中挥发Zn、Bi和/或Sb。
然后，将含有挥发的Zn、Bi和/或Sb的气流送入冷却单元12中，以便采用挥发的Zn、Bi和/或Sb形成纳米尺寸的气溶胶颗粒的速度和条件，用氮气或可能用空气进行骤冷。
然后在收集单元13(其例如可以是过滤袋)中回收纳米尺寸的气溶胶Zn、Bi和Sb颗粒。
通过加热到约1000℃ - 1400℃的温度在炉10中继续加热飞灰，以在所述还原气体的气氛中挥发剩余部分的挥发性金属(例如Cu)。Cu以气态形式挥发进入气流中。
然后，将含有挥发的Cu和其它剩余挥发金属的气流送入与用于Zn、Bi和Sb相同的冷却单元12中，以便采用该部分的挥发的金属形成纳米尺寸的气溶胶颗粒的速度和条件，用氮气或可能用空气进行骤冷。
然后在单独的收集单元14(其也可以是过滤袋)中回收纳米尺寸的气溶胶Cu和其它可能的金属。
灰分的不挥发化合物是在单元11中收集的残余物，例如用于制造最终产品，如催化剂或水处理化学品。
气流现在仍然含有HCl，通过气体洗涤器15将其去除。此类洗涤器通常可用于从工业废气流中去除一些颗粒和/或气体。
图3是用于在回转窑炉中从底灰中回收金属的本发明的系统和方法的第三实施方案的示意图。图3的实施方案包括以下步骤和单元。
单元1是用于燃烧灰分(在本实施方案中为底灰)的容器，由单元1将燃烧灰分送入以附图标记4提及的连续回转窑炉中。
单元3是用于还原气体(例如H2/N2混合物)的容器，也将还原气体送入并穿过炉4。
通过加热至约1000℃的温度在炉4中继续加热底灰，以便在所述还原气体的气氛中挥发Zn、Bi和/或Sb。
然后，将含有挥发的Zn、Bi和/或Sb的气流送入冷却单元8中，以便采用挥发的金属形成纳米尺寸的气溶胶颗粒的速度和条件，用氮气或可能用空气进行骤冷。
然后在收集单元9(其例如可以是过滤袋)中回收纳米尺寸的气溶胶Zn、Bi和Sb颗粒。
通过加热到约1000℃ - 1400℃的温度在炉4中仍继续加热底灰，以便在所述还原气体的气氛中还挥发另外部分的挥发金属（例如Cu），并且Cu以气态形式挥发进入气流中。
灰分的不挥发化合物是在单元7中收集的残余物，例如用于制造最终产品，如催化剂或水处理化学品。
然后，将含有挥发的Cu和其它挥发金属的气流送入与用于Zn、Bi和Sb相同的冷却单元8中，以便用氮气或可能用空气在该另外部分的挥发的金属形成纳米尺寸的气溶胶颗粒的条件和速度下进行骤冷。
然后在单独的收集单元10(其也可以是过滤袋)中回收纳米尺寸的气溶胶Cu和其它金属。
附图标记11代表制备最终产品。在化妆品、涂料、电子产品和不同的纳米材料中可能需要来自Cu和Zn的最终产品。
图4是用于在感应炉中从飞灰中回收金属的本发明的系统和方法的第四实施方案的示意图。图4的实施方案包括以下步骤和单元。
单元1是用于燃烧灰分(在本实施方案中为飞灰)的容器，从单元1将燃烧灰分送入以附图标记4提及的感应炉中。
单元2是用于氧化气体(例如空气)的容器，将氧化气体送入并穿过炉4。
单元3是用于还原气体(例如H2/N2混合物)的容器，也将还原气体送入炉4中并使其穿过炉4。
如果飞灰含有Cd，则在初步步骤中，通过将还原气体(例如H2/N2混合物)从单元3送入炉4并通过将炉4加热至约500℃的初步温度来使Cd挥发。将挥发的Cd在冷却单元(未显示)中用例如氮气或可能用空气骤冷，并在收集单元(未显示)中收集，该收集单元可由一个或更多个过滤袋组成。
然后将炉4加热至约850℃的第一温度，以在氧化气体(例如空气)中挥发含于飞灰中的(其它)现存氯化物。主要呈NaCl和KCl形式的其它氯化物按原样挥发。可能存在少量的CdCl2。如果灰分含有CaCl2，则氯化物以HCl的形式从CaCl2中释放出来，且Ca保留在灰分中，转化为CaO。也可存在Pb和/或Cu的氯化物，也按原样被收集。
然后将Na和/或K的挥发氯化物的气流送入冷却单元5中，在冷却单元5中用空气将其骤冷，以致可以在单元6中收集它们，单元5和单元6与用于骤冷和收集CdCl2的那些单元分开。
将挥发的NaCl和/或KCl收集在以附图标记6提及的收集单元中，该收集单元可由一个或更多个过滤袋组成。在挥发的氯化物中也可能发现少量的PbCl2和CuCl。如果在上文提及的初步步骤中未去除（Cd），则甚至可发现CdCl2。如果PbCl2和CuCl的浓度超过可接受的范围，则它们可以从NaCl和/或KCl产物中沉淀(结晶)。
呈HCl气体形式的那部分挥发氯化物留在反应器4中，以在步骤7中用洗涤器去除。此类洗涤器通常可用于从工业废气流中去除一些颗粒和/或气体。
在去除NaCl和KCl之后，通过将还原气流(例如H2/N2混合物)从气体容器3送入并穿过炉4来改变炉4中的条件。
通过加热至约1000℃的温度在炉4中继续加热飞灰，以便在所述还原气体的气氛中挥发Zn、Bi和Sb。
灰分的不挥发化合物是在单元8中收集的残余物，例如用于制造最终产品，如催化剂或水处理化学品。
挥发的金属在与气流的相互作用中形成纳米尺寸的气溶胶颗粒。然后在收集单元9(其例如可以是过滤袋)中回收纳米尺寸的气溶胶Zn、Bi和Sb颗粒。
在炉4中继续加热飞灰，现在将其加热到1000 - 1400℃的温度，由此燃烧灰分中的另外部分的挥发金属(例如Cu)以气态形式挥发进入气流中。
然后在单独的收集单元10(其也可以是过滤袋)中回收纳米尺寸的气溶胶Cu和可能的其它金属。
