[发明专利]一种降低生活垃圾焚烧炉渣中金属溶出的方法与装置

说明书

本发明公开了一种降低生活垃圾焚烧炉渣中金属溶出的方法，包括以下步骤：(1)将生活垃圾焚烧炉渣颗粒粉碎至5mm以下；(2)将粉碎后的生活垃圾焚烧炉渣投放至反应釜中，加入柠檬酸溶液至刚好浸没生活垃圾焚烧炉渣，浸泡；(3)然后向反应釜中加入MgCl₂，开启反应釜加热器使反应釜内温度达到650～750℃，同时开启载气，保温1.5～2.5h，再将温度进一步升至900～950℃，保温1.5～2.5h，反应釜气体从排气管中排出，进入冷凝器，再进入尾气净化装置排出；(4)热反应结束后冷却至室温，将生活垃圾焚烧炉渣取出，冷凝器中不同保温阶段的冷凝物作为金属富集物分批回收。本发明降低生活垃圾焚烧炉渣中金属的溶出同时回收生活垃圾焚烧炉渣中的金属。

技术领域

本发明涉及环境保护技术和固体废物资源回收领域，具体涉及一种生活垃圾焚烧炉渣的处理方法，降低生活垃圾焚烧炉渣中金属的溶出同时对生活垃圾焚烧炉渣中的金属进行回收。

背景技术

焚烧已成为城市生活垃圾主要的处理方式之一。截止到2016年，我国共有生活垃圾焚烧场220座，每年处理生活垃圾6175.5万吨。据统计，垃圾焚烧厂每焚烧1吨生活垃圾产生0.2吨的生活垃圾焚烧炉渣。由此估算，我国每年产生生活垃圾焚烧炉渣1200多万吨。生活垃圾焚烧炉渣已成为我国城市重要的废物流。

在焚烧的过程中，生活垃圾中大部分金属被富集到生活垃圾焚烧炉渣中，导致生活垃圾焚烧炉渣中的金属含量超过土壤百倍以上。生活垃圾焚烧炉渣中丰富的金属含量使其具有回收的潜力价值。但是，生活垃圾焚烧炉渣中重金属均较为稳定，如何提高金属的活性对于炉渣中金属的回收具有较大的意义。另外，生活垃圾焚烧炉渣常常被用来作为建筑材料，例如用来作为路基材料，制砖，生产水泥以及作为垃圾填埋场覆盖层。生活垃圾焚烧炉渣回用过程中重金属的溶出会导致周边环境的污染，已成为限制生活垃圾回用的重要问题之一。

鉴于此，开发新型的生活垃圾焚烧炉渣处理技术，降低生活垃圾焚烧炉渣中重金属的溶出，同时对生活垃圾焚烧炉渣中的金属进行回收具有重要的意义。

发明内容

本发明提供一种降低生活垃圾焚烧炉渣中金属溶出的装置与方法，降低生活垃圾焚烧炉渣中金属的溶出，同时回收生活垃圾焚烧炉渣中的金属。

一种降低生活垃圾焚烧炉渣中金属溶出的方法，包括以下步骤：

(1)将生活垃圾焚烧炉渣颗粒粉碎至5mm以下；

(2)将粉碎后的生活垃圾焚烧炉渣投放至反应釜中，加入柠檬酸溶液至刚好浸没生活垃圾焚烧炉渣，浸泡；

(3)然后向反应釜中加入MgCl₂，开启反应釜加热器使反应釜内温度达到650～750℃，同时开启载气，保温1.5～2.5h，再将温度进一步升至900～950℃，保温1.5～2.5h，反应釜气体从排气管中排出，进入冷凝器，再进入尾气净化装置排出；

(4)热反应结束后冷却至室温，将生活垃圾焚烧炉渣取出，冷凝器中不同保温阶段的冷凝物作为金属富集物分批回收。

冷凝器中不同保温阶段的冷凝物作为金属富集物分批回收，即每一个保温阶段结束后立即取出冷凝器中的冷凝物。

生活垃圾焚烧炉渣是生活垃圾高温焚烧后的产物，其含有的大量金属以较为稳定的形态存在。加入柠檬酸可以促使生活垃圾焚烧炉渣中的金属由稳定形态向不稳定形态转变，提高金属的反应活性。加入MgCl₂后，大量的不稳定金属与Cl^-发生耦合，提高了金属的挥发性，有利于金属在高温状态下以氯化物(气态)转变。另外不同的金属氯化物在不同环境温度下其挥发性能不同，Pb、Cd、Zn等易挥发金属在700℃左右挥发反应基本完成，Cu、Cr、Mn则须在900℃以上发生较为完全的挥发。因此，在升温的过程中，分别在700℃左右和950℃左右保温，并对冷凝物分批回收有利于提高冷凝物中不同金属的浓度，提高回收金属的效率，同时具有一定的节能作用。