飞灰水洗渣的资源回收工艺的制作方法

1.本发明属于对垃圾焚烧产生的飞灰进行无害化处理的技术领域，具体涉及一种飞灰水洗渣的资源回收工艺。


背景技术：

2.我国垃圾焚烧飞灰产量巨大，随着生活垃圾清运量的增加，焚烧处理比例的上升，垃圾焚烧产业将爆发式增长。到2020年底，垃圾总焚烧量达59.14万吨/日，在垃圾焚烧的过程中，焚烧烟气净化过程和余热回收利用过程（如余热锅炉）中的捕集物和烟道、烟囱底部沉降的微小颗粒，包括烟灰、喷入的吸附剂、烟道气的冷凝产物与反应产物等，其产生量一般为焚烧量的2%~5%，为垃圾焚烧灰渣总量的20%左右。其化学成分可分为大致可分为三大类：水溶性盐（钠盐、钾盐等占比30%左右）；钙质成分（氧化钙、碳酸钙等，占比56%以上）和其他（重金属、硅、磷酸盐、二噁英等，占比14%左右）。这些污染物在进行烟气净化时大部分会被除尘系统截留形成飞灰，年产生飞灰量约为1000万吨。大中型城市飞灰产生量大、土地资源紧张，以填埋为主的处置方式面临越来越大的压力，垃圾焚烧飞灰资源化、减量化及无害化处理是最终趋势。因此如何合理利用飞灰，实现废弃资源的再度利用已迫在眉睫。
3.2008年《国家危险废物名录》修订时明确“生活垃圾焚烧飞灰”属于危险废物，具有毒性，危废类别为hw18。飞灰一旦排放到环境中，将会对水，空气、土壤造成严重的污染和破坏，同时重金属和二噁英都会环境和对生物体产生极大危害，而水溶性钠盐、钾盐、钙盐，其本身虽然没有毒性，但是水溶性盐的存在，会对飞灰的无害化、资源化处理造成极大的危害。
4.传统的垃圾焚烧处理厂产生的飞灰有三个去向：1、高温熔融处理后做建材；2、进入水泥窑协同处理；3、固化稳定化并检测达标之后进入填埋场。其中第2种是目前主流的飞灰处理方式，已经制定了一些国家标准。飞灰中的无机氯盐会降低资源化产品的品质，由于飞灰中的大部分氯以可溶性氯盐的形式存在，因此水洗常作为飞灰资源化利用前经济、有效的预处理方式。飞灰水洗后剩余的主要为钙质成分和重金属，水泥窑协同将重金属固定在水泥熟料中，水泥制品在环境中均有一定寿命，服役期满后均会成为建筑废物，协同处置飞灰带入的重金属无疑将成为未来建筑废物处理和利用的沉重负担。