如果使用感应炉来处理底灰，则无需执行氯化物去除，从而不需要单元2、5、6和7。
实施例
执行以下实施例以一般性显示在本发明条件下待从飞灰中回收的氯化物和金属的挥发性。
实施例1 (流通式炉)
将来自层燃城市固体废物焚化(MSWI)厂的飞灰样品(0.05-1.0 g)(其化学组成呈现在下表中，且最大粒度为250 µm)在电加热的层流流通管式反应器（laminar flow-through tube reactor）中在跨200–1050℃范围的不同温度下加热。
将样品首先在氧化气体气氛(空气) (= 情况a))中加热，然后在由10% v/v H2和90% v/v N2组成的还原气体气氛(= 情况b))中加热。
使用连接于反应器管的出口并位于反应器内部的多孔管稀释器来骤冷并稀释由于加热而挥发的热产物气体(Lyyränen等人，2004；Backman等人，2002)。
将在所述产物气体骤冷期间形成的金属冷凝物样品收集在石英过滤器元件上。
用傅里叶变换红外(FTIR)气体分析仪测量气体排放，以获得离开反应器的气体组成。
基于热处理的灰分的化学分析，通过质量平衡对飞灰的元素成分的挥发性进行定量。
情况a)元素成分释放到空气中的气相
按氯计算，氯化物的释放开始于600~700℃，并且到900℃时几乎完全释放(>99%释放)。S的释放开始于800~850℃，并随着温度升高到1050℃而增加到41%。碳主要在500~600℃释放。C的释放在低于400℃开始，并且到1000℃时或多或少地完成(>99%释放)。Na和K(以其氯化物形式)的释放开始于600~700℃。在900℃下，约55%的Na和80%的K释放到气相。超过900℃进一步加热飞灰不导致Na和K的额外释放。
热处理的灰分的粉末X射线衍射分析和热力学平衡计算表明，残余的钠以不挥发的铝硅酸盐的形式保留在灰分中。Cd的释放开始于700~750℃，并且到1050℃时达到95%。Pb的释放开始于650~720℃，并且到1050℃时达到94%。Zn的释放开始于约850℃。到1050℃时仅释放一小部分Zn (<15%)。铜在700 - 900℃的温度范围内释放。在超过900℃的温度下加热后，释放约50%的Cu。铋低于1000℃是不挥发的。在1050℃下，仅释放一小部分Bi (15%)。以下元素在低于1050℃在空气中显示出可忽略不计的挥发性：P、Ca、Mg、Ti、Al、Sb、Sn和As。
因此，本发明中待回收的金属在氧化条件下不显著挥发。
情况b)元素成分释放到由10%氢气和90%氮气组成的气体混合物中的气相
Cl和K在10% H2中的释放曲线与它们在空气中的释放曲线相似。对于低于900℃的温度，Na在10% H2中的释放与其在空气气氛中的释放几乎相同。高于该温度，Na在10% H2中的释放程度大于在空气中的释放程度。在1050℃下，Na在10% H2中的释放为78%(对照在1050℃下在空气中（的释放为）53%)。硫在10% H2中的释放程度大于在空气中的释放程度。S在10% H2中的释放开始于600~700℃(比S在空气中释放的起始温度低至少100℃)。氢气气氛抑制了碳的完全释放。在1050℃下热处理之后，约8%的C保留在灰分中(对照1050℃下C在空气中的保留<1%)。Cd的释放开始于290~400℃，并且到460℃时达到约80%，且到700℃时达到90%。Zn的释放在高于600℃的温度下显著，到900℃时达到约80%，且到1050℃时达到约87%。在温度范围600 - 725℃内，Pb在10% H2中的释放大于在空气中的释放。对于范围785–1050℃内的温度，Pb在10% H2中的释放程度与其在空气中的释放程度相似。铜在10% H2中的挥发性显著低于在空气中的挥发性。在低于880℃，Cu的释放少(<10%释放)。在1050℃下，约25%的Cu释放到气相。Sb和Sn的释放开始于600~700℃，并且到1000℃时达到约70-75%。砷仅释放至很小的程度(1050℃下约为30%)。As释放的开始始于约700-800℃。Bi的释放开始于约500-600℃，并且到880℃时达到约85-90%。以下元素在低于1050℃在10% H2中显示出可忽略不计的挥发性：P、Ti、Ca、Mg和Al。
实施例2 (感应炉)
在由H2 (10% v/v)和N2 (90% v/v)组成的气体气氛中，在感应炉中加热实施例1中使用的相同飞灰样品。将飞灰样品(10 – 14 g)装入感应炉中。然后将感应炉密封并加热至1100℃。将在1100℃下从飞灰中挥发的材料骤冷，然后收集在过滤器上。
收集的冷凝物包含重量加权质量（gravimetrically weighted mass）计的Zn(36.8%)、K(19.0%)、Na(11.5%)、Pb(2.6%)、Sn(0.9%)。其余由1.2%微量元素(Cr、Mn、Co、Ni、Cu、As、Mo、Ag、Cd、Sb、Ti、Bi)和未经分析的可能是氯和硫(28%)组成。
加压酸消化之后，通过电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对收集的材料分析金属浓度和类金属浓度。在硝酸和盐酸的混合物中消化样品之后，经处理的灰分残余物称重，然后通过X射线荧光(XRF)分析金属和类金属。释放到气相的无机元素的百分率为：Cl 40.6%、S 69.5%、K 40.4%、Cu 0%、Ca 41.2%、P 81.1%、Pb76.1%和Zn 97.2%。
