[发明专利]垃圾焚烧飞灰熔融飞尘中重金属分离回收的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境污染治理技术领域，特别提供了垃圾焚烧飞灰熔融飞尘中重金属分离回收的方法。

背景技术

近年来，焚烧已成为我国垃圾处理的主要发展方向之一，我国垃圾焚烧发电发展迅速。垃圾焚烧会产生含重金属和二恶英等毒性物质的焚烧飞灰，焚烧飞灰已被列入国家危险废物名录，必须进行特殊处理。垃圾焚烧飞灰熔融处理可通过高温彻底破坏二恶英，并使重金属大部分固定在熔渣的Si-O网格中，产生的熔渣还可再利用。日本等发达国家已开发了多种垃圾焚烧飞灰熔融技术，如电弧炉熔融技术、等离子体炉熔融技术、反射面炉熔融技术及旋转面炉熔融技术等。但熔融过程中约产生6％～10％的熔融飞尘，低沸点重金属如Zn、Pb及其氯化物随烟尘蒸发并集聚在熔融飞尘中，熔融飞尘因含有相当量的重金属等被日本等国家划为危险废弃物。熔融飞尘中Zn、Pb的浓度是原垃圾焚烧飞灰的5～10倍，接近原矿品位，因此，从环境和经济角度考虑有必要提取和回收这些金属。

采用湿法冶金技术提取熔融飞尘中重金属已经有报道，通常采用传统的酸、碱或螯合剂等浸出介质提取重金属，将重金属溶解在溶液中后进行化学沉淀，沉淀后过滤分离残灰和废液，该方法虽然操作简单，耗能低。但是由于过滤不完全容易导致含高浓度重金属的废液混入残灰，残灰在最终处置前还需要洗涤或稳定，工艺复杂。

碳浆法(CIP)最初广泛用于氰化提金工艺中，在该工艺中颗粒活性炭(通常用椰壳碳和泥煤碳)作为金的吸附吸附体，活性炭的微孔结构吸附金氰络离子，由于颗粒活性炭的粒度比矿粒粗得多，吸附金的活性炭与矿浆分离可以在简单机械筛分设备上进行，这样有效避免了高浓重金属液体的过滤分离工序，减少了过滤和逆流移注等系统的高投资成本。

发明内容

本发明针对熔融飞尘含有相当数量的有害重金属且属于危险废物，国外常用的沉淀过滤的方法存在诸多问题，借鉴成熟的黄金行业的碳浆技术，利用颗粒活性炭分离熔融飞尘中的重金属。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：垃圾焚烧飞灰熔融飞尘中重金属分离回收的方法，该方法包括如下步骤：(1)将熔融飞尘与NaCl溶液混合配制成灰浆，在灰浆中加入颗粒活性炭进行搅拌；(2)对步骤(1)中的颗粒活性炭进行筛分，筛分后得到吸附重金属的颗粒活性炭和尾浆；(3)将步骤(2)得到的吸附重金属的颗粒活性炭进行酸洗再生，再生后的颗粒活性炭进行循环利用，同时实现重金属的回收；(4)将步骤(2)得到的尾浆进行固液分离处理，分离得到残灰和NaCl废液，残灰送填埋场填埋处理，NaCl废液进行循环利用；

所述颗粒活性炭与熔融飞尘的质量比为2∶1～6∶1。

所述NaCl溶液浓度为1～8mol/L。

所述NaCl溶液pH值为1～7。

本发明具有的优点和积极效果是：用载浆法可高效低成本地实现熔融飞尘中重金属的提取和回收，剩余残灰无论是体积还是毒性均大幅度减小，为后续进填埋场填埋处理或建材利用创造有利条件。并且，本发明工艺不需要洗涤和稳定等程序，具有操作简单、成本低、处理效果好且不存在二次污染等优点。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

本发明的原理是：NaCl溶液作为浸取剂将熔融飞尘中重金属浸提到溶液中，活性炭作为一种比表面积高、孔容大、高吸附容量、物理化学性质稳定和机械强度高的吸附剂，它与重金属离子发生如下三个方面的作用：重金属离子在活性炭表面沉积而发生的物理吸附；活性炭表面官能团与重金属离子发尘离子交换；活性炭表面官能团与重金属离子之间发生络合反应，在活性炭表面形成复杂、稳定的络合物。作用一段时间后大部分重金属被吸附在颗粒活性炭上，进而可通过颗粒活性炭的筛分实现熔融飞尘中重金属的有效分离。

实施例1：

某垃圾焚烧飞灰电弧炉熔融飞尘的重金属含量及按照固体废物毒性浸出方法-硫酸硝酸法(HJ/T299-2007)对垃圾焚烧飞灰进行毒性浸出，其结果见表1。将20g熔融飞尘和浓度为1mol/L、pH值为1的NaCl溶液混合搅拌30分钟后，向灰浆中加入40g活性炭继续搅拌2h，之后对颗粒活性炭进行筛分，筛分得到吸附重金属的颗粒活性炭和尾浆，其中颗粒活性炭经酸洗再生后循环使用，同时实现对重金属的回收，尾浆进行固液分离处理，分离得到残灰和NaCl废液。

表1实施例1中熔融飞尘中重金属含量、浸出毒性、重金属回收率及残灰浸出浓度