一种垃圾焚烧飞灰水洗液制备重金属吸附材料的方法与流程

本发明涉及垃圾焚烧飞灰水洗液制备，尤其涉及一种垃圾焚烧飞灰水洗液制备重金属吸附材料的方法。

背景技术：

1、垃圾焚烧飞灰是是生活垃圾焚烧后在热回收利用系统、烟气净化系统收集的物质，占原生垃圾总量2％～15％。飞灰成分十分复杂，包括二噁英、呋喃等持久性有机物和重金属盐等，属于hw18类危险废弃物。垃圾焚烧飞灰的主要组成成分是cao、mgo、sio2、fe2o3和al2o3等重金属氧化物组成，随着垃圾焚烧技术的主流化，飞灰年产量可观，具有资源化利用的巨大潜能。但目前飞灰资源化存在成本高、价值低，重金属浸出风险等问题，限制了飞灰资源化技术进一步应用。

2、而目前水洗是垃圾焚烧飞灰预处理最常用的手段，水洗后飞灰中大量的可溶性盐，如氯化钠、氯化钾会被洗出，同时会有部分氯化钙被水洗出。回收其中的氯化钠和氯化钾是飞灰水洗液资源化的一条主要途径，但氯化钙的存在会影响钾盐和钠盐的纯度，除氯化钙的主要手段有沉淀法和离子交换树脂法，沉淀法需消耗大量的试剂，且产生较多渣，离子交换树脂处理的浓度有限，提高了飞灰资源化处理成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种垃圾焚烧飞灰水洗液制备重金属吸附材料的方法，解决现有技术中除氯化钙的主要手段有沉淀法和离子交换树脂法，沉淀法需消耗大量的试剂，且产生较多渣，离子交换树脂处理的浓度有限，提高了飞灰资源化处理成本的问题。

2、本发明提供了如下技术方案：一种垃圾焚烧飞灰水洗液制备重金属吸附材料的方法，包括如下步骤：

3、步骤一、水洗脱盐：称取一定量的飞灰与水按照预设的固液混合比例，搅拌均匀后过滤得到水洗液，取上一次水洗液与新飞灰混合，重复水洗预设次数后保留最终水洗液；

4、步骤二、溶液配制：取定量的最终水洗液，根据最终水洗液中钙浓度，配制氯化铝溶液，使得最终水洗液与氯化铝溶液混合后的钙铝摩尔比在预设比例之间；

5、步骤三、溶液混合沉淀、陈化：对最终水洗液与氯化铝溶液进行搅拌混合，并在搅拌混合过程中逐滴加入氢氧化钠溶液，至ph值达到预设区间值后，静置陈化预设时间得到最终混合溶液；

6、步骤四、固渣过滤干燥：对步骤三所得的最终混合溶液进行过滤得到白色固渣，用去离子水对白色固渣洗涤预设次数，洗涤后的白色固渣在预设温度条件下干燥，即得到吸附材料。

