CN102641776B - 铁浆回收二次飞灰中铅的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了铁浆回收二次飞灰中铅的方法，包括如下步骤：(1)将二次飞灰与一定pH值的NaCl溶液及铁粉混合搅拌；(2)对铁粉进行磁选，磁选得到载重金属的铁粉和尾浆；(3)铁粉经酸洗再生后循环使用，同时实现重金属的回收；(4)尾浆进行固液分离处理，分离得到残灰和NaCl废液，残灰送填埋场填埋处理，NaCl废液进行循环利用。本发明适用于垃圾飞灰烧结陶粒或熔融处理过程二次飞灰产物中Pb的回收，具有分离效率高、操作简单、成本低且不存在二次污染等优点。
Description
技术领域
本发明属于环境污染治理技术领域，特别提供了二次飞灰中Pb分离回收的新方法。
背景技术
垃圾焚烧技术在无害化、减量化、回收能量等方面具有独特优势，该技术近年来在我国垃圾焚烧发电发展迅速。垃圾焚烧会产生含有重金属和二恶英等毒性物质的焚烧飞灰，焚烧飞灰已被列入国家危险废物名录，必须进行特殊处理。焚烧飞灰的固化/稳定化处理成为环保工作者关注的焦点，研究工作在各相关学科之间广泛开展，逐步形成了飞灰的水泥固化、飞灰的药剂处理、飞灰的沥青固化、飞灰烧结陶粒及飞灰熔融等处理技术。其中，前三种处理技术均以稳定重金属、降低其渗沥性为主要目标，处理后的最终产物体积有不同程度的增加，不能实现危险废弃物处理的减量化；其次有毒重金属最终积累在环境中，长期稳定性不能保证，而且不能消除二噁英对环境的潜在危险，没能实现危险废弃物处理的彻底无害化；第三、稳定后的产物变成无用的、不可再生资源，不能实现危险废弃物的资源化。飞灰烧结陶粒及飞灰熔融两种技术分别通过陶粒窑和熔融炉系统对垃圾焚烧飞灰进行高温处理，将二恶英高温分解，部分重金属被固化在的Si-O网格中，并可将产物建材化利用，真正实现了危险废弃物处理的减量化、无害化、资源化的要求。但是，在飞灰烧结陶粒或飞灰熔融处理过程中，飞灰中低沸点重金属如Zn、Pb等容易挥发并集聚在烟气净化系统收集的固体残余物中，这些固体残余物通常称为二次飞灰。熔融产生的二次飞灰因含有相当量的重金属等被日本等国家划为危险废弃物。二次飞灰中Zn、Pb的浓度是原垃圾焚烧飞灰的5～10倍，接近原矿品位，因此，从环境和经济角度考虑有必要提取和回收这些金属。
采用湿法冶金技术提取二次飞灰中重金属已经有报道，在这些研究中，通常采用传统的酸、碱浸出介质提取重金属，其提取过程大致包括盐酸浸-过滤-中和-硫化-过滤-废水蒸发结晶等步骤，该方法虽然可分离得到纯度达30～40％的含Pb及含Zn的两种产物，但是由于过滤不完全容易导致重金属尤其是Pb的分离效率较低，而且含高浓度重金属的废液混入残渣，残渣在最终处置前还需要洗涤或稳定，工艺复杂。
碳浆法(CIP)最初广泛用于氰化提金工艺中，在该工艺中活性炭(通常用椰壳碳和泥煤碳)作为金的吸附载体，金氰络离子被吸附到具有微孔结构的活性炭上，活性炭粒度比矿粒粗得多，载金碳与矿浆分离可以在简单机械筛分设备上进行，这样有效避免了固-液过滤分离工序，减少了过滤和逆流移注系统的高投资成本。后来。为进一步解决传统CIP工艺中载金炭与矿浆过筛分效果不够理想的问题，又出现了磁性炭浆法(MIP)，该方法是是使活性炭带上磁性而用磁选机来回收载金炭，这样就可不通过筛分来离载金炭，从而进一步减少金在尾砂中的损失。
发明内容
本发明针对二次飞灰含有相当数量的Pb等重金属且属于危险废物，国外常用的沉淀过滤的方法存在诸多问题，借鉴成熟的黄金行业的碳浆技术。利用铁浆法分离二次飞灰中的重金属，分离最终产物主要包括残渣、重金属。分离后的Pb可作为冶炼厂原料进行回收利用；过滤后剩余残渣中氯盐和重金属含量都非常低，且体积大幅度减小，可直接送入填埋场填埋实现其最终安全处置。具体步骤包括：(1)将二次飞灰与一定pH值的NaCl溶液混合配制成灰浆，在灰浆中加入铁粉进行搅拌；(2)对步骤(1)中的铁粉进行磁选，磁选后得到吸附重金属的铁粉和尾浆；(3)将步骤(2)得到的吸附重金属的铁粉进行酸洗再生，再生后的铁粉进行循环利用，同时实现Pb的回收；(4)将步骤(2)得到的尾浆进行固液分离处理，分离得到残灰和NaCl废液，残灰送填埋场填埋处理，NaCl废液进行循环利用；
所述铁粉与二次飞灰的质量比为1∶1～4∶1。
所述NaCl溶液浓度为2～7mol/L。
所述NaCl溶液pH值为1～7。
本发明具有的优点和积极效果是：用铁浆法可高效低成本地实现二次飞灰中Pb的提取和回收，剩余残灰无论是体积还是毒性均大幅度减小，为后续进填埋场填埋处理或建材利用创造有利条件。并且，本发明工艺不需要洗涤和稳定等程序，具有操作简单、成本低、处理效果好且不存在二次污染等优点。
