CN112795776B - 一种垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的协同处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的协同处理方法，先将垃圾焚烧飞灰和含铜污泥混合均匀，造球，获得球料；再将球料、助熔剂和燃料混合，获得混合料；然后熔炼，获得熔融渣和烟气；当球料为高氯物料时，对所述熔融渣进行水淬，获得玻璃体尾渣；收集烟气中的烟灰，对所述烟灰依次进行水洗、固液分离，获得上清液，再向上清液中加入碱，获得富含铜、镍的沉淀物；当球料为低氯物料时，对所述熔融渣进行贫化处理，获得渣相和冰铜，然后对渣相进行水淬，获得玻璃体尾渣。本发明中垃圾焚烧飞灰的处理不需另外添加粘结剂造球，含铜污泥的处理不需要额外增加干燥设备，两种物料协同处置，大大缩短了工艺流程与投资成本。

Description

一种垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的协同处理方法
技术领域
本发明涉及一种垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的协同处理方法，属于危废无害化资源化综合处置技术领域。
背景技术
生活垃圾目前的主要处置方式有三种：(1)水泥固化填埋，(2)化学药剂稳定技术，(3)热处理技术。但由于垃圾数量的不断增加、土地资源的日益紧张、生活垃圾里的有价成分无法有效回收等问题，生活垃圾的热处理工艺逐渐成为主流。但在垃圾焚烧过程中亦会产生大量二次污染物，如尾气、飞灰等。根据数据，飞灰的产生量约占焚烧垃圾量的3～5％，由于垃圾焚烧基数大，每年产生的焚烧飞灰的量也已达到一个不可忽视的规模，飞灰中含有的二噁英及较高的含氯量也成为了飞灰难以得到有效处理的重要阻碍；另外，飞灰中铜镍等有价金属的含量低，富集难，回收成本高。
含铜污泥则主要来源于电镀、印染、金属加工等行业，其中有价金属品味低、成分复杂，从而导致其具有较高的处理难度，目前该类污泥主要采用堆存的方式处理，占用了大量土地资源，并且若处理不当，则会导致污泥中的重金属成分进入土壤中，则会对周边生态环境造成不可估量的破坏。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的协同处理方法，以实现垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的协同处理。
一种垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的协同处理方法，包括如下步骤：
S1、将垃圾焚烧飞灰和含铜污泥混合均匀，造球，获得球料；
其中，所述球料中，氯含量为1~20wt%，铜、镍的总含量为1~10wt%，水含量＜30wt%；
S2、将S1获得的球料、助熔剂和燃料混合，获得混合料；
其中，所述混合料中，SiO2、Fe的质量比为0.5~1.5：1，SiO2、CaO的质量比为0.5~1.5:1；每1kg球料，配入具有1000~3000kcal热量的燃料；所述燃料包含焦炭；可选的，燃料中焦炭的添加量为球料的12-30wt%；
S3、对S2获得的混合料进行熔炼处理，获得熔融渣和烟气；可选的，可根据需要在熔炉时，向熔炼炉内充入天然气等可燃性气体作为辅助燃料；
S4、当球料中的氯含量为5~20wt%时，（将该种球料记为“高氯物料”），对所述熔融渣进行水淬，获得玻璃体尾渣；收集烟气中的烟灰，对所述烟灰依次进行水洗、固液分离，获得上清液，再向上清液中加入碱，获得富含铜、镍的沉淀物；
