CN1966743B - 飞灰或二次飞灰中重金属的回收方法 - Google Patents

Abstract

一种飞灰或二次飞灰中重金属的回收方法，采用多回路高温气氛电炉，该电炉具有一个高温区、至少一个中温区和至少一个低温区；高温区的温度设为飞灰或二次飞灰中重金属化合物的熔点，中温区和低温区的温度设为该重金属的凝结点或凝固点；将飞灰或二次飞灰放入高温区内，同时通入气氛；飞灰或二次飞灰中的重金属化合物在高温下形成混合组分挥发物，该挥发物在气流的带动下，进入中温区和低温区，挥发物中不同的重金属化合物分别凝固在中温区和低温区。本发明投资少，设备简单、金属回收率高。

Description

飞灰或二次飞灰中重金属的回收方法

技术领域

本发明涉及飞灰中重金属的无害化处理及再生资源化技术，具体地说涉及一种回收飞灰或二次飞灰中重金属的方法。

背景技术

目前处理垃圾常采用焚烧的方法，而垃圾焚烧导致飞灰产量的巨增。飞灰中含有大量的重金属及有害物质，如不经特殊处理直接填埋，飞灰中重金属在填埋场酸性的条件下会大量渗出，污染地下水和土壤甚至空气，并通过重金属在动植物体中的迁移转化，进一步危害人类的健康；如果飞灰不经过特殊处理直接作为其他产品原料，在使用过程中飞灰中重金属和有害物质很可能浸出，直接或间接污染环境和人类健康。另外，从资源再利用角度来看，提取飞灰中有经济价值的重金属，作为冶金原料或者进行富矿化，熔后的熔渣还可以作为其他建筑材料的原料或者铺路材料，不但解决了飞灰处理难的问题，而且回收了有用金属，对持续发展的循环型环境，具有双重的功能与意义。

目前国内外对垃圾焚烧飞灰的处理方法很多，主要有熔融固化、水泥固化、药剂稳定化以及酸或其他溶剂提取法。这些方法多是把飞灰中重金属和有害物质固定在某种特定的结构里，减少重金属的浸出特性，而没有把飞灰中重金属提取出来作为资源。以熔融固化为例：熔融固化法是在高温熔融状态下，致使飞灰中各种成分发生复杂的物理化学变化，重金属及一些有害物质被固定在致密的Si-O结构的网格中，大大降低重金属的浸出特性，但飞灰在熔融过程中，有大量的重金属挥发出来，这不仅形成二次污染而且造成资源的浪费。目前，常用于提取飞灰中重金属的方法多是物理化学法，即飞灰经过水洗后，除去飞灰中大量的钠、钾和钙等盐分，减小飞灰的碱性，然后用酸或碱对飞灰中重金属进行提取。但是这种方法还存在很多问题，如提取过程中产生的废水和废酸碱液必须进行严格处理。因此具有流程长、投资和运行费用高、易产生严重二次污染、综合效益低等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种飞灰或二次飞灰中重金属的回收方法。

为实现上述目的，本发明提供的飞灰或二次飞灰中重金属的回收方法，采用多回路高温气氛电炉，该电炉具有一个高温区、至少一个中温区和至少一个低温区；高温区的温度设为飞灰或二次飞灰中重金属化合物的熔点，中温区和低温区的温度设为该重金属的凝结点或凝固点；将飞灰或二次飞灰放入高温区内，同时通入气氛；飞灰或二次飞灰中的重金属化合物在高温下形成混合组分挥发物，该挥发物在气流的带动下，进入中温区和低温区，挥发物中不同的重金属化合物分别凝固在中温区和低温区。

所述重金属化合物为铅、铬、镉、铝、锌和铜的氧化物、硫化物和氯化物。

所述多回路电炉中高温区用硅钼棒加热；中、低温区用电阻丝加热。

所述气氛为空气、氧气氮气、氩气、氦气或氢气。

本发明优点如下：

1.由于多回路高温气氛熔电炉的不同温度段温度均可根据需要进行控制，因此可适合大多数各种含有金属化合物废料的回收处理。

2.工艺流程简单、易操作、产生烟气量小、无二次污染。

3.飞灰或二次飞灰经高温处理后，得到的金属可作为冶金材料或者将其富矿化，以待进一步开采；熔渣可作为铺路材料或其他建筑材料的原料，实现了废物的回收再利用，同时也减轻了填埋场的负担。

4、可以回收废旧电池、废旧电路板及其边角料和含有金属的电子部件中的铜和气体金属。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

图2是熔渣的X-射线衍射分析图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作详细描述，但不能理解为是对本发明的限定。