飞灰的元素成分的热分馏
可分两个阶段对金属和类金属污染的MSWI飞灰进行热处理，以实现金属和类金属的有利的分馏。在第一阶段，将飞灰在900℃下在空气中加热，以去除氯化物(按Cl计算，>99%去除)、C(>98%去除)和显著量的以氯化物形式去除的灰分中的K、Na、Cd、Pb和Cu。
挥发的材料可通过热气体稀释(Lyyränen等人，2004；Backman等人，2002)进行骤冷，然后收集在静电除尘器(ESP)或袋式过滤器中。收集的材料可潜在用作道路用盐。
在第二处理阶段中，通过用氮气冲洗来清除热(900℃)反应器中的氧气，然后将氢气送入反应器中，以产生由氢气和氮气二者组成的气体气氛。第二处理阶段引起Zn挥发，并引起少量有价值的商品元素（尤其Sn、Sb和Bi）挥发。锑和铋都被EU归类为关键原材料(http://ec.europa.eu/growth/sectors/raw-materials/specific-interest/ critical/)。
然后，通过热气体稀释(Lyyränen等人，2004)将挥发的物质骤冷，以形成富锌冷凝物。冷凝物可收集在ESP或袋式过滤器中。在热气体稀释期间，气态锌转化为锌纳米颗粒。锌纳米颗粒可潜在用于生产各种高价值产品(例如防晒品、涂料、电子产品、太阳能电池、传感器等)。
随后可对Cu(尤其对于底灰而言)执行与Zn类似的程序，因为相对大量的Cu不存在氯化物，但在较高的反应器温度下，根据化学平衡，Cu在约1100℃下开始挥发，并在约1350℃下完全挥发。
参考文献：
Claims (21)
1.处理供金属回收的燃烧灰分的方法，所述方法包括以下步骤：
a)将连续流通式炉加热至第一温度，
b)将燃烧灰分送入所述炉中，
c)将氧化气体送入并穿过所述炉，
d)在第一温度下加热送入所述炉中的所述燃烧灰分，以挥发含于所述灰分中的氯化物，并去除所述氯化物，
e)通过将还原气流送入并穿过所述炉来改变所述炉中的条件，
f)将温度改变为第二温度，以便加热所述炉中的所述燃烧灰分，以使含于所述灰分中的一种或更多种金属挥发进入气流中，以及
g)在一个或更多个收集单元中回收挥发的颗粒。
2.权利要求1所述的方法，其中所述燃烧灰分选自底灰或飞灰之一，所述飞灰含有Si、Ca、Al、Zn、Na、Sb、Bi、K、Fe、Co、Cu、Ni和/ V中的一种或更多种，且所述底灰含有Si、Al、Zn、Sb、Bi、Fe、Co、Cu、Ni和/ V。
3.权利要求2所述的方法，其中所述燃烧灰分是底灰，且第一温度足以挥发Zn、Bi和/或Sb，优选为约1000℃。
4.权利要求1-3中任一项所述的方法，其中在步骤f)中，所述燃烧灰分中的剩余挥发性金属，例如Cu，以气态形式挥发进入所述气流中，并且之后也对Cu执行步骤g)。
5.权利要求1-4中任一项所述的方法，其中步骤e)中的还原气体是氮气和氢气的混合物和/或一氧化碳CO气体。
6.权利要求1-5中任一项所述的方法，其中在回收步骤g)之前，将含有挥发的气体的气流骤冷。
7.权利要求6所述的方法，其中在含有挥发的金属的气流在形成纳米尺寸的气溶胶颗粒的条件和速度下冷却之前，用骤冷气体执行骤冷。
8.权利要求1-2和5-7中任一项所述的方法，其中所述燃烧灰分是另外包含Na、K、Ca和/或Cd中的一种或更多种的氯化物的飞灰。
9.权利要求8所述的方法，其中用于挥发氯化物的第一温度为800 - 900℃，且步骤f)中用于挥发金属的第二温度足以挥发Zn、Bi和Sb，优选为约1000℃。
10.权利要求8或9所述的方法，其中用于挥发Na、K、Cu、Pb中的一种或更多种的氯化物的氧化气体是送入所述炉中的空气流。
11.权利要求8-10中任一项所述的方法，其中在挥发并骤冷之后通过过滤袋收集来去除所述氯化物。
12.权利要求8-11中任一项所述的方法，其中在步骤f)之后，通过将温度升高到第三温度，在所述炉中继续加热所述燃烧灰分，从而使所述燃烧灰分中剩余的挥发性金属，例如铜，以气态形式挥发进入气流，之后对Cu和所述其它挥发的气体执行步骤g)。
13.权利要求1-2和5-12中任一项所述的方法，其中在步骤a)之前，通过将还原气体送入并穿过加热至用于挥发Cd的初步温度并且优选在约500℃的温度下的所述炉，来挥发并去除Cd。
14.权利要求8-13中任一项所述的方法，其中在一个回转窑炉中执行氯化物去除，并且所述燃烧灰分在氯化物去除之后被送入另一个回转窑炉，以执行步骤f)。
15.权利要求8-13中任一项所述的方法，其中在与氯化物去除相同的回转窑反应器中执行步骤f)。
16.权利要求1-15中任一项所述的方法，其中通过在过滤器上收集来回收金属。
17.权利要求1-16中任一项所述的方法，其中未在步骤f)中挥发的化合物为残余物，并将其分离、加热和粉碎。
18.权利要求17所述的方法，其中不挥发化合物为Si、Ca、Al、Fe、Co、Mg、Ni、P、Ti、As和V以及Na和K的非挥发性形式。
19.处理供金属回收的燃烧灰分的系统，所述系统包括：
a)用于接收还原气流和燃烧灰分的经加热的连续流通式炉，
b)用于挥发的颗粒的收集单元，以及
c)用于不挥发材料的收集单元。