当球料中的氯含量＜5wt%时（将该种球料记为“低氯物料”），对所述熔融渣进行贫化处理，获得渣相和冰铜，然后对渣相进行水淬，获得玻璃体尾渣。
进一步地，S1中，垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的质量比为1-8:1-8。
进一步地，S1中，所述垃圾焚烧飞灰中，氯含量为1~30wt%，水含量为1~20wt%，铜、镍含量均低于3wt%；所述含铜污泥中，Cu含量为1~10wt%，Ni含量为1~10wt%，水含量30~70wt%，氯含量<1wt%。
进一步地，S2中，所述混合料中，SiO2、Fe的质量比为0.6~1.2：1，SiO2、CaO的质量比为0.7~1.0:1。
进一步地，S2中，所述助熔剂包括铁矿石、钢灰、高炉灰、石灰石、造纸白泥、电石渣、石英石中的一种或几种。
进一步地，S2中，所述燃料包括碳精、废活性炭、油泥、树脂中的一种或几种。
进一步地，S2中，每1kg球料，配入具有1200~2000kcal热量的燃料。
进一步地，S3中，熔炼时，采用富氧空气助燃，富氧空气中氧气含量为40~80vol%，优选为50-60vol%，富氧空气的通入量与焦炭添加量摩尔比为0.7~1.3：1。
进一步地，S3中，控制熔炼温度为1200~1500℃，优选为1250~1450℃。
进一步地，S4中，贫化在电热前床中进行。
进一步地，可对烟气进行余热利用、半干法脱氯、布袋除尘、湿法脱硫、催化脱硝后达标排放。
低氯物料熔炼后，由于混合料中的氯含量低，绝大多数的金属并不会生成氯化物进入烟气中。混合料经高温熔融后，金属氧化物被还原成单质或硫化物，钙硅铁等形成低熔点的硅酸盐，混合熔融体可经溜槽转移至电热前床进行沉降分层，在电热前床中设置排渣口与冰铜口，分层后的渣相与冰铜分别从该口排出。这是由于低氯高铜镍物料相对于常规含铜物料含铜量较低，渣量大，一般的侧吹炉熔炼区体积小，物料在炉腔停留时间短，难以获得明显的铜锍层，而炉腔设置过大则造价高、工程复杂。为解决该问题，可转移至电热前床中进行沉降，延长铜锍沉降时间以及增加前床中铜锍的量使之足够生成明显的铜锍层，即达到渣锍分层的目的。
低氯混合物料熔炼过程中主要反应如下：
（1）氧化还原反应：
2CuO+C=Cu2O+CO
Cu2O+C=2Cu+CO
PbO+C=Pb+CO
NiO+C=Ni+CO
2CO+O2=2CO2
（2）造渣反应
Fe2O3+CO=2FeO+CO2
Na2O+SiO2=Na2O·SiO2
CaO+SiO2=CaO·SiO2
FeO+SiO2=FeO·SiO2
高氯混合物料熔炼后，由于混合料中的氯含量高，金属氯化物的沸点低，混合物料经过高温熔融后绝大多数的金属元素转变为氯化物挥发进入烟气中，在烟尘中得到富集。硫、氟等物质在还原氛围下，生成二氧化硫与氟化氢进入烟气。此时的渣中已剔除出绝大部分的有害物质，熔融渣经可直接水淬冷却生成玻璃体尾渣。
高氯混合物料熔炼过程中主要反应如下：
（1）氯化挥发反应：
CaCl2 + SiO2 + H2O = CaSiO3 + 2HCl(g)
2CaCl2 + 2SiO2 + O2(g) = 2CaSiO3 + 2Cl2(g)
CuO+2HCl(g)=CuCl2↑+H2O
2CuO+2Cl2(g)=2CuCl2↑+O2(g)
NiO+2HCl(g)=NiCl2↑+H2O
2NiO+2Cl2(g)=2NiCl2↑+O2(g)
Na2O+2HCl (g) =2NaCl(g)+H2O(g)
Na2O+2Cl2(g) =2NaCl(g)+H2O(g)
K2O+2HCl (g) =2KCl(g)+H2O(g)
K2O+2Cl2(g) =2KCl(g)+H2O(g)
2PbO+C=2Pb(g) +CO2(g)
