CN111644446A - 一种分离飞灰中无机盐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分离飞灰中无机盐的方法，包括预处理及螯合、填埋处理或作为再生砖骨料再利用的步骤，预处理具体步骤包括：步骤一，将飞灰加入特定钙钠无机盐溶剂中并且搅拌混合，得到混合浆料；步骤二，将浆料置于沉淀池中并且静置0.5‑5小时，从沉淀池溢流口溢流出浆料的上清液，将上清液注入反应釜进行反应结晶操作，得到无机盐结晶体；步骤三，将无机盐结晶体离心并且滤除母液，清洗然后烘干得到可再利用无机盐；步骤四，沉淀池底渣洗净后可用于再生砖骨料。本发明分离无机盐后，飞灰减重的重量分数达到40％‑75％，减少了飞灰填埋占地需求；由于钙元素会吸收螯合剂，分离掉钙盐以后，减轻了剩余飞灰固化所需要的螯合剂数量，降低了飞灰固化成本。
Description
技术领域
本发明涉及飞灰处理领域，具体是一种分离飞灰中无机盐的方法。
背景技术
中国是世界上的垃圾资源大国。中央和地方政府都很支持垃圾焚烧发电产业的发展，2010年以来，中国垃圾焚烧发电厂以每年约30座的速度增长.保守估算，2016年起，我国垃圾焚烧发电行业的市场规模将突破1000亿，2016-2020年，垃圾焚烧发电行业新增市场规模将近千亿。
城市生活垃圾焚烧飞灰是垃圾焚烧处理中的主要副产物，因其含有高含量重金属、二噁英等危害物，已成为垃圾焚烧行业发展亟需解决的难题。
现有飞灰处置技术包括使用螯合剂固化重金属、添加水泥固化、高温熔融、烧制水泥等途径。主流是使用螯合剂加水泥固化，该方案的缺点是飞灰会破坏水泥结构，导致重金属溶出、固化体破裂。另外，水泥寿命有限，效果欠佳，成本高昂。
垃圾焚烧飞灰处理的缺点是：在我国建有垃圾焚烧厂的城市中大部分没有安全填埋场；有安全填埋场的城市也无法处理。用地紧张导致飞灰大量积累，无处可去。因此，飞灰无害化以后再生利用是最佳处理方法，然而，飞灰中无机盐导致螯合效率低下，固化强度不高，成为再利用瓶颈。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种通过针对性分离飞灰中的特定含钙钠元素无机盐的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种分离飞灰中无机盐的方法，包括预处理及螯合、填埋处理或作为再生砖骨料再利用的步骤，其特征在于，预处理具体步骤包括：
步骤一，将飞灰加入能溶解目标无机盐的任意溶剂中并且搅拌混合均匀，得到浆料；
步骤二，将浆料置于沉淀池中并且静置0.5-5小时，从沉淀池溢流口溢流出浆料的上清液，将上清液通入反应釜通过萃取，反萃取、蒸馏、置换反应、结晶中一种或数种方式搭配处理获得所述无机盐结晶体；母液泵回循环利用；
步骤三，将无机盐结晶体离心处理并且滤除母液，用水清洗之后烘干即得到飞灰分离无机盐成品；该无机盐可作为融雪盐再利用；分离出的处理母液泵回循环利用；
步骤四，沉淀池底泥通过螺旋输送器或其它方式排出，将底泥输送至洗泥机，通入清水经过一至两次洗涤后，成为剩余飞灰；洗水可混入母液加以利用；沉淀池底渣洗净后可用于再生砖骨料。
优选的，所述步骤一中可用溶剂为水、有机或无机酸、酯类、复合盐、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的至少一种或数种物质混合而成。
优选的，所述步骤一中飞灰与溶剂的重量之比为1：(0.3-7)。
优选的，所述步骤一中混合均匀之前需要进行搅拌1-20分钟。
优选的，所述结晶的方法采用蒸发结晶或者降温结晶中的一种。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果是：
1、本方法设计合理，操作简单，由于生活垃圾中包含大量餐余垃圾，焚烧飞灰中含有占重量分数20-40％的钠盐和钾盐，由于采用石灰处理烟道气，飞灰中含有20-40％重量比的钙盐(氯化钙、硫酸钙、碳酸钙、氧化钙等)，分离无机盐后，飞灰减重的重量分数达到40％-75％，极大减少了飞灰填埋占地需求；