技术实现要素：

5.本发明为克服现有技术的不足，提供一种飞灰水洗渣的资源回收工艺，其主要解决的技术问题是现有的水泥窑协同处理飞灰过程中，飞灰中所含的重金属不能去除，会混入水泥中，一定程度影响未来建筑废物的处理和在利用。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种飞灰水洗渣的资源回收工艺，其包括如下步骤：步骤一、飞灰水洗制备浆液，然后用抽滤机对制得的浆液进行抽滤，得到水洗液以及固渣；
步骤二、将所述固渣进行碱浸，获得碱浸液和余渣，调节碱浸液ph为8-10，使碱浸液中沉淀出有价金属渣，提取出所述有价金属渣，剩余废液，所述废液回用于碱浸阶段；步骤三、对所述余渣进行煅烧，得到生石灰，生石灰可回用于焚烧发电厂的烟气净化。
7.优选于：上述步骤一中得到的所述水洗液通过mvr蒸发器蒸发结晶，降温结晶出钾盐，通过离心分离获得钾盐和混盐废液，将所述混盐废液电解，得到氢氧化钠和氯气，得到的氢氧化钠用于上述步骤二中的碱浸阶段以及调节所述碱浸液ph值阶段。
8.优选于：上述步骤一中飞灰水洗制备浆液，同时向所述浆液中通入二氧化碳气体调节ph值为6-8，加大有价金属和钙离子沉淀，有利于后续资源化。
9.优选于：上述步骤二中的碱浸采用氢氧化钠。
10.本发明与现有技术相比，具有以下优点：1、采用碱浸的方式对飞灰水洗得到的固渣进行浸出回收有价金属，同时将碱浸后的余渣进行煅烧获得生石灰，从而实现飞灰水洗渣的无害化和资源回收；2、通过对水洗液蒸发结晶提取钾盐后的废液进行电解，生成氢氧化钠，将生成的氢氧化钠用于碱浸环节，能有效的节约试剂成本，无需额外购买碱浸环节所需的强碱试剂；3、余渣煅烧获得的生石灰能够回用于垃圾焚烧发电厂的烟气净化，进一步节约成本、降低能耗。
附图说明
11.图1为飞灰水洗渣的资源回收工艺流程图。
具体实施方式
12.以下结合较佳实施例以及说明书附图1对本发明提供一种飞灰水洗渣的资源回收工艺作进一步的描述。
13.如图1所示，本发明采用的飞灰水洗渣的资源回收工艺是一种将飞灰进行水洗制备浆液，飞灰中主要成分有可溶盐、钙质成分、重金属、二噁英等，一般为碱性，在飞灰水洗浆液中通入二氧化碳气体调节ph值至6-8，有利于有价金属和钙离子沉淀，然后抽滤得到水洗液与固渣，其中所述水洗液通过mvr蒸发器蒸发结晶，降温结晶出钾盐，通过离心分离获得钾盐和混盐废液，将所述混盐废液电解，得到氢氧化钠和氯气，而氯气保存与运输不便，可考虑与飞灰水洗渣资源化的石灰反应生产漂白剂的主要成分，一方面提高经济性，另一方面降低危险性；选用氢氧化钠对所述固渣进行碱浸，所述碱浸环节可以直接采用上述混盐废液电解得到的氢氧化钠作为强碱试剂，能够有效的节约试剂、降低成本，碱浸后得到碱浸液以及余渣，使用上述混盐废液电解得到的氢氧化钠调节碱浸液的ph使金属离子沉淀，从而提取有价金属渣，剩余废液可回用在碱浸环节，再根据各种金属的特性以及含量，通过选矿、浸出等措施逐步提取分离回收有价金属，同时将所述余渣进行煅烧生成生石灰，生石灰可以回用于垃圾焚烧厂烟气净化阶段，而飞灰的产生正是来自于垃圾焚烧，飞灰水洗渣资源回收获得生石灰，从而使整个系统中形成全工艺上的闭环。
14.如上所述，本发明可实现飞灰水洗渣中的有价金属全资回收，与常规的飞灰水洗渣处理为水泥窑协同处置相比，本工艺采用碱浸法提取了飞灰中的重金属，并将余渣制成
了垃圾焚烧发电厂烟气净化阶段所需的生石灰，比水泥窑协同工艺更加方便、节能。
15.实施例1，其包括如下步骤：一种飞灰水洗渣的资源回收工艺，其包括如下步骤：步骤一、飞灰水洗制备浆液，向所述浆液中通入二氧化碳气体调节ph值为6-8，加大有价金属和钙离子沉淀，有利于后续资源化，然后用抽滤机对制得的浆液进行抽滤，得到水洗液以及固渣；所述水洗液通过mvr蒸发器蒸发结晶，降温结晶出钾盐，通过离心分离获得钾盐和混盐废液，将所述混盐废液电解，得到氢氧化钠和氯气；步骤二、采用上述步骤一中获得的氢氧化钠将所述固渣进行碱浸，获得碱浸液和余渣，并调节碱浸液ph为8-10，使碱浸液中沉淀出有价金属渣，提取出所述有价金属渣，再根据各种金属的特性以及含量，通过选矿、浸出等措施逐步提取分离回收有价金属，剩余废液，所述废液回用于碱浸阶段；步骤三、对所述余渣进行煅烧，得到生石灰，生石灰可回用于焚烧发电厂的烟气净化。
16.实施例2，其包括如下步骤：步骤一、采用多级逆向制浆的飞灰水洗方式，1）将飞灰与水按照1：3-5的固液比混合制备浆液，同时向浆液中通入二氧化碳气体调节ph值为6-8；2）用抽滤机对1）中制得的浆液进行抽滤，得到高浓度水洗液以及固渣；3）将2）得到的固渣与水按照1：3-5的固液比混合制备浆液；4）用抽滤机对3）制得的浆液进行抽滤，得到高浓度水洗液以及固渣；5）将4）得到的固渣与水按照1：3-5的固液比混合制备浆液；6）用抽滤机对5）制得的浆液进行抽滤，得到高浓度水洗液以及固渣；7）将6）得到固渣与水按照1：5-8的固液比混合制备浆液；8）用抽滤机对7）制得的浆液进行抽滤，得到低浓度水洗液以及固渣，将低浓度水洗液用dtro膜浓缩，得到浓水与淡水，浓水回用到1）中用于与飞灰混合制备浆液，通过逆向的浓水回用进而提升制浆浓度，最大化的提升水洗液中的含盐量，进一步回收浓水中的可溶盐资源，淡水逆向回用到7）中用于与固渣混合制备浆液，使水资源能够重复利用；对2）、4）、6）中得到的高浓度水洗液混合后进行无害化、资源化，将混合后的所述高浓度水洗液通过mvr蒸发器蒸发结晶，降温结晶出钾盐，通过离心分离获得钾盐和混盐废液，将所述混盐废液电解，得到氢氧化钠和氯气；步骤二、采用上述步骤一中获得的氢氧化钠将所述固渣进行碱浸，获得碱浸液和余渣，并调节碱浸液ph为6-8，使碱浸液中沉淀出有价金属渣，提取出所述有价金属渣，再根据各种金属的特性以及含量，通过选矿、浸出等措施逐步提取分离回收有价金属，剩余废液，所述废液回用于碱浸阶段；步骤三、对所述余渣进行煅烧，得到生石灰，生石灰可回用于焚烧发电厂的烟气净化。
17.对比例1：专利公告号cn112642842a提出一种高温熔融及全资源分类回收处理生活垃圾焚烧飞灰的方法，通过高温熔融的方式，利用无定型玻璃体稳定固化效果，充分且同时实现了飞灰无害化、减量化、资源化；熔融玻璃体满足相关国家标准要求，冷却凝固后的
玻璃体可资源化利用；飞灰高温熔融处理过程中产生的烟气经烟气处理系统处理后达标排放；烟气处理产生的浓缩灰与熔融过程产生的氯盐经再处理系统处理，生成工业盐与金属冶炼原料，过程产生的残渣返回原流程；飞灰高温熔融过程中形成的还原金属液固化后作为金属冶炼原料。
18.该发明回收工艺对设备要求高，成本高。与该发明的工艺对比，本发明具有以下优点：
①
本发明采用工艺简单，成本较低的方式回收有价金属；
②
本发明可回收飞灰中大量的钙质成分，得到的石灰回用于垃圾焚烧发电厂中的烟气净化阶段；
③
本发明的水洗渣中产物主要为氧化物，易回收，采用湿法工艺回收，对设备要求低，成本低。
19.统计学差异：表1为飞灰水洗渣重金属数据。元素pbznnicucdcr含量ppm1204.35215.813.3436.214.7622.6
20.表2为统计的实施例以及对比例。 铅回收率%锌回收率%铜回收率%石灰回收率实施例183.0392.886.7187.54对比例158.1484.8577.05/
21.从上表可以看出，本发明所提供的一种飞灰水洗渣的资源回收工艺中所得到的水洗渣近乎全资源化，水洗液中电解出的氢氧化钠又可以用于碱浸水洗渣，有效的节约试剂，降低运营成本，并且还可回收飞灰中大量的钙质成分，得到的石灰回用于垃圾焚烧发电厂中的烟气净化阶段。
22.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效工艺变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