2ZnO+C=2Zn(g) +CO2(g)
（2）造渣反应
Fe2O3+CO=2FeO+CO2
CaO+SiO2=CaO·SiO2
FeO+SiO2=FeO·SiO2
S4中收集的烟尘实际可视作二次飞灰，该二次飞灰中除了有金属氯化物，还有随着气流带出的二氧化硅、氧化铁等组分。二次飞灰可通过第一步水洗将不溶于水的杂质沉淀下来，这部分沉淀包括二氧化硅、氧化铁等扬尘以及Pb、Zn等还原挥发的金属组分，当该沉淀Pb、Zn含量高时可直接售卖，反之则可返回进行二次熔炼，水洗上清液则主要为CuCl2、NiCl2、NaCl、KCl、CaCl等易溶于水的化合物。水洗上清液再经过加碱沉淀，铜镍钙等金属的氢氧化物难溶于水则富集于碱洗渣中，这部分渣中有价金属含量高，可直接进行售卖。经过碱洗后的清液则通过三效蒸发分盐，得到NaCl、KCl等产品。
该过程中主要反应如下：
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2+2NaCl
NiCl2 + 2NaOH = Ni (OH)2+2NaCl
CaCl2 + 2NaOH = Ca (OH)2+2NaCl
当球料中氯含量高时，熔融渣直接水淬，冷却降温后生成玻璃体尾渣，而物料中金属组分均生成氯化物挥发进入烟气，富集于烟尘中，通过水洗、加碱沉淀、分盐等工艺得到重金属碱渣与氯化钾氯化钠等产品。当球料中氯含量较低，铜镍等金属无法生成氯化物挥发，物料经熔融后贫化，经过沉淀分层生成金属相与渣相，渣相进一步水淬冷却后，生成玻璃体尾渣。本发明成功解决了含氯飞灰的难处置问题，不仅达到无害化处置的目的，并且对飞灰及含铜污泥中的有价金属进行了有效的富集，使资源得到进一步循环利用。
本发明利用垃圾焚烧飞灰含水量低、含氯高、含重金属与含铜污泥含水量高、含重金属的特点，将两者进行搭配，根据混合物料的含氯高低，选择不同的熔炼过程，通过一段熔炼或两段式熔炼加贫化，实现垃圾焚烧飞灰与含铜污泥的无害化、资源化处置。本发明具有原料适应性强、无害化程度高、资源回收效率大等显著优点。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1）通过本发明的协同处理方法，垃圾焚烧飞灰的处理不需另外添加粘结剂造球，而含铜污泥的处理不需要额外增加干燥设备，两种物料协同处置，大大缩短了工艺流程与投资成本。
2）本发明成功解决焚烧飞灰难处理的问题，并且能有效富集其中的重金属元素，使资源得到循环利用。
3）炉渣生成的稳定态玻璃体物质，不仅具有一定经济价值，并且属于环境友好型原料，可直接用作路基材料、混凝土骨料等。
4）原料适应性强，可根据原料来源量的不同，选择合适的工艺路线，高氯混合物料可直接采用单炉熔炼，低氯混合物料则可进入电热前床澄清分层得到产品。
5）能有效的进行余热利用，防止了锅炉的腐蚀，并且急冷塔采用石灰乳喷淋即可有效避免二恶英的合成，亦可脱除其中的氯化氢。
6）通过对烟尘进行进一步处理，能有效的收集其中的有价金属成分，并且通过三效蒸发分馏得到不同的氯盐产品，成功实现环境友好型生产。
可选的，熔炼过程中所用熔炼***，包括熔炼炉和电热前床，所述熔炼炉具有排渣口，所述电热前床上设有上、下分布的放渣口和虹吸口，所述排渣口与电热前床连通；所述排渣口还连通有水淬池；所述放渣口与水淬池连通。如此，可根据需要将熔融渣排至电热前床或水淬池，实现对需要沉降分离金属相的熔融渣、不需要沉降分离金属相的熔融渣的差异化处理，提升***对原料的普适性。
