CN114484467A - 一种废铅膏与垃圾焚烧飞灰同步无害化资源化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废铅膏与垃圾焚烧飞灰同步无害化资源化的方法。该方法是将包含废铅膏与垃圾焚烧飞灰及固体燃料在内的原料混合造团，所得团块依次进行干燥和焙烧，从焙烧烟气及颗粒物中回收含铅组分，余下固态残渣主要成分为CaSO4，该方法通过高温焙烧过程，实现了垃圾焚烧飞灰中二噁英类污染物的降解，同时实现了废铅膏与垃圾焚烧飞灰全组分的资源化利用。

Description

一种废铅膏与垃圾焚烧飞灰同步无害化资源化的方法
技术领域
本发明涉及一种废铅膏与垃圾焚烧飞灰同步无害化资源化的方法，具体涉及一种利用废铅膏与垃圾焚烧飞灰通过高温焙烧回收含铅组分并同时得到硫酸钙产品的方法，属于危险性废物协同无害化、资源化综合利用技术领域。
背景技术
铅酸蓄电池因其成本低、电压稳定、容量大等特点被广泛应用于交通、通讯、电力等领域。随着铅酸蓄电池的市场需求量在不断增加以及铅矿资源的不断匮乏，从废铅膏中回收铅资源对保障铅供应具有重要意义。此外，废铅膏的高效资源化有助于降低其对生态环境和人体健康造成的严重威胁。
现阶段，废铅膏的资源化主要包括火法和湿法工艺。相比于湿法工艺，火法工艺具有流程短、处理能力大、投资少等优点。但现有直接还原工艺能耗较高，处理过程中金属铅及其化合物损失较大。
发明内容
针对现有技术中废铅膏及垃圾焚烧飞灰产生量大、毒害组分含量高、资源化利用难的问题，本发明的目的在于提供一种废铅膏与垃圾焚烧飞灰同步无害化资源化的方法，该方法充分利用废铅膏富含铅类化合物与垃圾焚烧飞灰富含氯的组成特点，将废铅膏及垃圾焚烧飞灰通过高温焙烧，能够将铅转化成沸点较低的PbO、PbCl2等含铅组分，从烟气及颗粒物中回收，而固态残渣主要成分是CaSO4，可用作建筑材料，同时高温焙烧过程中实现垃圾焚烧飞灰中二噁英类污染物的降解，实现废铅膏和垃圾焚烧飞灰的同步无害化和全组分资源化，对资源循环利用和生态环境保护具有重要意义。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种废铅膏与垃圾焚烧飞灰同步无害化资源化的方法，该方法是将包含废铅膏与垃圾焚烧飞灰及固体燃料在内的原料混合造团，所得团块依次进行干燥和焙烧，从焙烧烟气及颗粒物中回收含铅组分，余下固态残渣主要成分为CaSO4。
本发明技术方案关键是在于利用废铅膏与垃圾焚烧飞灰搭配进行协同处理，利用垃圾焚烧飞灰中的氯盐成分来对废铅膏中的铅成分进行氯化挥发，使得废铅膏中的PbSO4、PbO2、PbO、Pb等铅组份发生氯化反应，生成低沸点铅氯化物高效挥发进入烟气，在烟气净化单元实现对含铅组分的捕集，可以获得高品位含铅组分，同时利用高温过程来垃圾焚烧飞灰中二噁英的分解，而焙烧后的固相残渣主要组分为CaSO4，可用于建筑材料，该方法实现了废铅膏和垃圾焚烧飞灰的同步无害化和全组分资源化。
作为一个优选的方案，所述废铅膏与所述垃圾焚烧飞灰混合料中氯与铅的摩尔比满足：n(Cl)/2n(Pb)为0.8～1.1；进一步优选摩尔比满足：n(Cl)/2n(Pb)为0.9～1.1。物料中氯含量过低则会造成含铅组元残留，降低回收率。当物料中氯含量过高时，含氯组元高温下易生成HCl，加剧设备腐蚀。
作为一个优选的方案，所述固体燃料的质量占原料总质量的5～15％；所述固体燃料包含焦炭、煤粉、无烟煤等，其质量以其固定碳含量计量。固体燃料燃烧为反应提供热量，同时创造局部未还原气氛，对同步资源化过程具有促进作用。
作为一个优选的方案，所述原料中还包含质量百分含量≤5％的粘结剂，如膨润土、淀粉、腐殖酸等。
作为一个优选的方案，所述干燥的温度为80～150℃，时间为30～180min。
作为一个优选的方案，所述焙烧的温度为900～1350℃，时间为10～60min。焙烧温度过低会造成体系反应速率慢、反应程度低，温度过高则会导致固态物质发生熔融，进而粘附在炉衬上，影响设备顺行和使用寿命，且温度过高会增加处理过程能耗。进一步优选温度为1000～1350℃。
本发明涉及的混匀方式包括搅拌混匀、螺旋混匀、机械抓手混匀等。
本发明涉及的造团方式包括圆盘造球、圆筒造球、压团、挤压成型等。
本发明涉及的烟气及颗粒物中PbO、PbCl2等含铅组分的回收方法包括：布袋收尘、旋风除尘、电除尘、洗涤式除尘等。
与已有技术比较，本发明技术方案的优点及有益技术效果如下：
