本发明涉及危险固体废弃物处理与资源化利用技术领域，尤其涉及焚烧飞灰资源化综合利用的处理方法。
背景技术：
现有焚烧炉的焚烧飞灰量(灼减率在5～10％)左右，飞灰组分比较复杂，一般富含废盐(钠钾盐)，废金属(如铁块)，废渣中组分为钙、镁、铝、硅、钾、锰等，同时还残余部分有害物质二噁英。
国内现在对焚烧飞灰的处理方式主要为固化稳定化处理，在固化过程中加水泥和螯合剂，使其防止飞灰中重金属和二噁英的浸出，飞灰经固化稳定化后送入填埋场填埋。飞灰固化稳定填埋的成本高昂，且填埋过程中占用和浪费了大量土地资源，国外发达国家已明令禁止填埋。此外该方法从根本上未解决飞灰的危害，其中的有害物质都没有去除，存在潜在的对人体和周围环境的破坏。
南方科技大学提出的专利申请cn111515225a中提出了一种垃圾焚烧飞灰的处理方法，该方法主要采用水洗脱盐，混合螯合剂、稳定剂固化重金属，然后混合水泥将重金属稳定的飞灰固化，装袋密封处理。该方法虽然减少了飞灰长时间填埋带来的重金属离子再次析出的风险，但该方法还是需要占用大量的土地资源储存该固化的飞灰。
青岛惠城环保科技有限公司的专利申请cn111454008a提到了一种垃圾焚烧飞灰零填埋技术方法，其主要提及利用水洗脱氯来去除飞灰中的氯、硫、碱类化合物，在将脱氯的剩余物制备成高端水泥。该方法虽然不需要在占用土地资源，但焚烧飞灰中的有价值金属并未被分离出。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种焚烧飞灰资源化综合利用的处理方法。
本发明的一个方面，本发明公开了一种焚烧飞灰资源化综合利用的处理方法，包括以下几个步骤：
步骤1：磁分选除铁；将经过焚烧回转窑出来的飞灰配制成一定质量分数的浆液，利用磁选机对浆液进行磁性物质的分选；
步骤2：热溶脱盐；将分离出所述磁性物质的所述飞灰浆液直接进入水洗罐，并加水进行水洗，并经离心机分离出飞灰膏和水洗滤液，反复清洗几次后，将水洗滤液加入预加热器中加热，并进行气液分离，得到结晶盐；
步骤3：富氧熔池熔炼炉协同处置；将所述飞灰膏通过上料机从
侧吹炉进料口直接加入侧吹炉中，并添加一定的溶剂到并添加一定溶剂到所述上料机；在高温环境下迅速干燥、热解、燃烧，焚烧飞灰在高温环境下熔炼成渣；将熔炼的所述渣在排放口排除，经过水淬成水淬玻璃体。
步骤4：将所述水淬玻璃体用于建材行业；经过富氧熔池协同处理的所述水淬玻璃体可作为建筑材料的骨料，应用于建筑工程中。
本发明通过最优结构化的处理，从步骤1到步骤4不需要额外转运或处理，且不会产生二次次生
危废，资源的最大利用化，不仅能节约填埋这种占用自然资源的不可再生资源，并可最大限度的提高资源利用率，实现了无害化和高值化的综合资源利用。
在一些具体的实施例中，在步骤1中，将所述飞灰与水混合，将所述飞灰配制成质量分数15％～40％的浆液，在进行所述磁分选。
在一些具体的实施例中，在步骤1中，所述磁分选过程中，磁分选的强度为1t～3t。
在一些具体的实施例中，在步骤1中，在配制所述浆液前，利用筛网或振筛机，将所述飞灰振动粉碎为200μm～400μm颗粒。
在一些具体的实施例中，在步骤1中，所述磁分选包括一次磁分选和二次磁分选。
在一些具体的实施例中，在步骤1中，所述一次磁分选的强度为1-2t，所述二次磁分选的强度为2-3t。
在一些具体的实施例中，步骤2中，对所述飞灰浆液清洗2～4次。
在一些具体的实施例中，步骤3中，所述熔剂为sio2。
在一些具体的实施例中，步骤3中，所述高温为1250～1350度。
附图说明
图1是本发明的焚烧飞灰资源化综合利用的流程图
图2是本发明实施例的磁分选过程的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明的一个方面，本发明公开了一种焚烧飞灰资源化综合利用的处理方法，包括：
步骤1：磁分选除铁；将经过焚烧回转窑出来的飞灰配制成一定质量分数的浆液，利用磁选机对浆液进行磁性物质的分选；