进一步地，所述排渣口连通有三通阀，所述三通阀的一个出口与电热前床连通，所述三通阀的另一个出口连通有水淬池。如此，通过三通阀可控制熔融渣流向，将熔融渣排向电热前床或水淬池，当所熔炼处理物料为高氯混合物料时，可将熔融渣直接排入水淬池，水淬生成玻璃体尾渣；当所熔炼处理物料为低氯混合物料时，可将熔融渣先排入电热前床，使得金属相和渣相在电热前床分层，实现渣液分离后，再将渣相排入水淬池，水淬处理。因而，本发明的熔炼***的对物料的适用面广，可适用于不同铜、氯含量的物料的熔炼处理，提升的设备对原料的适用性。
进一步地，所述述三通阀通过第一溜槽与电热前床连通。进一步地，所述述三通阀通过第二溜槽与水淬池连通。进一步地，所述放渣口通过第三溜槽与水淬池连通。
作为另一种方案，所述排渣口与电热前床之间设有第一阀门；所述排渣口与水淬池之间设有第二阀门。通过第一阀门和第二阀门的选择性开启、关闭，控制熔融渣流向，实现对不同物料的熔融渣的处理。
进一步地，所述熔炼炉为侧吹炉。
进一步地，所述熔炼炉自下而上依次包括炉基、炉缸和炉顶，所述排渣口设置于炉缸的底侧。
可选的，所述炉顶的内壁设有保温层。可选的，所述炉顶由保温材料构成。炉顶采用保温材料构成或在其内壁设置保温层，可保证含铜镍危废物料冶炼后产生的烟气在炉顶内腔中温度能达到850℃以上，从而使炉顶的内腔形成供二噁英分解的场所，保证烟气的充分分解，降低后续烟气处理压力，有利于提升***的环保性能。
上述熔炼***对原料适应性强，可根据原料铜、氯含量的差异，合理控制熔融渣流向，实现熔融渣的高效、低能耗处理。通过提升炉顶的保温性能，使得二噁英在熔炼炉内分解，***的环保性能得到提升。可在现有熔炼设备的基础上进行直接改进，具有良好的推广应用价值。
进一步地，上述熔炼***可与其他设备组成焚烧飞灰与含铜污泥的协同处理***，应用于焚烧飞灰与含铜污泥的协同处理，该焚烧飞灰与含铜污泥的协同处理***包括依次连通的第一混料机构、制粒机、第二混料机构和熔炼炉，熔炼炉的排渣口并连有电热前床和水淬池，所述电热前床的放渣口与水淬池连通。
如此，可通过第一混料机构对含铜污泥和垃圾焚烧飞灰进行混合，然后通过制粒机造粒，再于第二混料机构中将球料与助熔剂、燃料等混合均匀，然后输入熔炼炉熔炼，再根据球料中铜、氯相对含量，将熔炼炉产生的熔融渣排入电热前床沉降分离或者直接排入水淬池水淬。
进一步地，还包括烟气处理单元，所述烟气处理单元包括依次连通的SNCR脱硝机构、余热锅炉、急冷塔、收尘机构；所述急冷塔、收尘机构之间的管路上设有喷射机构。
熔炼炉产生的烟气经SNCR脱硝（可以尿素溶液介质）后，进入余热锅炉进行余热利用，可选的，余热锅炉的全部膜式壁进行堆焊镍合金处理，从而有效的防止锅炉腐蚀。余热利用后的烟气进入急冷塔脱氯以及快速降温避开二噁英合成区间，急冷塔内科采用石灰乳喷淋，目的是在于该烟气中氯含量过高，单靠湿法脱落机构，脱氯效果难以达标。急冷塔出口与收尘机构之间的管路上设置喷射机构，可喷射入活性炭与消石灰，可吸附可能合成的二噁英以及脱除前段工序未彻底脱除的氯化氢与二氧化硫。处理后的烟气通过收尘、湿法脱硫、催化脱硝后达标排放。
进一步地，所述烟气处理单元还包括依次连通的水洗机构、碱洗机构和三效蒸发器，所述水洗机构与收尘机构的出料口连通。
进一步地，所述烟气处理单元还包括依次连通的湿法脱酸机构、烟气－烟气再热器（GGH设备）、蒸汽-烟气换热器（SGH设备）、热风炉和SCR脱硝机构，所述湿法脱酸机构的进气口与收尘机构的出气口连通；所述烟气－烟气再热器具有相互连通的第一烟气入口、第一烟气出口和相互连通的第二烟气入口、第二烟气出口，所述湿法脱酸机构与第一烟气入口连通，第一烟气出口与蒸汽-烟气换热器连通，所述SCR脱硝机构的出气口与第二烟气入口连通，所述第二烟气出口连通有烟囱。湿法脱酸机构可以石灰乳作为介质脱酸。
进一步地，所述收尘机构的出气口设有引风机。
进一步地，所述收尘机构为布袋收尘器。
