CN110589856A - 回收并分离垃圾焚烧飞灰中钾盐和钠盐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及回收并分离垃圾焚烧飞灰中钾盐和钠盐的方法,包括:将石英砂与水从垃圾焚烧飞灰中提取钾盐、钠盐、钙盐,得高浓度含盐水,石英砂与飞灰分离后返回继续使用;高浓度含盐水用酸调pH为5~7,经蒸发浓缩得钾钠混盐及残余氯化钙饱和溶液;将钾钠混盐在饱和氯化钾、氯化钠溶液中浮选分离、过滤,泡沫产品为氯化钾,尾矿浆为氯化钠;浮选所得氯化钾和氯化钠分别用对应饱和盐水进行搅拌洗涤、过滤,得工业级氯化钾及氯化钠产品,洗涤液为饱和氯化钾、氯化钠混合液,返回浮选作为浮选介质补充液。本发明有效分离飞灰中可溶性盐:氯化钾、氯化钠及氯化钙,无需脱钙,得高纯度的或工业级氯化钾和氯化钠产品;极大提升处理工艺的效费比。
Description
技术领域
本发明涉及环保技术领域,特别涉及一种回收并分离垃圾焚烧飞灰中钾盐和钠盐的方法。
背景技术
我国是一个钾资源相对贫乏的国家,国内钾盐的生产主要是从盐湖和海水中提取,其它大部分需要从国外进口。有研究结果表明,焚烧飞灰中的钾钠盐含量高达20%以上,如不加以利用,则一个巨大的“盐矿”就白白浪费了。飞灰中钾钠盐主要以氯化物形式存在,氯离子含量高达20%左右。根据垃圾飞灰成分特性,作为原料烧结水泥是一种有效处置垃圾飞灰的方法,但是垃圾飞灰中氯离子含量高,直接作为水泥原料会产生结皮和堵塞,影响水泥窑的正常运行。因此,分离回收垃圾焚烧飞灰中钾钠盐,能同时使氯离子含量大幅度降低,可满足并适合后续水泥窑处置,实现飞灰的资源化处置。
杭州秀澈环保科技有限公司专利号CN109396163A公开了一种提高氯离子溶出率的垃圾飞灰处理工艺,该工艺采用湿法研磨结合三级水洗工艺,有效提高飞灰中氯离子溶出率。另一个专利号CN109455738A公开了一种利用垃圾焚烧飞灰制备高品质工业盐的工艺,该工艺进行飞灰水洗、脱重金属、脱色、除钙、蒸发结晶及钾钠分离步骤。该工艺在蒸发结晶时,一次离心分离得到氯化钠,分离液体经冷却结晶后进行二次离心分离,二次离心分离的液体重新进入脱重金属步骤,二次离心分离的固体以饱和氯化钾溶液为精制洗涤液进行精制,经三次离心分离后得到氯化钾,其重金属含量均在国标要求以内。
中国中材国际工程股份有限公司专利号CN110040748A公开了一种利用垃圾焚烧飞灰生产钾盐和钠盐的方法,该方法将垃圾焚烧飞灰用水浸取后,得到浸取液,通过碳酸钠及硫化钠等药剂先后脱除浸取液中钙离子和重金属杂质,除杂后浸取液经过多步蒸发结晶得到高纯度的或工业级的氯化钠和氯化钾晶体。
南京南环水务科技有限公司专利号为CN109354041A公开了一种从飞灰水洗液中提取钾的方法,本方法是将飞灰水洗液进行前段过滤和去除悬浮物,先后投入硫酸和硫酸钠进行澄清和污泥过滤,澄清液经过蒸发结晶析出氯化钠后加入硫酸钠进行冷冻结晶,得到钾芒硝固体再利用氯化钾调节液进一步提纯,获得价值更高的硫酸钾结晶盐。
但在上述技术成果中,专利CN109396163A公开的一种提高氯离子溶出率的垃圾飞灰处理工艺,该工艺采用湿法研磨结合三级水洗工艺,有效提高飞灰中氯离子溶出率。由于飞灰来自垃圾焚烧,飞灰产生过程中会形成一定比例的难以散开的集聚颗粒,飞灰直接与水混合并不均匀,飞灰颗粒中的可溶性盐难以溶出,同时,在搅拌洗涤飞灰的同时飞灰颗粒之间容易团聚结块,也会导致可溶性盐难以溶出,因此,经过湿法研磨后的飞灰颗粒更细,更容易团聚结块,增加后续过滤困难。飞灰经过水洗后获得高浓含盐水,主要是氯化钾、氯化钠及氯化钙,三者含量接近,采用蒸发结晶工艺之前需进行脱钙及除重金属处理,脱钙过程需添加大量的碳酸钠或硫酸钠,药剂投加量大,处置成本高,同时产生大量的钙泥。通过蒸发结晶工艺分离钾钠盐,需分多步进行结晶分离,且对于钾钠含量接近的洗水,无法有效分离,其适用性较窄。