20.权利要求19所述的系统，其进一步包括用于将形成自所述燃烧灰分的气溶胶颗粒骤冷的冷却单元。
21.权利要求19或20所述的系统，其中所述炉是回转窑反应器。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20195150A FI128915B (en) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | PROCEDURE FOR ASH TREATMENT |
| FI20195150 | 2019-02-28 | ||
| PCT/FI2020/050027 WO2020174123A1 (en) | 2019-02-28 | 2020-01-16 | Method and system for ash treatment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113710959A true CN113710959A (zh) | 2021-11-26 |
Family
ID=69411468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202080032052.0A Pending CN113710959A (zh) | 2019-02-28 | 2020-01-16 | 灰分处理的方法和系统 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210388463A1 (zh) |
| EP (1) | EP3931490A1 (zh) |
| JP (1) | JP7441237B2 (zh) |
| KR (1) | KR20210141943A (zh) |
| CN (1) | CN113710959A (zh) |
| FI (1) | FI128915B (zh) |
| WO (1) | WO2020174123A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230129947A1 (en) * | 2021-10-22 | 2023-04-27 | Advanced Fusion Systems Llc | Advanced Beneficiation Process for Beneficiation, Mobilization, Extraction, Separation, and Concentration of Mineralogical Resources |
| CN117448582B (zh) * | 2023-10-07 | 2024-04-26 | 中国矿业大学 | 一种基于分布赋存的粉煤灰中关键金属高效提取的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4643110A (en) * | 1986-07-07 | 1987-02-17 | Enron, Inc. | Direct fuel-fired furnace arrangement for the recovery of gallium and germanium from coal fly ash |
| JPH11114530A (ja) * | 1997-10-16 | 1999-04-27 | Shinsei Dental Laboratory:Kk | 焼却灰または飛灰の無害化処理方法 |
| JP2003245642A (ja) * | 2001-12-19 | 2003-09-02 | Taiheiyo Cement Corp | 重金属含有物質の無害化方法及び加熱炉 |
| EP2428493A1 (de) * | 2010-09-08 | 2012-03-14 | Kalogeo Anlagenbau GmbH | Thermische Aufbereitung von Asche |
| CN104070053A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-10-01 | 天津壹鸣环境工程有限公司 | 一种垃圾焚烧飞灰分级煅烧减量化处理技术 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE444956B (sv) * | 1980-06-10 | 1986-05-20 | Skf Steel Eng Ab | Sett att ur metalloxidhaltiga material utvinna ingaende lettflyktiga metaller eller koncentrat av dessa |
| DE102008004796B3 (de) * | 2008-01-17 | 2009-03-19 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Verfahren zur Behandlung von Flugasche |