上述焚烧飞灰与含铜污泥的协同处理***可实现对垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的同时处理，富集两者中的有价金属，使得资源得到循环利用。对原料的适用性强，可根据原料来源量的不同，选择合适的物料流向，高氯混合物料可直接采用单炉熔炼，低氯混合物料则可进入电热前床澄清分层得到产品。通过对烟尘进行进一步处理，能有效的收集其中的有价金属成分，并且通过三效蒸发分馏得到不同的氯盐产品，成功实现环境友好型生产。
附图说明
图1是本发明的一种垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的协同处理方法的协同处理***的简图。
图2是本发明所用的一种熔炼***的俯视图。
图3是本发明所用的一种熔炼***的主视图。
在图中，1-熔炼炉，2-第二溜槽，3-第一溜槽，4-电热前床，5-第三溜槽，6-放渣口，7-虹吸口，8-铜模，9-二次风口，10-一次风口，11-炉缸，12-炉基，13-炉顶，14-电极，15-排渣口，16-三通阀，17-水淬池，18-第一混料机构，19-制粒机，20-第二混料机构，21-水处理站，22-碱洗***，23-三效蒸发器，24-SNCR脱硝机构，25-余热锅炉，26-急冷塔，27-喷射***，28-收尘机构，29-引风机，30-湿法脱酸机构，31-烟气－烟气再热器，32-蒸汽-烟气换热器，33-热风炉，34-SCR脱硝机构，35-烟囱，36-水洗机构。
具体实施方式
以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
实施例1
本实施例的垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的协同处理方法，包括如下步骤：
S1、将垃圾焚烧飞灰和含铜污泥按5:1的质量比混合均匀，造球，获得球料（高氯低铜镍混合料）；
其中，垃圾焚烧飞灰中含氯18wt%，含水3wt%，铜、镍含量均低于1wt%；含铜污泥含铜3.4wt%，含镍1.2wt%，含水60wt%，氯含量<1wt%；
S2、将S1获得的球料、助熔剂和燃料混合，获得混合料；
其中，所述混合料中，SiO2、Fe的质量比为0.7：1，SiO2、CaO的质量比为0.9:1；每1kg球料，配入具有1600kcal热量的燃料； 焦炭的添加量为球料的21wt%；
S3、对S2获得的混合料进行熔炼处理，获得熔融渣和烟气；
期间，控制熔炼温度为1450℃；熔炼时，采用富氧空气助燃，富氧空气中氧气含量为40~80vol%，富氧空气的通入量与焦炭添加量摩尔比为0.9。
S4、对所述熔融渣进行水淬，获得玻璃体尾渣；收集烟气中的烟灰，对所述烟灰依次进行水洗、固液分离，获得上清液，再向上清液中加入碱，反应后，固液分离，获得剩余液和富含铜、镍的沉淀物；对剩余液进行效蒸发得到氯化钠、氯化钾。
S2中，所述助熔剂由铁矿石、石灰石、石英石组成，其中，铁矿石中铁含量＞50wt%，石英石中SiO2含量＞85wt%，石灰石中CaO含量＞45wt%。
S2中，所述燃料包括碳精、废活性炭、油泥、树脂中的一种或几种。
本实施例中，Cu、Ni、Na、K、Cl、Pb、Zn回收率分别为90%、85%、94%、96%、99%、90%、93%。熔融渣排放至水淬渣池冷却形成玻璃体尾渣，玻璃体含量为92wt%。烟气经尾气处理***达标排放。
实施例2
本实施例的垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的协同处理方法，包括如下步骤：
S1、将垃圾焚烧飞灰和含铜污泥按3:1的质量比混合均匀，造球，获得球料（高氯低铜镍混合料）；
