[发明专利]从垃圾焚烧二次飞灰中提取重金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从垃圾焚烧二次飞灰中提取重金属的方法。

背景技术

垃圾焚烧技术已经成为我国经济发达城市处理生活垃圾的主要手段之一。垃圾焚烧过程产生的飞灰含有高浓度的重金属和二噁英等污染物，按照我国的危险废物名录，属于危险废物范畴，应该进行固化稳定化处理，不仅处置成本较高，而且占用安全填埋场地。将垃圾焚烧飞灰中的重金属提取出来，实现重金属资源化利用，目前已经引起国内外科研人员的广泛关注。

从飞灰中回收重金属的方法主要包括：酸浸取法(以硫酸或醋酸溶液浸取为主)，碱浸取法(以氢氧化钠溶液或氨水浸取为主)，以及电沉积法。

(1)酸浸取法将各种重金属同时浸出，得到的是混合溶液，金属之间很难分离，而且铅的浸出率很低，只有20％。剩余的飞灰残渣中仍然含有重金属铅，属于危险废物，需要进行固化稳定化处置。

(2)碱浸取法可以选择性浸出两性金属Pb、Zn。但是，浸取效率低，大量金属仍然残留在残渣中(如Zn的提取率只有20～30％)，仍然需要当成危险废物进行固化/稳定化处理。

(3)电沉积法：从理论上讲，可以通过控制各个金属离子的还原电位实现Pb、Cu和Zn的选择性分离，但是由于溶液中其它金属离子的还原电位与目标金属离子之间存在着交叉区域，因此在电极上往往得到的是各种金属的混合物。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种从垃圾焚烧二次飞灰中提取重金属的方法，本发明通过一次加热水洗将铜和锌的氯化物实现分离，第二次浓盐酸加热回流萃取得到铅的氯化物。从而实现重金属的回收。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种从垃圾焚烧二次飞灰中提取重金属的方法，所述方法为湿法提取方法，通过加热水洗和浓酸萃取从二次飞灰中回收重金属铅、锌和铜。

具体步骤为：将垃圾焚烧二次飞灰缓慢加入水中，二次飞灰∶水的质量比为1∶2～3；在60～80℃下，搅拌水洗30～90分钟；再自然沉降2～4小时，将上清液和下层残渣分离；分离的上清液中含有2～12％CuCl₂和3～10％ZnCl₂；向分离的残渣中加入其等体积量的浓盐酸溶液，在60～80℃下搅拌回流萃取30分钟后，固液离心分离，得到萃取液和残余固体残渣；得到的萃取液中含有5～10％PbCl₂，将分离的上清液在100℃下蒸发，得到富含CuCl₂和ZnCl₂的固体粉末，蒸发出来的水蒸气经冷凝后回用；将萃取液在60～80℃下真空蒸发，得到PbCl₂粉末，同时回收盐酸；在残余固体残渣中加入重量浓度为10％的石灰搅拌均匀，使其成为惰性固体废物。

本发明具有以下的特点：

(1)本发明重金属的回收效率大于95％，分别得到氯化铜氯化锌混合粉末和氯化铅粉末。

(2)蒸发过程同时回收冷凝液和盐酸，分别回用于水洗过程和酸萃取过程。向残渣中加入10％的石灰中和，使得残余固体废物实现稳定化。

附图说明

图1是本发明所述重金属湿法回收流程图。

图中：1.二次飞灰，2.水洗罐，3.上清液，4.水洗残渣，5.酸萃取反应器，6.萃取液，7.萃取残渣，8.石灰中和池，9.稳定化的固体残渣，10.蒸发器，11.真空蒸馏釜，12.冷凝水，13.氯化铜氯化锌粉末，14.盐酸，15.氯化铅的固体粉末。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，将二次飞灰1通过螺旋给料机缓慢加入水洗罐2中，灰水质量比为1∶2，在80℃下搅拌水洗90分钟；再自然沉降2小时，固液分离，得到上清液3和水洗残渣4。水洗残渣与浓盐酸等体积混合在酸萃取反应器5内加热萃取30分钟，得到萃取液6和萃取残渣7，将萃取残渣与重量浓度为10％的石灰混合，在石灰中和池8内搅拌均匀，得到稳定化的固体残渣9。

上清液3中含有高浓度的氯化铜和氯化锌，在蒸发器10中蒸发，得到冷凝水12以及氯化铜和氯化锌固体粉末13。萃取液6在真空蒸馏釜11内减压蒸馏回收盐酸14，得到氯化铅的固体粉末15。

实施例2

如图1所示，将二次飞灰1通过螺旋给料机缓慢加入水洗罐2中，灰水质量比为1∶3，在60℃下搅拌水洗30分钟；再自然沉降4小时，固液分离，得到上清液3和水洗残渣4。水洗残渣与浓盐酸等体积混合在酸萃取反应器5内加热萃取1小时，得到萃取液6和萃取残渣7，将萃取残渣与重量浓度为10％的石灰混合，在石灰中和池8内搅拌均匀，得到稳定化的固体残渣9。