2、由于钙元素会吸收螯合剂，分离掉钙盐以后，大大减轻了剩余飞灰固化所需要的螯合剂数量，极大降低了飞灰固化成本；
3、本方法预处理步骤通过分离飞灰中含钙、钠元素无机盐降低飞灰处理成本，提升飞灰再利用价值，得到的无机盐具备道路融雪效果，无有害成分，可以作为融雪盐再次利用，获得资源再利用效益；沉淀池底渣洗净后可用于再生砖骨料，跟原始飞灰相比，本底渣生产再生砖强度高，价值大，或者掺入螯合剂后固化处理，跟原始飞灰相比，处理本底渣需要的螯合剂用量极大减少，经济效益突出。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种分离飞灰中无机盐的方法，具体步骤如下：
步骤一，将飞灰加入水中并且混合均匀，飞灰与水的重量之比为1:2.6，得到浆料；
步骤二，将浆料置于沉淀池中并且静置,3小时，从溢流口溢流出浆料的上清液，将上清液通入结晶器进行结晶，得到无机盐结晶体；
步骤三，将无机盐结晶体离心并且滤除母液，然后烘干即得到钠盐为主的无机盐，母液可以循环利用，沉淀池中的底泥经洗涤后得到剩余飞灰，洗涤后的废水可以加入母液中继续使用。
步骤四，将沉淀池底泥通过螺旋输送器排出，将底泥输送至洗泥机，通入清水经过一至两次洗涤后，成为剩余飞灰。洗水混入母液加以利用。
步骤五，剩余飞灰可送入水泥窑烧制水泥。跟原始飞灰相比，本剩余飞灰在水泥窑进行煅烧时不产生盐雾，不会破坏水泥有效成分或破坏水泥窑，具备较高经济价值。
实施例2
一种分离飞灰中无机盐的方法，具体步骤如下：
步骤一，将飞灰加入能溶解无机盐的溶剂中并且混合均匀，溶剂为有机酸和二甲基亚砜的混合物，得到浆料；
步骤二，将浆料置于沉淀池中并且静置3.2小时，从溢流口溢流出浆料的上清液，将上清液萃取后通入结晶器并且进行蒸发结晶，得到无机盐结晶体；
步骤三，将无机盐结晶体以480rpm的转速离心并且滤除母液，然后烘干即得到无机盐，母液可以循环利用，沉淀池中的底泥经洗涤后得到剩余飞灰，洗涤后的废水可以加入母液中继续使用。
步骤四，剩余飞灰可用于再生砖骨料。跟原始飞灰相比不会破坏再生砖强度，保证再生砖可用性。
实施例3
一种分离飞灰中无机盐的方法，具体步骤如下：
步骤一，将飞灰加入能溶解无机盐的溶剂中并且粉磨10分钟，然后混合均匀，溶剂为水、复合盐和N-甲基吡咯烷酮的混合物，得到浆料；
步骤二，将浆料置于沉淀池中并且静置2小时，从溢流口溢流出浆料的上清液，将上清液通入反应釜进行置换反应及萃取、反萃取，得到无机盐结晶体；
步骤三，将无机盐结晶体以600rpm的转速离心并且滤除母液，然后烘干即得到无机盐，母液可以循环利用，沉淀池中的底泥经洗涤后得到剩余飞灰，洗涤后的废水可以加入母液中继续使用。
步骤四，剩余飞灰按照每吨剩余飞灰加入20公斤常规螯合剂用量进行螯合处理，螯合后残渣送填埋场填埋处理。跟原始飞灰相比，螯合剂用量极大减少，经济价值突出。
实施例4
一种分离飞灰中无机盐的方法，具体步骤如下：
步骤一，将飞灰加入能溶解无机盐的溶剂中并且在粉磨机中粉磨12分钟，混合均匀，溶剂为酸、酯、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺的混合物，得到浆料；
步骤二，将浆料置于沉淀池中并且静置1.5小时，从溢流口溢流出浆料的上清液，将上清液通入结晶器并且蒸发结晶，得到无机盐结晶体；
步骤三，将无机盐结晶体离心并且滤除母液，然后烘干即得到无机盐，母液可以循环利用，沉淀池中的底泥经洗涤后得到剩余飞灰，洗涤后的废水可以加入母液中继续使用。
步骤四，剩余飞灰按照每吨剩余飞灰加入20公斤常规螯合剂用量进行螯合处理，螯合后残渣送填埋场填埋处理。跟原始飞灰相比，螯合剂用量极大减少，经济价值突出。
实施例5
一种分离飞灰中无机盐的方法，具体步骤如下：
步骤一，将飞灰加入能溶解无机盐的溶剂中并且混合均匀，飞灰与溶剂的重量之比为1：0.3，溶剂包括酸、酯、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮和二甲基乙酰胺的混合物，得到浆料；