其中，垃圾焚烧飞灰中含氯21wt%，含水2wt%，铜、镍含量均低于1wt%；含铜污泥含铜2.7wt%，含镍0.6wt%，含水50wt%，氯含量<1wt%；
S2、将S1获得的球料、助熔剂和燃料混合，获得混合料；
其中，所述混合料中，SiO2、Fe的质量比为0.75：1，SiO2、CaO的质量比为0.85:1；每1kg球料，配入具有1200kcal热量的燃料；所述燃料中含有焦炭；焦炭的添加量为球料的21wt%；
S3、对S2获得的混合料进行熔炼处理，获得熔融渣和烟气；
期间，控制熔炼温度为1300℃；熔炼时，采用富氧空气助燃，富氧空气中氧气含量为40~80vol%，富氧空气的通入量与焦炭添加量摩尔比为1.1。
S4、对所述熔融渣进行水淬，获得玻璃体尾渣；收集烟气中的烟灰，对所述烟灰依次进行水洗、固液分离，获得上清液，再向上清液中加入碱，反应后，固液分离，获得剩余液和富含铜、镍的沉淀物；对剩余液进行效蒸发得到氯化钠、氯化钾。
S2中，所述助熔剂由铁矿石、石灰石、石英石组成，其中，铁矿石中铁含量＞50wt%，石英石中SiO2含量＞85wt%，石灰石中CaO含量＞45wt%。
S2中，所述燃料包括碳精、废活性炭、油泥、树脂中的一种或几种。
本实施例中，Cu、Ni、Na、K、Cl、Pb、Zn回收率分别为91%、87%、96%、98%、99%、93%、96%。熔融渣排放至水淬渣池冷却形成玻璃体尾渣，玻璃体含量为91wt%。烟气经尾气处理***达标排放。
实施例3
本实施例的垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的协同处理方法，包括如下步骤：
S1、将垃圾焚烧飞灰和含铜污泥按2:5的质量比混合均匀，造球，获得球料（低氯高铜镍混合料）；
其中，垃圾焚烧飞灰中含氯6wt%，含水2wt%，铜、镍含量均低于1wt%；含铜污泥含铜4.1wt%，含镍1.3wt%，含水30wt%，氯含量<1wt%；
S2、将S1获得的球料、助熔剂和燃料混合，获得混合料；
其中，所述混合料中，SiO2、Fe的质量比为0.8：1，SiO2、CaO的质量比为1:1；每1kg球料，配入具有1400kcal热量的燃料；所述燃料中含有焦炭；焦炭的添加量为球料的21wt%；
S3、对S2获得的混合料进行熔炼处理，获得熔融渣和烟气；
期间，控制熔炼温度为1400℃；熔炼时，采用富氧空气助燃，富氧空气中氧气含量为40~80vol%，富氧空气的通入量与焦炭添加量摩尔比为1.2。
S4、将熔融渣排放至电热前床进行沉降分层，获得渣相和冰铜，然后对渣相进行水淬，获得玻璃体尾渣。
S2中，所述助熔剂由铁矿石、石灰石、石英石组成，其中，铁矿石中铁含量＞50wt%，石英石中SiO2含量＞85wt%，石灰石中CaO含量＞45wt%。
S2中，所述燃料包括碳精、废活性炭、油泥、树脂中的一种或几种。
本实施例中，Cu、Ni、Cl、Pb、Zn回收率分别为94%、91%、99%、84%、88%。熔融渣排放至水淬渣池冷却形成玻璃体尾渣，玻璃体含量为93wt%。烟气经尾气处理***达标排放。
实施例4
本实施例的垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的协同处理方法，包括如下步骤：
S1、将垃圾焚烧飞灰和含铜污泥按1:5的质量比混合均匀，造球，获得球料（低氯高铜镍混合料）；
其中，垃圾焚烧飞灰中含氯4wt%，含水5wt%，铜、镍含量均低于1wt%；含铜污泥含铜3.7wt%，含镍1.4wt%，含水40wt%，氯含量<1wt%；
S2、将S1获得的球料、助熔剂和燃料混合，获得混合料；
