[发明专利]一种生活垃圾焚烧飞灰中回收无机盐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞灰资源化利用领域，尤其是一种飞灰回收无机盐的方法。

背景技术

随着城市生活垃圾焚烧方式的普遍采用和推广，导致焚烧飞灰大量产生，飞灰中富集了有毒重金属也富集了大量的钙、钠、钾等可溶性盐类，目前飞灰的处理方法主要有水泥固化处理法，高温稳定化处理，化学药剂稳定化处理等，这些方法是通过固化剂等试剂稳定其中重金属使其难以溶出达到稳定重金属的目的，但是资源化利用率低，飞灰中可利用资源得不到开发，造成了资源的浪费，因此生活垃圾焚烧飞灰的资源化利用在我国势在必行。发明专利CN102161490公开了一种从垃圾焚烧飞灰中提取钾钠盐的系统和利用该系统提取钾钠盐的方法，利用该系统通过水洗溶解盐、滤液沉淀处理和提盐等过程提取氯化钾和氯化钠，但是系统复杂，能耗高，产品纯度不高，钾钠纯度分别为85％和80％，并且生活垃圾焚烧飞灰中含有大量的钙没有被回收，资源化利用低。因此，全面高效的回收飞灰中可溶性无机盐类，减少飞灰处理过程中资源的浪费，对实现垃圾焚烧飞灰高值化利用具有现实意义。

发明内容

本发明的目的在于针对当前生活垃圾焚烧飞灰处理过程中高含量的无机氯盐对飞灰的固化/稳定化效果及资源化利用过程的影响，提供一种飞灰回收无机氯盐的方法。该方法先通过飞灰多次浸取，提高浸取液的浓度，然后通过蒸发步骤上的设计：首先分离出氯化钠，再通过蒸发分离氯化钾和氯化钠，最后通过蒸发分离氯化钙，实现了包含钙盐在内的主要无机盐的全部提取，且在提取过程中母液实现循环利用，避免了二次污染。本发明蒸发过程能耗降低，且得到纯度较高的氯化钾、氯化钠和氯化钙，实现飞灰的资源化利用。

本发明的技术方案为：

一种生活垃圾焚烧飞灰中回收无机盐的方法，包括如下步骤：

1)按照质量比飞灰：水＝1：0.6～1：1.5，将飞灰加入到水中，搅拌0.5～9h，然后进行固液分离，得到固体和浸取液；然后按照质量比飞灰：浸取液＝1：0.6～1：1.5再称取飞灰，加入到浸取液中，搅拌0.5～9h，然后进行固液分离；然后重复：飞灰加入浸取液-搅拌-固液分离过程0～2次；

2)将第1)步中最终得到的浸取液进行升温蒸发；当到达109～113℃时，保温沉降后进行固液分离，得到氯化钠和第一母液；

3)将步骤2)所得的第一母液继续升温蒸发，达到115.5～117℃时，然后冷却到0～40℃固液分离得到钠钾混盐和第二母液；第二母液蒸干得到氯化钙；

4)将步骤3)所得的钠钾混盐与第一溶剂混合，然后在95℃下热溶8～13分钟，然后冷却到0～40℃，最后固液分离得到粗氯化钾和第三母液；第三母液作为以后循环中步骤4)的溶剂备用；其中，所述的第一溶剂为水、之前循环中步骤4)产生的第三母液，或者二者的混合物；质量比钠钾混盐：水＝1:1.3～1.5；

5)向步骤4)所得的粗氯化钾加入第二溶剂，搅拌后得到纯氯化钾和第四母液；第四母液用来作为后续循环生产中步骤5)的第二溶剂；其中，加入的第二溶剂的质量为粗氯化钾质量的18～20％；所述的第二溶剂为水、之前循环中步骤4)产生的第四母液，或者二者的混合物；

所述的飞灰中本发明所涉及元素的质量百分比包括：K⁺为2％～4％，Na⁺为2％～4％，Ca²⁺为20％～40％。

所述的步骤3)和步骤4)中的冷却为搅拌下水冷。

所述的步骤2)和步骤3)中的升温速率为1℃/min～5℃/min。

本发明的实质性特点为：

发明人根据K⁺，Na⁺，Ca²⁺//Cl^-—H₂O四元体系相图对飞灰提取无机盐的长期实验研究，设计出本发明。该方法中浸取液的组成落在氯化钠的结晶区，蒸发首先析出氯化钠，然后是析出氯化钾和氯化钠的混合盐，待液相点到达共饱点时停止蒸发，固液分离后母液继续蒸发得到氯化钙。

本发明的有益效果为：

本发明以生活垃圾焚烧飞灰为原料，通过多次浸取得到高浓缩的浸取液，经过蒸发分离全面回收利用飞灰中的无机盐，所得的纯KCl质量含量95％以上,CaCl₂质量含量93％以上,NaCl质量含量95％以上，得以提高飞灰的经济效益，减少飞灰处理过程中资源的浪费，进而实现垃圾焚烧飞灰高值化利用。

具体实施方式