1.本发明属于固体废弃物循环利用、处置技术领域，具体涉及一种浓缩灰酸洗重金属高效洗脱方法。
背景技术：
2.生活垃圾焚烧飞灰（以下简称“飞灰”）是垃圾焚烧厂烟气净化系统收集而得的焚烧残余物，约占垃圾焚烧总量的3~5%。飞灰中含有大量重金属及痕量二噁英类持久性有机污染物等有害物质，我国危险废物名录已明确规定飞灰为危险废物（hw18），一般采用填埋处置或资源化利用。
3.垃圾焚烧过程中大量重金属残留在飞灰中，且浓度可增加至原来的10倍以上。目前，飞灰重金属洗脱通常采用水洗、酸洗、碱洗及水洗预处理结合酸碱两步浸取等方法，不同浸取剂对重金属洗脱的效果差异较大。其中，水洗可有效去除飞灰中高浓度溶解盐，但只能将部分重金属洗脱到水洗液中，对重金属的洗脱率较低；酸洗几乎可以洗脱所有的重金属，但对于重金属pb洗脱率较低；碱洗可选择性提取两性重金属，而常规酸洗和碱洗的洗脱液呈强酸、强碱性，洗脱液的处理难度极大，产业化实施困难。现有专利技术中同样存在各种缺陷与不足，例如一种生活垃圾焚烧飞灰的脱毒分级资源化zl201610852292.0（授权公告号cn106282585b），将飞灰水洗脱盐脱氯处理后，进行酸洗脱除重金属，其中，酸洗环节中飞灰和酸液质量体积比为1:5-1:20g/ml，酸液添加量较大。高盐、重金属含量高的飞灰处理方法zl201711394576.0（授权公告号cn108179277b），采用酸洗液对飞灰进行洗涤，酸洗环节分别采用稀酸洗涤、高酸酸浸，两步加酸，步骤相对复杂。一种垃圾焚烧飞灰稳定无害化处理的方法zl201710697243.9（授权公告号cn107477597b），经过“水洗-酸浸-生石灰中和-水洗”处理后，重金属总去除率仅30%，去除率较低。
4.另外，针对飞灰中重金属的洗脱研究，前期主要研究对象为飞灰原灰。而浓缩灰是飞灰高温热处理制建材基材烟气治理过程产生的二次飞灰，鲜有重金属洗脱的研究报道。据统计，浓缩灰中的pb、zn、cu、cd分别为飞灰原灰的9~11倍、7~10倍、3~4倍和11~17倍。因浓缩灰中重金属富集，研究如何提高浓缩灰中重金属的洗脱率，后续加以提取利用重金属，可以说是缓解矿产资源短缺、减少环境污染的有效途径。
5.为克服现有技术的缺陷和不足，本发明提出一种浓缩灰酸洗重金属高效洗脱方法，针对飞灰高温热处理制建材基材烟气治理过程中产生的浓缩灰，采用酸洗处理工艺，并在酸洗过程中添加酸洗助剂，工艺方法简单，反应条件温和，且酸洗废液经过滤、除杂、提盐后可循环利用，洗脱浓缩灰烘干后进一步利用，无二次污染。本发明在有效提高重金属洗脱率的同时，降低工业化实施难度。
技术实现要素：
6.本发明的目的是针对现有技术的缺陷和不足，提出一种浓缩灰酸洗重金属高效洗脱方法，针对飞灰高温热处理制建材基材烟气治理过程中产生的浓缩灰，采用酸洗处理工
艺，并在酸洗过程中添加酸洗助剂，实现浓缩灰重金属的高效洗脱。酸洗废液经过滤、除杂、提盐后进行循环利用，洗脱浓缩灰烘干后进一步利用，整体工艺无二次污染。
7.本发明通过以下技术方案予以实现：采用酸洗处理工艺对浓缩灰进行酸洗，并在酸洗过程中添加酸洗助剂，通过控制固液比、酸洗液ph、酸洗助剂、酸洗助剂添加量、搅拌速率、反应时间及反应温度等，使浓缩灰中重金属最大限度的转入洗液。
8.包括以下步骤：（1）将浓缩灰与酸洗液按一定固液比混合，经机械搅拌，得到酸洗灰浆。
9.（2）在步骤（1）得到的酸洗灰浆中，按一定质量比添加酸洗助剂，经机械搅拌，得到酸洗助剂灰浆。
10.（3）将步骤（2）得到的酸洗助剂灰浆进行固液分离处理，分离得到酸洗废液和洗脱浓缩灰。
11.（4）将步骤（3）得到的酸洗废液经过滤、除杂、提盐后进行循环利用，洗脱浓缩灰烘干后进一步利用。
12.其中，所述酸洗液ph值控制在3~6之间，酸洗液为盐酸、硝酸、硫酸、醋酸的一种或几种的组合。
13.所述固液比为1:1~1:5（质量比）。
14.所述酸洗助剂为碳酸氢钙、硝酸钙、硫酸氢钙、氯化钙的一种或几种的组合。
15.所述酸洗助剂添加量为浓缩灰质量的5~30%。
16.所述机械搅拌的搅拌速率为1000~3000转/分，搅拌时间为40~60 min。
17.酸洗过程中的反应温度为25~50℃。
18.过滤除杂工艺，为陶瓷膜、微滤膜、纳滤膜、ro膜中的任意一种，提盐工艺为多效蒸发结晶、机械蒸汽再压缩结晶（mvr）、热力蒸汽再压缩结晶（tvr）中的任意一种。