7、在一种可能的设计中，在步骤四之后，还包括：

8、步骤五、过滤溶液蒸发结晶：对步骤四所得的最终混合溶液过滤后的溶液导入蒸发设备内，在预设温度进行蒸发结晶，分离出氯化钠和母液。

9、在一种可能的设计中，在步骤五之后，还包括：

10、步骤六、母液结晶：将步骤五中得到的母液在预设温度冷却结晶得到氯化钾；

11、步骤七、氯化钠分离：对步骤五中得到的氯化钠通过双极膜电渗析处理，分离得到氢氧化钠和盐酸。

12、在一种可能的设计中，在步骤七之后，还包括：

13、步骤八、氢氧化钠的循环利用：将步骤七中得到的氢氧化钠导入步骤三，在最终水洗液与氯化铝溶液进行搅拌混合时加入，作为步骤三的辅料循环利用。

14、在一种可能的设计中，步骤一中所述飞灰与水的固液混合比例为1：3～10，所述重复水洗次数为3～10次，每次水洗时长为10min。

15、在一种可能的设计中，步骤二中所述最终水洗液与氯化铝溶液混合后的钙铝摩尔比为2～4：1之间。

16、在一种可能的设计中，步骤三中所述ph值达到10～12后，静置陈化30min以上，得到最终混合溶液。

17、在一种可能的设计中，步骤四中所述白色固渣洗涤次数在3次以上，所述洗涤后的白色固渣在70～100℃温度条件下干燥。

18、在一种可能的设计中，步骤五中所述蒸发结晶温度为105℃～110℃。

19、在一种可能的设计中，步骤六中所述母液冷却结晶温度为20℃～30℃。

20、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

21、综上所述，由于采用了上述技术，本发明的有益效果是：按照预设比例称取一定量的飞灰与水进行混合过滤得到水洗液，再去上一次水洗液与新灰飞混合并重复水洗预设次数后保留最终水洗液，接着通过取定量的最终水洗液，根据最终水洗液中钙浓度，配制氯化铝溶液，使得最终水洗液与氯化铝溶液混合后的钙铝摩尔比在预设比例之间，紧接着对最终水洗液与氯化铝溶液进行搅拌混合，并在搅拌混合过程中逐滴加入氢氧化钠溶液，至ph值达到预设区间值后，静置陈化预设时间得到最终混合溶液，最后将所得的最终混合溶液进行过滤得到白色固渣，用去离子水对白色固渣洗涤预设次数，洗涤后的白色固渣在预设温度条件下干燥，即得到吸附材料，以上操作工艺简单，经济环保，且实现飞灰水洗液盐水资源化的同时，将其中需处理的钙杂质资源化为价值高的吸附材料，用于吸附水体中重金属，缓解了重金属污染处理的困境，解决了现有技术中除氯化钙的主要手段有沉淀法和离子交换树脂法，沉淀法需消耗大量的试剂，且产生较多渣，离子交换树脂处理的浓度有限，提高了飞灰资源化处理成本的问题。

技术特征：

1.一种垃圾焚烧飞灰水洗液制备重金属吸附材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水洗液制备重金属吸附材料的方法，其特征在于，在步骤四之后，还包括：

3.根据权利要求2所述的垃圾焚烧飞灰水洗液制备重金属吸附材料的方法，其特征在于，在步骤五之后，还包括：

4.根据权利要求3所述的垃圾焚烧飞灰水洗液制备重金属吸附材料的方法，其特征在于，在步骤七之后，还包括：

5.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水洗液制备重金属吸附材料的方法，其特征在于，步骤一中所述飞灰与水的固液混合比例为1：3～10，所述重复水洗次数为3～10次，每次水洗时长为10min。

6.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水洗液制备重金属吸附材料的方法，其特征在于，步骤二中所述最终水洗液与氯化铝溶液混合后的钙铝摩尔比为2～4：1之间。

7.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水洗液制备重金属吸附材料的方法，其特征在于，步骤三中所述ph值达到10～12后，静置陈化30min以上，得到最终混合溶液。

8.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水洗液制备重金属吸附材料的方法，其特征在于，步骤四中所述白色固渣洗涤次数在3次以上，所述洗涤后的白色固渣在70～100℃温度条件下干燥。

9.根据权利要求2所述的垃圾焚烧飞灰水洗液制备重金属吸附材料的方法，其特征在于，步骤五中所述蒸发结晶温度为105℃～110℃。

10.根据权利要求3所述的垃圾焚烧飞灰水洗液制备重金属吸附材料的方法，其特征在于，步骤六中所述母液冷却结晶温度为20℃～30℃。

技术总结
本发明属于垃圾焚烧飞灰水洗液制备技术领域，尤其涉及一种垃圾焚烧飞灰水洗液制备重金属吸附材料的方法，包括如下步骤：步骤一、水洗脱盐；步骤二、溶液配制；步骤三、溶液混合沉淀、陈化；步骤四、固渣过滤干燥，通过上述步骤，最终制备得到高品质的吸附材料，而以上操作工艺简单，经济环保，且实现飞灰水洗液盐水资源化的同时，将其中需处理的钙杂质资源化为价值高的吸附材料，用于吸附水体中重金属，缓解了重金属污染处理的困境。

技术研发人员：张洲,徐丽琴,柴喜林,姬梦琪,魏海英,段煜冰
受保护的技术使用者：中南（上饶）冶金产业研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17