1)本发明将废铅膏与垃圾焚烧飞灰进行科学配伍，并利用高温冶金原理，将两种复杂难处理危废实现全组分同步无害化资源化和无害化处理。通过将废铅膏与垃圾焚烧飞灰搭配进行协同高温焙烧处理，利用垃圾焚烧飞灰中氯盐成分来对废铅膏中的铅成分进行氯化挥发，使得废铅膏中的PbSO4、PbO2、PbO、Pb等铅组份发生氯化反应，生成低沸点铅氯化物高效挥发进入烟气，在烟气净化单元实现对含铅组分的捕集，可以获得高品位含铅组分，同时利用高温过程来垃圾焚烧飞灰中二噁英的分解，而焙烧后的固相残渣主要组分为CaSO4，可用于建筑材料，该方法实现了废铅膏和垃圾焚烧飞灰的同步无害化和全组分资源化。
2)本发明具有处理流程短、效率高、可操作性强，便于大规模推广等特征，对资源循环利用和生态环境保护具有重要意义。
附图说明
图1为废铅膏与垃圾焚烧飞灰同步无害化资源化的工艺流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除有特别说明，本发明中用到的各种试剂、原料均为可以从市场上购买的商品或者可以通过公知的方法制得的产品。
本发明所述废铅膏主要组分为PbSO4和PbO2，同时含有一定量的PbO和少量单质Pb。所述垃圾焚烧飞灰包括生活垃圾、医疗废弃物、有机危废等焚烧发电过程中，从烟气净化/除尘系统中捕集的固体废弃物。其主要成分包括CaO、SiO2、Al2O3、NaCl、KCl等。具体成分如表1和表2所示。
表1废铅膏主要物相组成(％)
PbSO<sub>4</sub> PbO<sub>2</sub> PbO Pb
废铅膏 50.4 25.3 7.2 1.2
表2垃圾焚烧飞灰主要化学组成(％)
SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO Cl
垃圾焚烧飞灰 10.5 4.3 37.3 16.25
对比实施例1
与实施例1的区别在于：n(Cl)/2n(Pb))＝0.6。
混合料中Pb的脱除率为42.33％。说明氯比例过低明显影响铅的脱除率。
对比实施例2
与实施例1的区别在于：在800℃焙烧45min。
混合料中Pb的脱除率为54.2％。说明焙烧温度过低明显影响铅的脱除率。
实施例1
将废铅膏与垃圾焚烧飞灰、无烟煤、膨润土按照：(n(Cl)/2n(Pb))＝0.95，无烟煤配加量8％，膨润土添加量3％混合均匀，用机械压团制备成粒度10～12mm的团块，并在150℃条件下干燥60min，干燥后的小球在1050℃焙烧45min，混合料中Pb的脱除率为91.27％，烟气二噁英浓度低于国家标准GB18484-2001，小于0.5ng TEQ/Nm3。
实施例2
将废铅膏与垃圾焚烧飞灰、焦炭、淀粉按照：(n(Cl)/2n(Pb))＝0.8，焦炭配加量7％，淀粉添加量2％混合均匀，用圆盘造球机制备成粒度10～12mm的小球，并在75℃条件下干燥120min，干燥后的小球在900℃焙烧60min，混合料中Pb的脱除率为84.21％，烟气二噁英浓度低于国家标准GB18484-2001，小于0.5ng TEQ/Nm3。
实施例3
将废铅膏与垃圾焚烧飞灰、焦炭、矿粉粘结剂按照：(n(Cl)/2n(Pb))＝0.9，焦炭配加量10％，矿粉粘结剂添加量0％混合均匀，用圆筒造球机制备成粒度10～12mm的团块，并在125℃条件下干燥110min，干燥后的小球在1250℃焙烧10min，混合料中Pb的脱除率为91.81％，烟气二噁英浓度低于国家标准GB18484-2001，小于0.5ng TEQ/Nm3。
实施例4
将废铅膏与垃圾焚烧飞灰、煤粉、膨润土按照：(n(Cl)/2n(Pb))＝1.1，煤粉配加量15％，膨润土添加量5％混合均匀，用机械压团制备成粒度10～12mm的团块，并在150℃条件下干燥60min，干燥后的小球在1350℃焙烧30min，混合料中Pb的脱除率为97.33％，烟气二噁英浓度低于国家标准GB18484-2001，小于0.5ng TEQ/Nm3。
实施例5
将废铅膏与垃圾焚烧飞灰、焦炭、腐殖酸粘结剂按照：(n(Cl)/2n(Pb))＝0.9，焦炭配加量5％，腐殖酸粘结剂添加量3％混合均匀，用圆筒造球机制备成粒度10～12mm的团块，并在105℃条件下干燥90min，干燥后的小球在1000℃焙烧40min，混合料中Pb的脱除率为90.08％，烟气二噁英浓度低于国家标准GB18484-2001，小于0.5ng TEQ/Nm3。

