本发明涉及一种
固废处理技术领域，特别涉及一种利用
湿法冶金工艺来处理垃圾焚烧飞灰的新的飞灰处理方法。
背景技术：
我国生活垃圾焚烧飞灰具有产生量巨大、富集重金属和二噁英、挥发性元素含量高等性质。飞灰的风险主要来自于其中富集的重金属和二噁英。二噁英虽然毒性较强，但在飞灰中含量甚微，且水溶性极低，控制其迁移相对容易。二噁英可通过控制焚烧炉内温度大于850℃并控制烟气在炉内停留2秒以上得到完全的分解。重金属在飞灰中含量较高，且遇水易溶出释放，是环境风险控制的重中之重。此外，某些大城市因拥有较发达的电子加工业，飞灰重金属的质量浓度较高，远高于国内其他城市。另外，由于含氯塑料和食盐含量较高的厨余垃圾入炉焚烧，导致我国飞灰的氯元素含量显著高于发达国家，大大增加了飞灰处理与利用的难度。
目前对垃圾焚烧飞灰的处理主要集中在水泥固化、螯合剂稳定化等方面。水泥固化方法，由于飞灰氯、硫、钾、钠等挥发性元素含量较高，进入水泥窑之前必须进行水洗预处理以去除挥发性元素，特别是要去除氯 (要求含量小于<0.04％)，这样必然会产生氯盐浓度很高的水洗废水，目前还没有运行稳定、效果良好、经济可行的处理方法。几年来的实践表明，采用螯合剂稳定化方法，部分重金属(如铅)难以稳定达到入场标准，且重金属固定主要依赖有机或无机螯合剂，长期固定效果存在一定的不确定性。国外已研制出多种垃圾焚烧飞灰处理的高温熔融炉，并在日本和欧洲有少量使用。但由于此工艺需要消耗大量能源，且对Pb，Cd，Zn等易挥发重金属元素需进行严格后续的烟气处理，导致飞灰处理成本较高，目前只能在经济发达的国家应用。
除此以外，目前国内尚无有报道一种经济高效的方法同时处理飞灰中可溶性盐及高含量重金属，如何分离飞灰中的重金属及氯盐，实现飞灰无害化及重金属与盐的资源回收，是一项重要的研究课题。为了改进现有技术状况，有必要研发新的飞灰处理技术。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种采用稀酸洗涤、高酸浸出及浸出灰洗涤工艺从飞灰中分离可溶性盐及重金属，实现飞灰无害化，进而顺利进入填埋场或资源化处理的高盐、重金属含量高的飞灰处理方法。
本发明的技术解决方案是所述高盐、重金属含量高的飞灰处理方法，其特殊之处在于，包括：
⑴采用酸洗液对飞灰进行洗涤，通过控制液固比，使飞灰中可溶性盐最大限度地转入洗液，获得具有回收价值的浓盐水，所得浓盐水经过分离回收盐后返回流程作为补充液继续洗涤下一批飞灰；
⑵洗涤后飞灰，采用酸浸液进行酸浸，通过控制液固比，使飞灰中重金属最大限度地进入浸出液，获得具有回收价值的重金属浸出液，经过分离回收重金属后残余液作为浸出补充液浸出下一批飞灰；
⑶酸浸后飞灰，通过分段洗涤工艺除掉残余重金属离子及未浸出完全的重金属，使飞灰浸出毒性达标，实现飞灰无害化。
优选地，所述步骤⑴进一步包括：所述酸为盐酸，浓度为0.5mol/L～ 2.5mol/L，液固比为1:1～5:1；分离回收盐所采用工艺为反渗透与蒸发结晶工艺相结合。
优选地，所述步骤⑵进一步包括：所述酸为盐酸，浓度为2.5mol/L～ 6mol/L，液固比为1:1～5:1；分离回收重金属所采用工艺为
电化学、沉淀法、萃取法或吸附法。
优选地，所述步骤⑶进一步包括：所述分段洗涤的段数为3～5段，洗涤液固比为1:1～4:1；第一段洗涤后洗液返回流程作为酸浸补充液，第二段洗涤后洗液作为第一段洗涤补充液……，每一段洗涤后洗液均返回上一流程重复利用，实现水的循环利用。
本发明的技术效果：按本发明的飞灰处理方法，通过稀酸洗涤脱盐、浓酸浸出重金属及浸出灰分段洗涤工艺，能有效分离飞灰中可溶性盐及重金属，使飞灰按HJ/T300-2007标准制备的浸出液中重金属浓度低于 GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》明确规定的重金属浸出浓度限值，从而达到生活垃圾填埋污染控制标准。
附图说明
图1是本发明高盐、重金属含量高的飞灰处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
本发明下面将结合附图作进一步详述：
请参阅图1所示，该高盐、重金属含量高的飞灰处理方法，其工艺步骤：
⑴采用浓度为0.5mol/L、液固比为3:1的稀盐酸对飞灰进行一次洗涤，使飞灰中可溶性盐进入洗水，过滤分离后得到洗涤后飞灰及浓盐水，浓盐水中盐含量在10～20％之间，满足反渗透、蒸发结晶的含量要求。