附图说明
图1是二次飞灰中Pb回收工艺流程图
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
本发明的原理是：NaCl溶液作为浸取剂将二次飞灰中重金属浸提到溶液中，铁粉具有较强的还原能力和磁性，在溶液发生电化学还原反应可将金属活动顺序表中排于其后的Pb等置换出来，落在铁粉表面或与其发生胶结作用并吸附在铁粉表面，一段时间后采用磁铁将铁粉从溶液中磁选分离，发生胶结作用的Pb等重金属就被从二次飞灰中分离。
实施例1：
某垃圾焚烧飞灰烧结陶粒后二次飞灰的重金属含量及按照固体废物毒性浸出方法-硫酸硝酸法(HJ/T299-2007)对垃圾焚烧飞灰进行毒性浸出，其结果见表1。将20g二次飞灰和浓度为2mol/L、pH值为1的NaCl溶液混合搅拌30分钟后，向灰浆中加入20g铁粉继续搅拌2h，之后进行磁选得到载重金属的铁粉和尾浆，其中铁粉经酸洗再生后循环使用，同时实现对重金属的回收，尾浆进行固液分离处理，分离得到残灰和NaCl废液。
表1实施例1二次飞灰中Pb含量、浸出毒性、Pb回收率及残灰浸出浓度
对分离后残灰等产物中重金属进行分析，并计算重金属回收率，其结果见表1，将干燥后的残灰按醋酸缓存溶液法(HJ/T300-2007)测量浸出液中重金属浓度，浸出液中Pb浓度低于GB16889-2008中重金属污染物浓度限值，上述数据表明该残灰可直接进生活垃圾填埋场填埋。
实施例2：
某垃圾焚烧飞灰烧结陶粒后二次飞灰的重金属含量及按照固体废物浸出毒性浸出方法-硫酸硝酸法(HJ/T299-2007)对垃圾焚烧飞灰进行毒性浸出，其结果见表2。将20g二次飞灰和浓度为4mol/L、pH值为5的NaCl溶液混合搅拌30分钟后，向灰浆中加入40g铁粉继续搅拌2h，之后进行磁选得到载重金属的铁粉和尾浆，其中铁粉经酸洗再生后循环使用，同时实现对重金属的回收，尾浆进行固液分离处理，分离得到残灰和NaCl废液。
表2实施例2二次飞灰中Pb含量、浸出毒性、Pb回收率及残灰浸出浓度
对分离后残灰等产物中重金属进行分析，并计算重金属回收率，其结果见表2，将干燥后的残灰按醋酸缓存溶液法(HJ/T300-2007)测量浸出液中重金属浓度，浸出液中Pb浓度低于GB16889-2008中重金属污染物浓度限值，上述数据表明该残灰可直接进生活垃圾填埋场填埋。
实施例3：
某垃圾焚烧飞灰烧结陶粒后二次飞灰的重金属含量及按照固体废物浸出毒性浸出方法-硫酸硝酸法(HJ/T299-2007)对垃圾焚烧飞灰进行毒性浸出，其结果见表3。将20g二次飞灰和浓度为7mol/L、pH值为7的NaCl溶液混合搅拌30分钟后，向灰浆中加入80g铁粉继续搅拌2h，之后进行磁选得到载重金属的铁粉和尾浆，其中铁粉经酸洗再生后循环使用，同时实现对重金属的回收，尾浆进行固液分离处理，分离得到残灰和NaCl废液。
表3实施例3二次飞灰中Pb含量、浸出毒性、Pb回收率及残灰浸出浓度
对分离后残灰等产物中重金属进行分析，并计算重金属回收率，其结果见表3，将干燥后的残灰按醋酸缓存溶液法(HJ/T300-2007)测量浸出液中重金属浓度，浸出液中Pb浓度低于GB16889-2008中重金属污染物浓度限值，上述数据表明该残灰可直接进生活垃圾填埋场填埋。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.铁浆回收二次飞灰中铅的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将二次飞灰与NaCl溶液混合配制成灰浆，其中，NaCl溶液pH值为1～7，在灰浆中加入铁粉进行搅拌，铁粉与二次飞灰的质量比为1∶1～4∶1；
(2)对步骤(1)中的铁粉进行磁选，磁选后得到吸附重金属的铁粉和尾浆；
(3)将步骤(2)得到的吸附重金属的铁粉进行酸洗再生，再生后的铁粉进行循环利用，同时实现重金属的回收；
(4)将步骤(2)得到的尾浆进行固液分离处理，分离得到残灰和NaCl废液，残灰送填埋场填埋处理，NaCl废液进行循环利用。
2.根据权利要求1所述的铁浆回收二次飞灰中铅的方法，其特征在于，所述NaCl溶液浓度为2～7mol／L。
3.根据权利要求1所述的铁浆回收二次飞灰中铅的方法，其特征在于，酸洗再生所采用酸为硝酸或盐酸。
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