一种垃圾焚烧飞灰脱氯制盐的方法

1.本发明涉及环保-资源循环回收利用领域，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰脱氯制盐的方法。


背景技术：

2.生活垃圾焚烧飞灰是生活垃圾在燃烧过程产生的一种固态废弃物，其粒径一般在1～100μm之间。根据化学成分分析，飞灰主要含有钙、硅、氯等元素，其中氯离子含量较高，在5-20％之间，飞灰中还含有二噁英和较高浓度的重金属，如pb、cd、hg、cr等，被认定为一种典型的危险固体废物。《国家危险废物名录》已经明确规定飞灰属于hw18类危险废物。由于现代城市固体废物、厨房废物和塑料废物增多，相应的垃圾焚烧产生的飞灰也越来越多。若处理不当不仅会污染水体，还会造成重金属离子的浸出，引起重金属迁移，造成地下水、土壤及空气的污染。在资源化利用的今天，垃圾焚烧飞灰的安全化处理、资源化利用逐渐成为一个国际研究热题。
3.垃圾焚烧飞灰中的高重金属离子、二恶英和高氯离子含量成为阻碍彻底实现垃圾飞灰资源化利用的三座大山。对垃圾焚烧飞灰进行脱氯脱盐是实现垃圾焚烧飞灰资源循环利用有效的途径之一，针对如何对垃圾焚烧飞灰脱氯的方法上，国内开展了大量研究，目前主要的生产工艺是采用直接水洗法提取其中的氯盐。如：吴成强等人(吴成强,蔡沈燕,邵倩等.生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯工程化研究与应用[j].中国给水排水,2020,36(22):152-155.)采用飞灰制浆、水洗、废水物化预处理和机械压缩蒸发工艺，对垃圾焚烧飞灰进行了水洗脱盐试验，并获得了副产品氯化钠和氯化钾，实现了垃圾焚烧飞灰中氯盐的循环回收利用。但垃圾焚烧飞灰制成浆料时粘度大，流动性差，在制浆水洗过程中，易出现水洗单元之间堵管，且废水在澄清后仍含有大量的钙镁离子和重金属离子，大大增加了提取氯化钠和氯化钾的成本，直接造成垃圾焚烧飞灰水洗项目的投资回报率低的问题。叶珍等人(叶珍,任凌伟,许李等.一种生活垃圾焚烧飞灰水洗废水脱钙预处理系统[p].浙江省：cn213569979u,2021-06-29)开发了一种生活垃圾焚烧飞灰水洗废水脱钙预处理系统，快速有效地将飞灰水洗废水中的钙镁离子清除，在一定程度上提高了废水中的重金属离子去除效率，但不能有效解决垃圾焚烧飞灰在制浆、沉降、絮凝、澄清等过程设备腐蚀、管道堵塞、固液难分离等问题。
[0004]
综上，垃圾焚烧飞灰用传统方法在制浆水洗过程中，步骤繁琐工艺复杂，制备浆料用水量大，料浆粘度大，易堵管，水洗废液浑浊固液分离困难，难以彻底脱盐。