19.本发明具有的优点和有益效果在于：本发明针对飞灰高温热处理制建材基材烟气治理过程中产生的浓缩灰，在酸洗过程中添加酸洗助剂，实现浓缩灰重金属的高效洗脱，浓缩灰中重金属zn、cu、cd、pb洗脱率均达到92%以上。酸洗废液经过滤、除杂、提盐后进行循环利用，洗脱浓缩灰烘干后进一步利用，整体工艺无二次污染。本发明工艺方法简单，反应条件温和，工业化实施难度低，具有较高的环境效益和经济效益。
具体实施方式
20.通过具体实施实例对本发明作进一步详细说明：实施例1：称取200g的浓缩灰，放入烧杯中，按照设定的固液比1:5加入自来水，启动电动搅拌器混合均匀，搅拌器转速1000转/分，搅拌时间为40min，反应温度维持50℃，采用浓度36% hcl调节ph并定期监测，保证整个实验过程中的溶液ph稳定至设定值4；加入15%的硝酸钙和5%碳酸氢钙，继续启动电动搅拌器混合均匀，搅拌器转速1000转/分，搅拌时间为40min，反应温度维持50℃，得到酸洗助剂灰浆。将酸洗助剂灰浆进行固液分离处理，分离得到酸洗废液和洗脱浓缩灰，酸洗废液经陶瓷膜过滤除杂，采用多效蒸发结晶提盐后进行循环利用，洗
脱浓缩灰烘干后进一步利用。
21.表1 灰渣重金属残留绝对值（固液比1:5）（mg/kg）实施例2：称取200g的浓缩灰，放入烧杯中，按照设定的固液比1:3加入自来水，启动电动搅拌器混合均匀，搅拌器转速1500转/分，搅拌时间为60min，反应温度维持25℃，采用浓度68% hno3调节ph并定期监测，保证整个实验过程中的溶液ph稳定至设定值5；加入15%的碳酸氢钙，继续启动电动搅拌器混合均匀，搅拌器转速1500转/分，搅拌时间为60min，反应温度维持25℃，得到酸洗助剂灰浆。将酸洗助剂灰浆进行固液分离处理，分离得到酸洗废液和洗脱浓缩灰，酸洗废液经ro膜过滤除杂，采用机械蒸汽再压缩结晶提盐后进行循环利用，洗脱浓缩灰烘干后进一步利用。
22.表2 灰渣重金属残留绝对值（固液比1:3）（mg/kg）上述实施例是对本发明进行的具体描述，只对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域技术人员根据上述发明内容做出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种浓缩灰酸洗重金属高效洗脱方法，包括以下步骤：（1）将浓缩灰与酸洗液按一定固液比混合，经机械搅拌，得到酸洗灰浆；（2）在步骤（1）得到的酸洗灰浆中，按一定质量比添加酸洗助剂，经机械搅拌，得到酸洗助剂灰浆；（3）将步骤（2）得到的酸洗助剂灰浆进行固液分离处理，分离得到酸洗废液和洗脱浓缩灰；（4）将步骤（3）得到的酸洗废液经过滤、除杂、提盐后进行循环利用，洗脱浓缩灰烘干后进一步利用。2.根据权利要求1所述的一种浓缩灰酸洗重金属高效洗脱方法，其特征在于，步骤（1）所述酸洗液ph值控制在3~6之间，酸洗液为盐酸、硝酸、硫酸、醋酸的一种或几种的组合。3.根据权利要求1所述的一种浓缩灰酸洗重金属高效洗脱方法，其特征在于，步骤（1）所述固液比为1:1~1:5（质量比）。4.根据权利要求1所述的一种浓缩灰酸洗重金属高效洗脱方法，其特征在于，步骤（2）所述酸洗助剂为碳酸氢钙、硝酸钙、硫酸氢钙、氯化钙的一种或几种的组合。5.根据权利要求1所述的一种浓缩灰酸洗重金属高效洗脱方法，其特征在于，步骤（2）所述酸洗助剂添加量为浓缩灰质量的5~30%。6.根据权利要求1所述的一种浓缩灰酸洗重金属高效洗脱方法，其特征在于，步骤（1）-步骤（2）所述机械搅拌的搅拌速率为1000~3000转/分，搅拌时间为40~60 min。7.根据权利要求1所述的一种浓缩灰酸洗重金属高效洗脱方法，其特征在于，步骤（1）-步骤（2）的反应温度为25~50℃。8.根据权利要求1所述的一种浓缩灰酸洗重金属高效洗脱方法，其特征在于，步骤（4）中的过滤除杂工艺，为陶瓷膜、微滤膜、纳滤膜、ro膜中的任意一种，提盐工艺为多效蒸发结晶、机械蒸汽再压缩结晶（mvr）、热力蒸汽再压缩结晶（tvr）中的任意一种。
技术总结
本发明公开了一种浓缩灰酸洗重金属高效洗脱方法，采用酸洗处理工艺对浓缩灰进行酸洗，并在酸洗过程中添加酸洗助剂，通过控制酸洗液种类、酸洗液pH、固液比、酸洗助剂种类、酸洗助剂添加量、搅拌速率、反应时间及反应温度等，使浓缩灰中重金属最大限度的转入洗液，实现浓缩灰酸洗重金属高效洗脱。酸洗废液经过滤、除杂、提盐后进行循环利用，洗脱浓缩灰烘干后进一步利用。本发明工艺方法简单，反应条件温和，且无二次污染，在有效提高重金属洗脱率的同时，降低工业化实施难度。降低工业化实施难度。
技术研发人员：郭涛 程熠晴 王建 张媛媛 朱峰 徐红梅
受保护的技术使用者：天津壹鸣环境科技股份有限公司
技术研发日：2022.06.20
技术公布日：2022/8/12