其中，所述混合料中，SiO2、Fe的质量比为0.75：1，SiO2、CaO的质量比为0.85:1；每1kg球料，配入具有1400kcal热量的燃料；所述燃料中含有焦炭；焦炭的添加量为球料的21wt%；
S3、对S2获得的混合料进行熔炼处理，获得熔融渣和烟气；
期间，控制熔炼温度为1400℃；熔炼时，采用富氧空气助燃，富氧空气中氧气含量为40~80vol%，富氧空气的通入量与焦炭添加量摩尔比为0.8。。
S4、将熔融渣排放至电热前床进行沉降分层，获得渣相和冰铜，然后对渣相进行水淬，获得玻璃体尾渣。
S2中，所述助熔剂由铁矿石、石灰石、石英石组成，其中，铁矿石中铁含量＞50wt%，石英石中SiO2含量＞85wt%，石灰石中CaO含量＞45wt%。
S2中，所述燃料包括碳精、废活性炭、油泥、树脂中的一种或几种。
本实施例中，Cu、Ni、Cl、Pb、Zn回收率分别为95%、92%、99%、85%、90%。熔融渣排放至水淬渣池冷却形成玻璃体尾渣，玻璃体含量为95wt%。烟气经尾气处理***达标排放。
上述各实施例利用焚烧飞灰与含铜污泥的协同处理***进行，该***包括依次连通的第一混料机构18、制粒机19、第二混料机构20和熔炼炉1，熔炼炉1的排渣口15并连有电热前床4和水淬池17，所述电热前床4的放渣口与水淬池17连通。还包括烟气处理单元，所述烟气处理单元包括依次连通的SNCR脱硝机构24、余热锅炉25、急冷塔26、收尘机构28；所述急冷塔26、收尘机构28之间的管路上设有喷射机构27。
所述烟气处理单元还包括依次连通的水洗机构36、碱洗机构22和三效蒸发器23，所述水洗机构36与收尘机构28的出料口连通。所述烟气处理单元还包括依次连通的湿法脱酸机构30、烟气－烟气再热器31、蒸汽-烟气换热器32、热风炉33和SCR脱硝机构34，所述湿法脱酸机构30的进气口与收尘机构28的出气口连通；所述烟气－烟气再热器31具有相互连通的第一烟气入口、第一烟气出口和相互连通的第二烟气入口、第二烟气出口，所述湿法脱酸机构30与第一烟气入口连通，第一烟气出口与蒸汽-烟气换热器32连通，所述SCR脱硝机构34的出气口与第二烟气入口连通，所述第二烟气出口连通有烟囱35。湿法脱酸机构30为二级湿法脱酸机构，其产生的石膏可外售，产生的脱酸废水可通过水处理站21处理达标后回用或排放。
所述收尘机构28的出气口设有引风机29。所述收尘机构28为布袋收尘器。
所述熔炼炉自下而上依次包括炉基12、炉缸11和炉顶13，所述排渣口15设置于炉缸11的底侧。所述排渣口连通有三通阀16，所述三通阀16的一个出口与电热前床4连通，所述三通阀16的另一个出口与水淬池17连通。所述炉顶13的内壁设有保温层1301；或者，所述炉顶13由保温材料构成。电热前床4上设有用于对熔融渣进行加热的电极14，所述电热前床4上设有上、下分布的放渣口6和虹吸口7，虹吸口用于排出冰铜相至铜模8；所述排渣口15连通有三通阀16，所述三通阀16的一个出口与电热前床4连通，所述三通阀16的另一个出口连通水淬池17；所述放渣口6与水淬池17连通。所述述三通阀16通过第一溜槽3与电热前床4连通。所述述三通阀16通过第二溜槽2与水淬池17连通。所述放渣口6通过第三溜槽5与水淬池17连通。可选的，可用2个阀门替代上述三通阀16，将1个阀门设置于第一溜槽上，另1个阀门设置于第二溜槽上，也可起到控制熔融渣流向的作用；优选地，阀门尽可能地靠近溜槽的进口端设置。所述熔炼炉为侧吹炉。所述熔炼炉上设有与炉缸连通的一次风口10和二次风口9，所述一次风口10位于二次风口9的下方。运行时，可根据所处理物料中铜、氯含量，将经熔炼炉熔炼产生的熔融渣直接排入水淬池或排入电热前床，通过一套熔炼***，即可实现对不同铜、氯含量的物料的处理。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1.一种垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的协同处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将垃圾焚烧飞灰和含铜污泥混合均匀，造球，获得球料；