⑵洗涤后飞灰，采用浓度为3mol/L、液固比为4:1的浓盐酸进行酸浸，使飞灰中重金属进入浸出液，得到重金属浸出液，浸出液中主要重金属浓度分别为：Zn：1.89g/L、Pb：0.41g/L、Cd：0.063g/L、Cu：0.28g/L、 Fe：0.55g/L，可采用电化学、沉淀法、萃取法、吸附法等进行分离回收，回收重金属后的浸出液作为浸出补充液返回浸出下一批洗涤后飞灰；
⑶浓酸浸出后的飞灰，采用三段洗涤工艺除掉飞灰中残余重金属离子，
第一段洗涤液固比为2:1，洗涤液中主要重金属浓度分别为：Zn：1069 mg/L、Pb：63.68mg/L、Cd：27.77mg/L、Cu：137.86mg/L，其重金属浓度较高，且残余酸浓度较高，可作为洗涤飞灰的补充浸出液；第二段洗涤液固比为2:1，洗涤液中主要重金属浓度分别为：Zn：253.40mg/L、Pb： 9.98mg/L、Cd：6.21mg/L、Cu：30.76mg/L，其重金属浓度显著降低，可作为一段洗涤补充液；第三段洗涤液固比为2:1，洗涤液中主要重金属浓度分别为：Zn：54.25mg/L、Pb：1.17mg/L、Cd：2.59mg/L、Cu：5.65mg/L，洗液中重金属浓度进一步降低，但仍高于排放标准，无法直接排放，可作为二段洗涤补充液。经过三段洗涤后飞灰按HJ/T 300-2007标准制备的浸出液中重金属浓度分别为：Zn：3.22mg/L、Pb：0.21mg/L、Cd：0.13mg/L、 Cu：0.04mg/L，低于GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》明确规定的重金属浸出浓度限值(Zn≤100mg/L、Pb≤0.21mg/L、Cd≤0.15mg/L、 Cu≤40mg/L、)，达到生活垃圾填埋污染控制标准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
技术特征：
1.一种高盐、重金属含量高的飞灰处理方法，其特征在于，包括：
⑴采用酸洗液对飞灰进行洗涤，通过控制液固比，使飞灰中可溶性盐最大限度地转入洗液，获得具有回收价值的浓盐水，所得浓盐水经过分离回收盐后返回流程作为补充液继续洗涤下一批飞灰；
⑵洗涤后飞灰，采用酸浸液进行酸浸，通过控制液固比，使飞灰中重金属最大限度地进入浸出液，获得具有回收价值的重金属浸出液，经过分离回收重金属后残余液作为浸出补充液浸出下一批飞灰；
⑶酸浸后飞灰，通过分段洗涤工艺除掉残余重金属离子及未浸出完全的重金属，使飞灰浸出毒性达标，实现飞灰无害化。
2.根据权利要求1所述高盐、重金属含量高的飞灰处理方法，其特征在于，所述步骤⑴进一步包括：所述酸为盐酸，浓度为0.5mol/L～2.5mol/L，液固比为1:1～5:1；分离回收盐所采用工艺为反渗透与蒸发结晶工艺相结合。
3.根据权利要求1所述高盐、重金属含量高的飞灰处理方法，其特征在于，所述步骤⑵进一步包括：所述酸为盐酸，浓度为2.5mol/L～6mol/L，液固比为1:1～5:1；分离回收重金属所采用工艺为电化学、沉淀法、萃取法或吸附法。
4.根据权利要求1所述高盐、重金属含量高的飞灰处理方法，其特征在于，所述步骤⑶进一步包括：所述分段洗涤的段数为3～5段，洗涤液固比为1:1～4:1；第一段洗涤后洗液返回流程作为酸浸补充液，第二段洗涤后洗液作为第一段洗涤补充液……，每一段洗涤后洗液均返回上一流程重复利用，实现水的循环利用。
技术总结
本发明涉及一种高盐、重金属含量高的飞灰处理方法，包括：采用酸洗液对飞灰进行洗涤，通过控制液固比，使飞灰中可溶性盐最大限度地转入洗液，获得具有回收价值的浓盐水，所得浓盐水经过分离回收盐后返回流程作为补充液继续洗涤下一批飞灰；洗涤后飞灰，采用酸浸液进行酸浸，通过控制液固比，使飞灰中重金属最大限度地进入浸出液，获得具有回收价值的重金属浸出液，经过分离回收重金属后残余液作为浸出补充液浸出下一批飞灰；酸浸后的飞灰，通过分段洗涤工艺除掉残余重金属离子及未浸出完全的重金属，使飞灰浸出毒性达标，实现飞灰无害化。本发明的飞灰处理方法，成本低、处理效果好、能同时实现飞灰的无害化及重金属和可溶性盐的资源化。
技术研发人员：谢巧玲;林涛;王丹丹;陈福明;张淑然
受保护的技术使用者：深圳清华大学研究院
技术研发日：2017.12.21
技术公布日：2018.06.19
声明：
“高盐、重金属含量高的飞灰处理方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：深圳清华大学研究院
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2024年12月13日 ~ 15日 