技术实现要素：

[0005]
本发明提供一种垃圾焚烧飞灰脱氯制盐的方法，本发明的垃圾焚烧飞灰脱氯制盐的方法能相对彻底地去除垃圾焚烧飞灰中的盐和重金属，从而省去了后续对重金属离子去除步骤，有效降低了氯盐水洗浸出用水量，进而大大节约了成本。
[0006]
本发明通过以下技术方案实现：
[0007]
一种垃圾焚烧飞灰脱氯制盐的方法，包括如下步骤：
[0008]
将垃圾焚烧飞灰与辅料按照质量比为(1～2.5)：1混合均匀，加水造粒制成小球；然后干燥，接着在800-900℃下烧结1-2h，降温后，在20-80℃的清水中浸泡清洗2～3次；
[0009]
接着收集每次浸泡清洗后的浸出液，
[0010]
将所得的浸出液蒸发结晶即得所述的盐；
[0011]
所述的辅料为玻璃粉或者粘土中的一种或者两种任意比例的混合物。
[0012]
进一步地，浸泡清洗时料液比为1:3-10，浸泡时间为10～24h。
[0013]
进一步地，垃圾焚烧飞灰和辅料的混合物与水的质量比为1：0.1～0.3。
[0014]
进一步地，干燥时，在100-110℃下干燥4-8h。
[0015]
较之前的现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明的一种垃圾焚烧飞灰脱氯制盐的方法能高效脱除垃圾焚烧飞灰中的氯盐并得到工业级的氯化钠和氯化钾晶体。该方法对垃圾焚烧飞灰进行中低温烧结后，水洗浸出氯盐时，浸出液中钙离子含量和重金属离子含量极低，远低于直接制浆水洗得到的废水中重金属离子的含量，省去了后续对重金属离子去除步骤，有效降低了氯盐水洗浸出用水量，大大节约了成本。
[0016]
本发明为垃圾焚烧飞灰氯盐资源化循环利用提供了理论和可靠技术依据。
具体实施方式
[0017]
下面结合具体实施方式对本发明进一步阐述
[0018]
实施例1
[0019]
一种垃圾焚烧飞灰脱氯制盐的方法，包括如下步骤：
[0020]
将垃圾焚烧飞灰与辅料按照质量比为2：1混合均匀(本实施例在球磨机中混合2小时)，加水造粒(本实施例在造粒机中造粒)；然后干燥，接着在850℃下烧结1.5h(升温速率为5℃/min)，降温后，在25℃的清水中浸泡清洗2次；
[0021]
接着收集每次浸泡清洗后的浸出液，
[0022]
将所得的浸出液蒸发结晶即得所述的盐；
[0023]
所述的辅料为玻璃粉或者粘土中的一种或者两种任意比例的混合物。
[0024]
本实施例浸泡清洗时料液比为1:5，浸泡时间为12h。
[0025]
本实施例垃圾焚烧飞灰和辅料的混合物与水的质量比为1：0.2。
[0026]
本实施例干燥时在105℃下干燥4h。
[0027]
本实施例将浸出液蒸发结晶得到的盐为氯化钠和氯化钾晶体。
[0028]
本实施例中的废玻璃粉来自浑源骏宏新材料有限公司。
[0029]
垃圾焚烧飞灰取自江西省某炉排炉垃圾焚烧发电厂，垃圾焚烧飞灰为粉末状，主要化学成分和主要重金属含量如表1、2所示
[0030]
表1本发明垃圾焚烧飞灰的主要化学成分
[0031][0032]
表2本发明垃圾焚烧飞灰中主要重金属含量
[0033][0034]
对过滤后所得到的澄清浸出液进行重金属离子检测，测试结果如表3所示，结果显示重金属离子含量极低，烧结处理能有效固化垃圾焚烧飞灰中的重金属离子。
[0035]
表3浸出液中重金属离子含量
[0036][0037]
本实施例所得到的盐(氯化钠和氯化钾晶体)质量总和占垃圾飞灰用量的35.68％，即：每100g垃圾焚烧飞灰可以回收35.68g工业级氯盐(氯化钠和氯化钾)。
[0038]
实施例2
[0039]
一种垃圾焚烧飞灰脱氯制盐的方法，包括如下步骤：
[0040]
将垃圾焚烧飞灰与辅料按照质量比为1：1混合均匀，加水造粒制成小球；然后干燥，接着在800℃下烧结2h，降温后，在20℃的清水中浸泡清洗3次；
[0041]
接着收集每次浸泡清洗后的浸出液，
[0042]
将所得的浸出液蒸发结晶即得所述的盐；
[0043]
所述的辅料为玻璃粉或者粘土中的一种或者两种任意比例的混合物。
[0044]
本实施例浸泡清洗时料液比为1:3，浸泡时间为24h。
[0045]
本实施例垃圾焚烧飞灰和辅料的混合物与水的质量比为1：0.1。
[0046]
本实施例干燥时，在100℃下干燥8h。
[0047]
对过滤后所得到的澄清浸出液进行重金属离子检测，测试结果如表4所示，结果显示重金属离子含量极低，烧结处理能有效固化垃圾焚烧飞灰中的重金属离子。
[0048]
表4浸出液中重金属离子含量
[0049][0050]
本实施例所得到的盐(氯化钠和氯化钾晶体)质量总和占垃圾飞灰用量的39.32％，即：每100g垃圾焚烧飞灰可以回收39.32g工业级氯盐(氯化钠和氯化钾)。
[0051]
实施例3
[0052]
一种垃圾焚烧飞灰脱氯制盐的方法，包括如下步骤：
[0053]
将垃圾焚烧飞灰与辅料按照质量比为2.5：1混合均匀，加水造粒制成小球；然后干燥，接着在900℃下烧结1h，降温后，在80℃的清水中浸泡清洗2次；
[0054]
接着收集每次浸泡清洗后的浸出液，
[0055]
将所得的浸出液蒸发结晶即得所述的盐；
[0056]
所述的辅料为玻璃粉或者粘土中的一种或者两种任意比例的混合物。
[0057]
本实施例浸泡清洗时料液比为1:10，浸泡时间为10h。
[0058]
本实施例垃圾焚烧飞灰和辅料的混合物与水的质量比为1：0.3。
[0059]
本实施例干燥时，在110℃下干燥4h。
[0060]
对过滤后所得到的澄清浸出液进行重金属离子检测，测试结果如表5所示，结果显示重金属离子含量极低，烧结处理能有效固化垃圾焚烧飞灰中的重金属离子。
[0061]
表5浸出液中重金属离子含量
[0062][0063]
本实施例所得到的盐(氯化钠和氯化钾晶体)质量总和占垃圾飞灰用量的33.46％，即：每100g垃圾焚烧飞灰可以回收33.46g工业级氯盐(氯化钠和氯化钾)。