发明内容
本发明所解决的技术问题是克服上述现有技术中存在的不足,提供一种能有效分离飞灰中可溶性盐:氯化钾、氯化钠及氯化钙,无需进行脱钙,并得到高纯度的或工业级的氯化钾和氯化钠产品;飞灰中钾钠盐提取率高、钾钠混盐分离效率高,运行费用大大降低,极大提升处理工艺效费比的回收并分离垃圾焚烧飞灰中钾盐和钠盐的方法。
本发明的技术解决方案是所述回收并分离垃圾焚烧飞灰中钾盐和钠盐的方法,其特殊之处在于,包括以下步骤:
(1)将石英砂与水从垃圾焚烧飞灰中提取钾、钠、钙的可溶性盐,得到高浓含盐水,石英砂与飞灰分离后返回流程继续使用;
(2)将步骤(1)所得高浓含盐水用酸调pH为5-7,通过蒸发浓缩得到钾钠混盐及残余氯化钙饱和溶液;
(3)将步骤(2)所得钾钠混盐在饱和氯化钾、氯化钠溶液中进行浮选分离,过滤,泡沫产品为氯化钾盐,尾矿浆为氯化钠盐;
(4)将步骤(3)浮选分离所得氯化钾盐和氯化钠盐分别用对应的饱和盐水进行搅拌洗涤,过滤,得到工业级氯化钾及氯化钠产品,洗涤液为饱和氯化钾、氯化钠混合液,返回浮选流程作为浮选介质补充液。
优选地,所述步骤(1)进一步包括:所述垃圾焚烧飞灰主要指重金属含量较低的飞灰,钾盐、钠盐、钙盐的可溶性盐主要是氯化钾、氯化钠、氯化钙。
优选地,所述步骤(1)进一步包括:所述石英砂与飞灰质量比为1:2~2:1,石英砂粒度为40~60目,飞灰与水质量比为1:1~1:4,搅拌速度为200~500r·min-1,搅拌时间为10~60min,擦洗次数为2~5次。
优选地,所述步骤(1)进一步包括:所述石英砂与飞灰分离采用设备为旋流分级机,先分离石英砂后再固液分离。
优选地,所述步骤(2)进一步包括:所述酸为盐酸,优选蒸发pH范围是5~5.5。
优选地,所述步骤(3)进一步包括:所述浮选分离采用捕收剂为自制的水溶性胺类,胺类包括乙二胺、十二胺、十八胺、二十胺及混合胺中的一种或其混合物,抑制剂主要为柠檬酸、柠檬酸钠、羧甲基纤维素中的一种或任两种,浮选后产生的废盐水经过滤后返回流程继续使用。
优选地,所述步骤(4)进一步包括:所述氯化钾、氯化钠搅拌洗涤所采用饱和盐水量为杂质含量的2~5倍,搅拌洗涤时间为10~60min,洗涤分离后饱和盐水返回浮选流程作为浮选介质补充液。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
⑴本发明采用石英砂进行飞灰擦洗,能有效提高飞灰中可溶性盐溶出率,获得高浓含盐水,大大降低蒸发结晶时的能源消耗,降低生产成本;
⑵无需脱钙工艺,降低药剂消耗成本;
⑶有效减少蒸发工序,降低蒸发成本;
⑷采用浮选工艺能有效分离任何比例的钾钠混盐,适应性强,浮选废水可循环使用,不产生二次污染。
附图说明
图1是本发明的简易工艺流程图;
图2是本发明的详细工艺流程图。
具体实施方式
本发明下面将结合实施例作进一步详述:
实施例1:
(1)将粒度为40~60目的石英砂与飞灰按质量比为0.5:1,飞灰与水按质量比为1:4的比例进行搅拌擦洗,搅拌速度为300r·min-1,搅拌时间为30min,经过滤后再重复进行2次擦洗,擦洗液均返回上一级重复使用,直到一级擦洗所得高浓含盐水中盐含量达到20~30%,最后一级擦洗后飞灰经旋流器分离出石英砂返回流程继续使用;