| EP2375153B1 (de) | 2010-04-12 | 2018-09-26 | Heiner Zwahr | Aufbereitung von flugasche |
| FI123432B (fi) | 2011-12-02 | 2013-04-30 | Jyvaeskylaen En Oy | Menetelmä tuhkan, erityisesti lentotuhkan käsittelemiseksi |
-
2019
- 2019-02-28 FI FI20195150A patent/FI128915B/en active IP Right Grant
-
2020
- 2020-01-16 EP EP20703070.1A patent/EP3931490A1/en active Pending
- 2020-01-16 WO PCT/FI2020/050027 patent/WO2020174123A1/en unknown
- 2020-01-16 KR KR1020217031005A patent/KR20210141943A/ko unknown
- 2020-01-16 CN CN202080032052.0A patent/CN113710959A/zh active Pending
- 2020-01-16 JP JP2021550300A patent/JP7441237B2/ja active Active
-
2021
- 2021-08-26 US US17/445,998 patent/US20210388463A1/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4643110A (en) * | 1986-07-07 | 1987-02-17 | Enron, Inc. | Direct fuel-fired furnace arrangement for the recovery of gallium and germanium from coal fly ash |
| JPH11114530A (ja) * | 1997-10-16 | 1999-04-27 | Shinsei Dental Laboratory:Kk | 焼却灰または飛灰の無害化処理方法 |
| JP2003245642A (ja) * | 2001-12-19 | 2003-09-02 | Taiheiyo Cement Corp | 重金属含有物質の無害化方法及び加熱炉 |
| EP2428493A1 (de) * | 2010-09-08 | 2012-03-14 | Kalogeo Anlagenbau GmbH | Thermische Aufbereitung von Asche |
| CN104070053A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-10-01 | 天津壹鸣环境工程有限公司 | 一种垃圾焚烧飞灰分级煅烧减量化处理技术 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI128915B (en) | 2021-03-15 |
| KR20210141943A (ko) | 2021-11-23 |
| EP3931490A1 (en) | 2022-01-05 |
| FI20195150A1 (en) | 2020-08-29 |
| US20210388463A1 (en) | 2021-12-16 |
| WO2020174123A1 (en) | 2020-09-03 |
| JP2022521804A (ja) | 2022-04-12 |
| JP7441237B2 (ja) | 2024-02-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chan et al. | Behaviour of metals under the conditions of roasting MSW incinerator fly ash with chlorinating agents | |
| Weibel et al. | Chemical associations and mobilization of heavy metals in fly ash from municipal solid waste incineration | |
| Song et al. | Characteristics of ashes from different locations at the MSW incinerator equipped with various air pollution control devices | |
| Nowak et al. | Heavy metal removal from sewage sludge ash and municipal solid waste fly ash—a comparison | |