该步骤中，如图2所示，浆液进入进口101中，磁分选机1通过重力和离心力实现了物质的分离，带有磁性的物质从102出口甩出，其他物质进入103进口。通过将焚烧的飞灰通过磁分选去除磁性物质，而将磁性物质中含有大量的废金属，该废金属可被有效利用，实现了回收资源的合理利用，不仅减少了焚烧飞灰带来的环境污染，而且创造了较高的经济价值。
步骤2：热溶脱盐；将分离出磁性物质的飞灰浆液直接进入水洗罐，并加水进行水洗，并经离心机分离出飞灰膏和水洗滤液，反复清洗几次后，将水洗滤液加入预加热器中加热，并进行气液分离，得到结晶盐；
该步骤中，经过除铁的飞灰中，会含有水溶性的卤素盐和可溶性的重金属盐，卤素盐尤其是氯盐会增加重金属浸出的危险，还会影响后续飞灰的固化。若直接水洗，则水洗后的溶液也会含有较高的盐而需要进行二次处理。本技术方案中，通过水洗与蒸馏结合的方式，可直接得到结晶盐和脱盐后的飞灰。
步骤3：富氧熔池熔炼炉协同处置；将飞灰膏通过上料机从侧吹炉进料口直接加入侧吹炉中，并添加一定的溶剂到并添加一定溶剂到上料机；在高温环境下迅速干燥、热解、燃烧，焚烧飞灰在高温环境下熔炼成渣；将熔炼的渣在排放口排除，经过水淬成水淬玻璃体。
该步骤中，将经过去除磁性物质，脱盐的飞灰加热到1200-1500度，此时，飞灰中的有机物质完全溶解，飞灰中的无机熔渣降低形成玻璃体，玻璃体性能稳定，使得重金属无法溶出。
步骤4：将水淬玻璃体用于建材行业；经过富氧熔池协同处理的水淬玻璃体可作为建筑材料的骨料，应用于建筑工程中。
在一些具体的实施例中，在步骤1中，将飞灰与水混合，将飞灰配制成质量分数15wt％～40wt％的浆液，例如可以是15wt％，16wt％，17wt％，18wt％，19wt％，20wt％，21wt％，22wt％，23wt％，24wt％，25wt％，26wt％，27wt％，28wt％，29wt％，30wt％，31wt％，32wt％，33wt％，34wt％，35wt％，36wt％，37wt％，38wt％，39wt％，40wt％，在进行磁分选。由于焚烧飞灰是非常细小的粉尘，很容易团聚，若直接采用将飞灰放入磁分选设备进行分析，很难将磁性物质和非磁性物质分离。采用将飞灰配制成浆液的形式，可有效减少飞灰的团聚，从而进行磁性材料与非磁性材料的分离。
在一些具体的实施例中，在步骤1中，磁分选过程中，磁分选的强度为1t～3t，例如可以是1t、2t或3t，通过控制磁选机的磁场强度，可将飞灰中的有效磁性物质例如含铁，钴，镍等的回收，又可避免硫化物和碳化物被当做磁性物质被分离，保证了磁分选的效果。
在一些具体的实施例中，在步骤1中，在配制浆液前，利用筛网或振筛机，将飞灰振动粉碎为200μm～400μm颗粒。通过将飞灰振动粉碎，使得飞灰的整体颗粒保持均匀，更有利于磁分选的进行。
在一些具体的实施例中，在步骤1中，所述磁分选包括一次磁分选和二次磁分选。如图2所示，浆液进入进口101进行一次磁分选，第一磁分选机1通过重力和离心力实现了物质的第一次分离。带有磁性的物质从102出口甩出，其他物质进入103进口，在103通道中第二磁分选2通过重力和离心力实现了物质的第二次分离，带有磁性的物质从202出口中甩出，其他物质进入201中。通过两次的磁分选，最大化的分离出有价值的金属，实现了资源的最大化利用。
在一些具体的实施例中，在步骤1中，所述一次磁分选的强度为1-2t，例如可以是1t，1.5t，2t，所述二次磁分选的强度为2-3t，例如可以是2t，2.5t，3t，浆液中的物质的磁性不同，通过第一次磁分选，将强磁性物质分离，在通过第二次磁分选，将弱磁性物质分离，最大化的分离出有价值的金属，实现了资源的最大化利用。
在一些具体的实施例中，步骤2中，对飞灰浆液清洗2～4次。例如可以是2次，3次或4次，发明人发现通过多次的水洗可更有效的去除氯离子和重金属离子。
在一些具体的实施例中，步骤3中，熔剂为sio2。在富氧侧吹炉的协同处理中，sio2和飞灰能够反应，造渣，使飞灰最终形成玻璃体。
在一些具体的实施例中，步骤3中，高温为1250～1350度。在富氧侧吹炉的协同处理中，在1250～1350度的温度下能够使得飞灰迅速干燥、热解、燃烧。