Claims (6)

1.一种废铅膏与垃圾焚烧飞灰同步无害化资源化的方法，其特征在于：将包含废铅膏与垃圾焚烧飞灰及固体燃料在内的原料混合造团，所得团块依次进行干燥和焙烧，从焙烧烟气及颗粒物中回收含铅组分，余下固态残渣主要成分为CaSO4。
2.根据权利要求1所述的一种废铅膏与垃圾焚烧飞灰同步无害化资源化的方法，其特征在于：所述废铅膏与所述垃圾焚烧飞灰混合料中氯与铅的摩尔比满足：n(Cl)/2n(Pb)为0.8～1.1。
3.根据权利要求1所述的一种废铅膏与垃圾焚烧飞灰同步无害化资源化的方法，其特征在于：所述固体燃料的质量占原料总质量的5～15％；所述固体燃料的质量以其固定碳含量计量。
4.根据权利要求1所述的一种废铅膏与垃圾焚烧飞灰同步无害化资源化的方法，其特征在于：所述原料中还包含质量百分含量≤5％的粘结剂。
5.根据权利要求1所述的一种废铅膏与垃圾焚烧飞灰同步无害化资源化的方法，其特征在于：所述干燥的温度为80～150℃，时间为30～180min。
6.根据权利要求1所述的一种废铅膏与垃圾焚烧飞灰同步无害化资源化的方法，其特征在于：所述焙烧的温度为900～1350℃，时间为10～60min。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115105783A (zh) * 2022-07-06 2022-09-27 中南大学 一种垃圾焚烧飞灰与氰化尾渣同步无害化资源化的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115105783A (zh) * 2022-07-06 2022-09-27 中南大学 一种垃圾焚烧飞灰与氰化尾渣同步无害化资源化的方法
CN115105783B (zh) * 2022-07-06 2023-10-24 中南大学 一种垃圾焚烧飞灰与氰化尾渣同步无害化资源化的方法

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