步骤二，将浆料置于沉淀池中并且静置4.2小时，从溢流口溢流出浆料的上清液，将上清液通入反应釜进行萃取，得到无机盐结晶体；
步骤三，将无机盐结晶体以540rpm的转速离心并且滤除母液，然后烘干即得到无机盐，母液可以循环利用，沉淀池中的底泥经洗涤后得到剩余飞灰，洗涤后的废水可以加入母液中继续使用。
步骤四，剩余飞灰可用于再生砖骨料。跟原始飞灰相比不会破坏再生砖强度，保证再生砖可用性。
实施例6
一种分离飞灰中无机盐的方法，具体步骤如下：
步骤一，将飞灰加入能溶解无机盐的溶剂中并且混合均匀，飞灰与溶剂的重量之比为1：5.6，溶剂为水、酸、酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺的混合物，得到浆料；
步骤二，将浆料置于沉淀池中并且静置1.4小时，从溢流口溢流出浆料的上清液，将上清液通入反应釜进行萃取，得到无机盐结晶体；
步骤三，将无机盐结晶体离心并且滤除母液，然后烘干即得到无机盐，母液可以循环利用，沉淀池中的底泥经洗涤后得到剩余飞灰，洗涤后的废水可以加入母液中继续使用。
步骤四，剩余飞灰可用于再生砖骨料。跟原始飞灰相比不会破坏再生砖强度，保证再生砖可用性。
实施例7
一种分离飞灰中无机盐的方法，具体步骤如下：
步骤一，将飞灰加入能溶解无机盐的溶剂中并且粉磨8分钟，溶剂为水、酸、酯、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺的混合物，飞灰与溶剂的重量之比为1：7，混合均匀，得到浆料；
步骤二，将浆料置于沉淀池中并且静置0.5-5小时，从溢流口溢流出浆料的上清液，将上清液入进行萃取后获得无机盐一，剩余母液再通入结晶器并且蒸发结晶，得到无机盐结晶体二；
步骤三，将无机盐结晶体以630rpm的转速离心并且滤除母液，然后烘干即得到无机盐，母液可以循环利用，沉淀池中的底泥经洗涤后得到剩余飞灰，洗涤后的废水可以加入母液中继续使用。无机盐一可作为干燥剂再利用。无机盐二可作为融雪盐再利用。该分离方案使得分离物再利用渠道多样化。
步骤四，剩余飞灰可用于再生砖骨料。跟原始飞灰相比不会破坏再生砖强度，保证再生砖可用性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种分离飞灰中无机盐的方法，包括预处理及螯合、填埋处理或作为再生砖骨料再利用的步骤，其特征在于，预处理具体步骤包括：
步骤一，将飞灰加入能溶解目标无机盐的任意溶剂中并且搅拌混合均匀，得到浆料；
步骤二，将浆料置于沉淀池中并且静置0.5-5小时，从沉淀池溢流口溢流出浆料的上清液，将上清液通入反应釜通过萃取，反萃取、蒸馏、置换反应、结晶中一种或数种方式搭配处理获得所述无机盐结晶体；母液泵回循环利用；
步骤三，将无机盐结晶体离心处理并且滤除母液，用水清洗之后烘干即得到飞灰分离无机盐成品；该无机盐可作为融雪盐再利用；分离出的处理母液泵回循环利用；
步骤四，沉淀池底泥通过螺旋输送器或其它方式排出，将底泥输送至洗泥机，通入清水经过一至两次洗涤后，成为剩余飞灰；洗水可混入母液加以利用；沉淀池底渣洗净后可用于再生砖骨料。
2.根据权利要求1所述的一种分离飞灰中无机盐的方法，其特征在于，所述步骤一中可用溶剂为水、有机或无机酸、酯类、复合盐、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的至少一种或数种物质混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种分离飞灰中无机盐的方法，其特征在于，所述步骤一中飞灰与溶剂的重量之比为1：(0.3-7)。
4.根据权利要求1所述的一种分离飞灰中无机盐的方法，其特征在于，所述步骤一中混合均匀之前需要进行搅拌1-20分钟。
5.根据权利要求1所述的一种分离飞灰中无机盐的方法，其特征在于，所述步骤一中结晶的方法采用蒸发结晶或者降温结晶中的一种。
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