在通过热溶脱盐以及富氧熔池熔炼炉协同处置，将飞灰形成水淬玻璃体，以年产3000吨为例，则可节省填埋费用750万元/年，增加收入20万元/年。
本发明通过结构化的处理，不需要额外的转运或处理，且不会产生二次次生危废，资源的最大利用化，不仅能节约填埋这种占用自然资源的不可再生资源，并可最大限度的提高资源利用率，实现了无害化和高值化的综合资源利用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
技术特征：
1.一种焚烧飞灰资源化综合利用的处理方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤1：磁分选除铁；将经过焚烧回转窑出来的飞灰配制成一定质量分数的浆液，利用磁选机对浆液进行磁性物质的分选；
步骤2：热溶脱盐；将分离出所述磁性物质的所述飞灰浆液直接进入水洗罐，并加水进行水洗，并经离心机分离出飞灰膏和水洗滤液，反复清洗几次后，将水洗滤液加入预加热器中加热，并进行气液分离，得到结晶盐；
步骤3：富氧熔池熔炼炉协同处置；将所述飞灰膏通过上料机从侧吹炉进料口直接加入侧吹炉中，并添加一定的溶剂到并添加一定溶剂到所述上料机；在高温环境下迅速干燥、热解、燃烧，焚烧飞灰在高温环境下熔炼成渣；将熔炼的所述渣在排放口排除，经过水淬成水淬玻璃体。
步骤4：将所述水淬玻璃体用于建材行业；经过富氧熔池协同处理的所述水淬玻璃体可作为建筑材料的骨料，应用于建筑工程中。
2.根据权利要求1所述的焚烧飞灰资源化综合利用的处理方法，其特征在于，所述步骤1中，将所述飞灰与水混合，将所述飞灰配制成质量分数15％～40％的浆液，在进行所述磁分选。
3.根据权利要求2所述的焚烧飞灰资源化综合利用的处理方法，其特征在于，所述步骤1中，所述磁分选过程中，磁分选的强度为1t～3t。
4.根据权利要求2或3所述的焚烧飞灰资源化综合利用的处理方法，其特征在于，所述步骤1中，在配制所述浆液前，利用筛网或振筛机，将所述飞灰振动粉碎为200μm～400μm颗粒。
5.根据权利要求1所述的焚烧飞灰资源化综合利用的处理方法，其特征在于，所述步骤1中，所述磁分选包括一次磁分选和二次磁分选。
6.根据权利要求5所述的焚烧飞灰资源化综合利用的处理方法，其特征在于，所述步骤1中，所述一次磁分选的强度为1-2t，所述二次磁分选的强度为2-3t。
7.根据权利要求2所述的焚烧飞灰资源化综合利用的处理方法，其特征在于，所述步骤2中，对所述飞灰浆液清洗2～4次。
8.根据权利要求2所述的焚烧飞灰资源化综合利用的处理方法，其特征在于，所述步骤3中，所述熔剂为sio2。
9.根据权利要求1所述的焚烧飞灰资源化综合利用的处理方法，其特征在于，所述步骤3中，所述高温为1250～1350度。
技术总结
本发明公开了一种焚烧飞灰资源化综合利用的处理方法，包括以下几个步骤：步骤1：磁分选除铁；将经过焚烧回转窑出来的飞灰配制成一定质量分数的浆液，利用磁选机对浆液进行磁性物质的分选；步骤2：热溶脱盐；将分离出所述磁性物质的所述飞灰浆液直接进入水洗罐，并加水进行水洗，并经离心机分离出飞灰膏和水洗滤液，反复清洗几次后，将水洗滤液加入预加热器中加热，并进行气液分离，得到结晶盐。本发明通过最优结构化的处理，从步骤1到步骤4不需要额外转运或处理，且不会产生二次次生危废，资源的最大利用化，不仅能节约填埋这种占用自然资源的不可再生资源，并可最大限度的提高资源利用率，实现了无害化和高值化的综合资源利用。
技术研发人员：周朝辉
受保护的技术使用者：江西双能环保科技有限公司
技术研发日：2021.04.29
技术公布日：2021.08.13
声明：
“焚烧飞灰资源化综合利用的处理方法与流程” 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：江西双能环保科技有限公司
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2024年07月26日 ~ 28日 