技术特征：
1.一种飞灰水洗渣的资源回收工艺，其包括如下步骤：步骤一、飞灰水洗制备浆液，然后用抽滤机对制得的浆液进行抽滤，得到水洗液以及固渣；步骤二、将所述固渣进行碱浸，获得碱浸液和余渣，调节碱浸液ph为8-10，使碱浸液中沉淀出有价金属渣，提取出所述有价金属渣，剩余废液，所述废液回用于碱浸阶段；步骤三、对所述余渣进行煅烧，得到生石灰，生石灰可回用于焚烧发电厂的烟气净化。2.根据权利要求1所述的飞灰水洗渣的资源回收工艺，其特征在于：上述步骤一中得到的所述水洗液通过mvr蒸发器蒸发结晶，降温结晶出钾盐，通过离心分离获得钾盐和混盐废液，将所述混盐废液电解，得到氢氧化钠和氯气，得到的氢氧化钠用于上述步骤二中的碱浸阶段以及调节所述碱浸液ph值阶段。3.根据权利要求2所述的飞灰水洗渣的资源回收工艺，其特征在于：上述步骤一中飞灰水洗制备浆液，同时向所述浆液中通入二氧化碳气体调节ph值为6-8。4.根据权利要求3所述的飞灰水洗渣的资源回收工艺，其特征在于：上述步骤二中的碱浸采用氢氧化钠。

技术总结
本发明采用的飞灰水洗渣的资源回收工艺是一种将飞灰进行水洗制备浆液，然后抽滤得到水洗液与固渣，其中所述水洗液通过MVR蒸发器蒸发结晶，离心分离获得钾盐和混盐废液，将所述混盐废液电解，得到氢氧化钠和氯气；选用氢氧化钠对所述固渣进行碱浸，得到碱浸液以及余渣，调节碱浸液的pH使金属离子沉淀，从而提取有价金属渣，剩余废液可回用在碱浸环节，再根据各种金属的特性以及含量，通过选矿、浸出等措施逐步提取分离回收有价金属，同时将所述余渣进行煅烧生成生石灰，生石灰可以回用于垃圾焚烧厂烟气净化阶段，而飞灰的产生正是来自于垃圾焚烧，飞灰水洗渣资源回收获得生石灰，从而使整个系统中形成全工艺上的闭环。而使整个系统中形成全工艺上的闭环。而使整个系统中形成全工艺上的闭环。


技术研发人员：徐光前 柴喜林 付航
受保护的技术使用者：江西省万年中南环保产业协同研究院有限公司
技术研发日：2021.08.31
技术公布日：2022/3/8