(2)将步骤(1)所得高浓含盐水用盐酸调pH为5,通过蒸发浓缩得到钾钠混盐及残余氯化钙饱和溶液,钾钠混盐中氯化钙含量为6.15%,残余氯化钙饱和溶液中氯化钙含量为89.17%;
(3)以十八胺为主要原料制备的水溶性胺类为捕收剂,羧甲基纤维素为抑制剂,饱和氯化钾、氯化钠溶液为浮选介质,对步骤(2)所得钾钠混盐进行浮选分离,浮选后产生的废盐水经过滤后返回流程继续使用;
其中分离所得钾盐中氯化钾含量为93.12%,回收率为89.14%;钠盐中氯化钠含量为86.23%,回收率为90.00%;
(4)分别用氯化钾、氯化钠饱和溶液为洗涤液,分别将步骤(3)浮选分离所得氯化钾盐和氯化钠盐进行搅拌洗涤,过滤,得到工业级氯化钾及氯化钠产品,洗涤后的氯化钾、氯化钠混合液中,当杂质含量达到一定程度后,两者相互混合返回流程作为浮选介质补充液;
所述拌洗涤用饱和盐水量为杂质含量的3倍,搅拌洗涤时间为30min。经过搅拌洗涤后,钾盐中氯化钾含量≥95%,钠盐中氯化钠有效含量≥92%。
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。
Claims (7)
1.一种回收并分离垃圾焚烧飞灰中钾盐和钠盐的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将石英砂与水从垃圾焚烧飞灰中提取钾盐、钠盐、钙盐,得到高浓度含盐水,石英砂与飞灰分离后返回流程继续使用;
(2)将步骤(1)所得高浓度含盐水用酸调pH为5~7,通过蒸发浓缩得到钾钠混盐及残余氯化钙饱和溶液;
(3)将步骤(2)所得钾钠混盐在饱和氯化钾、氯化钠溶液中进行浮选分离,过滤,泡沫产品为氯化钾,尾矿浆为氯化钠;
(4)将步骤(3)浮选分离所得氯化钾和氯化钠分别用对应的饱和盐水进行搅拌洗涤,过滤,得到工业级氯化钾及氯化钠产品,洗涤液为饱和氯化钾、氯化钠混合液,返回浮选流程作为浮选介质补充液。
2.根据权利要求1所述回收并分离垃圾焚烧飞灰中钾盐和钠盐的方法,其特征在于,步骤(1)所述垃圾焚烧飞灰主要指重金属含量较低的飞灰,钾盐、钠盐、钙盐的可溶性盐主要是氯化钾、氯化钠、氯化钙。
3.根据权利要求1所述回收并分离垃圾焚烧飞灰中钾盐和钠盐的方法,其特征在于,步骤(1)所述石英砂与飞灰质量比为1:2~2:1,石英砂粒度为40~60目,飞灰与水质量比为1:1~1:4,搅拌速度为200~500r·min-1,搅拌时间为10~60min,擦洗次数为2~5次。
4.根据权利要求1所述回收并分离垃圾焚烧飞灰中钾盐和钠盐的方法,其特征在于,步骤(1)所述石英砂与飞灰分离采用设备为旋流分级机,先分离石英砂后再固液分离。
5.根据权利要求1所述回收并分离垃圾焚烧飞灰中钾盐和钠盐的方法,其特征在于,步骤(2)所述酸为盐酸,优选蒸发pH范围是5~5.5。
6.根据权利要求1所述回收并分离垃圾焚烧飞灰中钾盐和钠盐的方法,其特征在于,步骤(3)采用自制的水溶性胺类捕收剂进行浮选分离,胺类包括乙二胺、十二胺、十八胺、二十胺及混合胺中的一种或其混合物,抑制剂主要为柠檬酸、柠檬酸钠、羧甲基纤维素中的一种或任两种,浮选后产生的废盐水经过滤后返回流程继续使用。
7.根据权利要求1所述回收并分离垃圾焚烧飞灰中钾盐和钠盐的方法,其特征在于,步骤(4)对氯化钾、氯化钠进行搅拌洗涤所采用饱和盐水量为杂质含量的2~5倍,搅拌洗涤时间为10~60min,洗涤分离后饱和盐水返回浮选流程作为浮选介质补充液。
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