其中，所述球料中，氯含量为1~20wt%，铜、镍的总含量为1~15wt%，水含量＜30wt%；
S2、将S1获得的球料、助熔剂和燃料混合，获得混合料；
其中，所述混合料中，SiO2、Fe的质量比为0.5~1.5：1，SiO2、CaO的质量比为0.5~1.5:1；每1kg球料，配入具有1000~3000kcal热量的燃料；所述燃料包含焦炭；所述助熔剂包括铁矿石、钢灰、高炉灰、石灰石、造纸白泥、电石渣中的一种或几种；
S3、于1200~1500℃对S2获得的混合料进行熔炼处理，获得熔融渣和烟气；
其中，熔炼时，采用富氧空气助燃，富氧空气中氧气含量为40~80vol%，富氧空气的通入量与焦炭添加量摩尔比为0.7~1.3:1；
S4、当球料中的氯含量为5~20wt%时，对所述熔融渣进行水淬，获得玻璃体尾渣；收集烟气中的烟灰，对所述烟灰依次进行水洗、固液分离，获得上清液，再向上清液中加入碱，获得富含铜、镍的沉淀物；
当球料中的氯含量＜5wt%时，对所述熔融渣进行贫化处理，获得渣相和冰铜，然后对渣相进行水淬，获得玻璃体尾渣。
2.根据权利要求1所述的协同处理方法，其特征在于，S1中，垃圾焚烧飞灰和含铜污泥的质量比为1-8:1-8。
3.根据权利要求1所述的协同处理方法，其特征在于，S1中，所述垃圾焚烧飞灰中，氯含量为1~30wt%，水含量为1~20wt%，铜、镍含量均低于3wt%；所述含铜污泥中，Cu含量为1~10wt%，Ni含量为1~10wt%，水含量30~70wt%，氯含量<1wt%。
4.根据权利要求1所述的协同处理方法，其特征在于，S2中，所述混合料中，SiO2、Fe的质量比为0.6~1.2：1，SiO2、CaO的质量比为0.7~1.0：1。
5.根据权利要求1所述的协同处理方法，其特征在于，S2中，所述燃料还包括碳精、废活性炭、油泥、树脂中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的协同处理方法，其特征在于，S2中，每1kg球料，配入具有1200~2000kcal热量的燃料。
7.根据权利要求1所述的协同处理方法，其特征在于，S3中，控制熔炼温度为1250~1450℃。
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Denomination of invention: A Synergistic Treatment Method of MSW Incineration Fly Ash and Copper containing Sludge

Effective date of registration: 20221028

Granted publication date: 20220429

Pledgee: Hunan Xiangjiang Zhongying Investment Management Co.,Ltd.

Pledgor: HUNAN RUIYI ZIHUAN TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: Y2022980020202

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