实施例1：

请参阅图1，本实施例采用的是三回路高温气氛电炉装置，具有高温区、一个中温区和一个低温区，也可以根据处理的飞灰需要多设几个中、低温区。

根据欲处理的的飞灰中重金属化合物的成分，将三回路高温气氛电炉的高温区的温度升至飞灰的熔点，以飞灰中重金属为铅、铬、镉、铝、锌和铜的氧化物、氯化物及硫化物为主，其熔沸点在500-1300℃，而凝固点分别高于为600℃和200℃，则高温区4设为1300℃，中温区7设为600℃，低温区9设为100℃，然后将载有飞灰的刚玉方舟6放入高温炉膛5内，关闭炉门，同时通入氮气(也可为空气、氧气、氮气、氢气、氦气、氩气等)，载气流量控制在500L/h，约半小时后，飞灰中的重金属化合物在高温下发生剧烈的物理化学反应，形成混合组分挥发物。挥发物在载气带动下，进入中温区，组分中凝固点高于600℃的物质便在中温区冷凝器8上凝结下来，低于600℃的物质进入低温区冷凝器10上凝结下来，载气经过冷凝器后从出气管11排放。然后关闭气体，打开炉门，取出刚玉方舟，放入第二个载有飞灰的刚玉方舟放入炉膛，关闭炉门，通入气体。以后重复以上步骤直至十次到二十次以后，从中温区和低温区的冷凝器上取下回收到的重金属。对飞灰和回收的物质进行金属含量分析表明，金属回收率可达85～95％。

对熔渣进行浸出毒性实验和X-射线衍射分析，结果发现，熔渣主要是非晶体的玻璃相，熔渣中各种金属的浸出浓度均小于浸出标准。气体经过冷凝器后再经过酸碱吸收或活性炭吸附达到排放标准。

实施例2：

请参阅图1，本实施例采用的是三回路高温气氛电炉装置同实施例1。

根据欲处理的的二次飞灰中重金属化合物的成分，将三回路高温气氛电炉的高温区的温度升至飞灰的熔点以上的温度，飞灰中重金属为铅、铬、镉、铝、锌和铜的氧化物和氯化物，其熔沸点在500-1300℃，而凝固点分别高于为600℃和200℃，则高温区4设为1100℃，中温区7设为400℃，低温区9设为50℃，然后将载有二次飞灰的刚玉方舟6放入高温炉膛5内，关闭炉门，同时通入氧气(也可为空气、氧气、氮气、氢气、氦气、氩气等)，载气流量控制在300L/h，约半小时后，飞灰中的重金属化合物在高温下发生剧烈的物理化学反应，形成混合组分挥发物。挥发物在载气带动下，进入中温区，组分中凝固点高于400℃的物质便在中温区冷凝器8上凝结下来，低于400℃的物质进入低温区冷凝器10上凝结下来，载气经过冷凝器后从出气管11排放。然后关闭气体，打开炉门，取出刚玉方舟，放入第二个载有飞灰的刚玉方舟放入炉膛，关闭炉门，通入气体。以后重复以上步骤直至十次到二十次以后，从中温区和低温区的冷凝器上取下回收到的重金属。对飞灰和回收的物质进行金属含量分析表明，金属回收率可达95％以上。

实施例3

请参阅图1，本实施例采用的是三回路高温气氛电炉装置同实施例1。

把废旧电池剥壳粉碎至1～50目，然后放入刚玉方舟送入炉膛。此时将三回路高温气氛电炉的高温区4的温度设至50～70℃，中温区7和低温区9暂设为0℃，此后逐渐升温，通入非氧化气氛，气体流速为200L/h，以收集汞。当高温区4温度升至400℃时，取换出中温和低温的收集系统9和10，重新更换一套收集系统，并使中温和低温区温度逐渐升温，分布设置为400℃和100℃，同时高温区4温度逐步升至1000℃，通入非氧化气氛，气体流速为400L/h。在中温区7和低温区7回收金属，载气经过冷凝器后从出气管11排放。

Claims (4)

1.一种飞灰或二次飞灰中重金属的回收方法，采用多回路高温气氛电炉，该电炉具有一个高温区、至少一个中温区和至少一个低温区；高温区的温度设为飞灰或二次飞灰中重金属化合物的熔点，中温区和低温区的温度设为该重金属化合物的凝结点或凝固点；将飞灰或二次飞灰放入高温区内，同时通入气氛；飞灰或二次飞灰中的重金属化合物在高温下形成混合组分挥发物，该挥发物在气流的带动下，进入中温区和低温区，挥发物中不同的重金属化合物分别凝固在中温区和低温区。

2.如权利要求1的回收方法，其特征在于，所述重金属化合物为铅、铬、镉、铝、锌和铜的氧化物、硫化物和氯化物。

3.如权利要求1的回收方法，其特征在于，所述多回路高温气氛电炉中高温区用硅钼棒加热；中、低温区用电阻丝加热。

4.如权利要求1的回收方法，其特征在于，所述气氛为空气、氧气氮气、氩气、氦气或氢气。

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