| Nowak et al. | Heavy metal removal from municipal solid waste fly ash by chlorination and thermal treatment | |
| Chan et al. | The behaviour of selected heavy metals in MSW incineration electrostatic precipitator ash during roasting with chlorination agents | |
| Quina et al. | Characterization of air pollution control residues produced in a municipal solid waste incinerator in Portugal | |
| US8349282B2 (en) | Treatment of fly ash | |
| CN106984633B (zh) | 利用等离子体炬资源化处理垃圾焚烧飞灰的方法 | |
| Schlumberger et al. | Recovery of high purity zinc from filter ash produced during the thermal treatment of waste and inerting of residual materials | |
| US20210388463A1 (en) | Method and system for ash treatment | |
| Yang et al. | Thermal treatment and vitrification of boiler ash from a municipal solid waste incinerator | |
| Biganzoli et al. | Volatilisation and oxidation of aluminium scraps fed into incineration furnaces | |
| Ajorloo et al. | Heavy metals removal/stabilization from municipal solid waste incineration fly ash: a review and recent trends | |
| Lane et al. | Thermal separation of zinc and other valuable elements from municipal solid waste incineration fly ash | |
| Chan et al. | The behaviour of Al in MSW incinerator fly ash during thermal treatment | |
| Biganzoli et al. | Aluminium mass balance in waste incineration and recovery potential from the bottom ash: a case study | |
| Drobíková et al. | Bioleaching of hazardous waste | |
| Song et al. | An all-in-one strategy for municipal solid waste incineration fly ash full resource utilization by heat treatment with added kaolin | |
| Shu et al. | Metal mobility and toxicity of reclaimed copper smelting fly ash and smelting slag | |
| JP3856711B2 (ja) | 窯業原料として再利用が可能な無機化学成分を含む無機系廃棄物の再資源化方法及び再資源化装置 | |
| Weibel et al. | Optimized metal recovery from fly ash from municipal solid waste incineration | |
| Li et al. | Recovery of Zn and Cu from municipal solid waste incineration fly ash by integrating ammonium leaching and ammonia removal | |
| Lee et al. | Characterization, decontamination and health effects of fly ash from waste incinerators | |
| Austin et al. | Time-resolved leaching of cadmium and manganese from lignite and incinerator fly ash |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |