[发明专利]一种生活垃圾焚烧飞灰的酸洗预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生活垃圾焚烧飞灰的酸洗预处理方法，属环境工程技术领域。

背景技术

城市生活垃圾焚烧产生的飞灰为国家危险废物名录中编号为HW18的危险废物。飞灰中具有大量氯盐、高含量重金属及二恶英/呋喃有机物的污染。目前大多数国家采用水泥固化稳定化飞灰后填埋的处理方式，不仅消耗大量的水泥材料，同时固化后高的增容比限制了其推广使用。

焚烧飞灰的主要成分为CaO、Al₂O₃、SiO₂等，与水泥生产所需原料基本一致，因此飞灰可用于水泥混凝土等建筑材料行业。但由于飞灰中大量存在的盐酸盐会阻碍水泥的水化作用，挥发性重金属会导致水泥窑的阻塞，所以降低飞灰中盐酸盐以及部分重金属含量成为飞灰资源化的关键性问题。日本等国的研究者研究通过水洗方式去除飞灰中可溶性氯盐，且将飞灰中部分重金属浸至水溶液中。飞灰为高碱度物质，水洗后溶液pH值高达12～13，因此研究探讨利用不同种类的酸酸洗处理飞灰，将飞灰中可溶行氯盐浸出同时可降低水洗液的pH值。在水洗预处理飞灰的研究基础上进一步研究酸洗飞灰的特性、酸洗飞灰作为制备生态水泥原料的可行性，达到飞灰无害化，资源化的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生活垃圾焚烧飞灰的酸洗预处理方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种生活垃圾焚烧飞灰的酸洗预处理方法，其特征在于该方法采取以下工艺：常温下将经过105℃干燥24h的生活垃圾焚烧飞灰样品加入烧杯中，按飞灰与酸比例为1∶8～1∶12加入酸，其中飞灰质量单位为克，酸体积单位为毫升，酸的质量百分比浓度为0.5～10％，加入酸为硝酸、硫酸、乙酸、柠檬酸、磷酸及工业废酸中的一种，搅拌20～60min，静置沉淀10～20min，将上层酸液及飞灰分离。

测定上清液中重金属含量，飞灰样品105℃烘干后测定残余氯离子含量。

本发明方法利用各不同浓度的硝酸、硫酸、乙酸、柠檬酸和磷酸酸洗预处理飞灰后，酸洗飞灰过程中保证飞灰中氯盐最大量浸出，飞灰中氯离子含量由原始的12％～18％降至9％～1％，且飞灰中部分重金属溶出至酸液中，酸洗预处理后飞灰可作为制备生态水泥的原料，达到飞灰无害化、资源化预处理的目标。

本发明利用飞灰中大量氯盐可溶性特点，向飞灰中加入不同种类不同浓度的硝酸、硫酸、乙酸、柠檬酸和磷酸，通过机械搅拌作用，除去垃圾焚烧飞灰中的大量可溶性氯盐及部分重金属等污染物；酸洗处理后的飞灰达无害化预处理目标，可进一步填埋或作用于制备生态水泥原料等资源化利用。由酸洗可延伸至利用工业上产生的废酸等处理飞灰，达到以废治废的目标。

本发明的处理工艺可以适用于其他固体危险废物中可溶性盐类及重金属污染物的去除，作为资源化利用的预处理方法，降低了危险废物的浸出毒性，实现无害化填埋或进一步资源化利用。

具体实施方式

现将本发明的实施例叙述于后：

实施例1

常温常压条件下，将100g105℃干燥24h的生活垃圾焚烧飞灰加入烧杯中，加入1000mL质量百分比浓度为0.5％的硝酸溶液，启动搅拌器，使两者充分混匀。搅拌20～60min，静置10～20min，将上层酸液和飞灰分离，分析酸液中重金属浓度，分析飞灰中残余氯含量。再分别用质量百分比浓度为1％、2％、3％、4％、5％的硝酸酸洗预处理飞灰，重复上述操作步骤。实验结果见表1、2。

                       表1硝酸酸洗飞灰效果

        表2预处理飞灰后硝酸酸液中重金属浓度(mg/L)

实施例2

常温常压条件下，将100g105℃干燥24h的生活垃圾焚烧飞灰加入烧杯中，加入1000mL质量百分比浓度为0.5％的硫酸溶液，启动搅拌器，使两者充分混匀。搅拌20～60min，静置10～20min，将上层酸液和飞灰分离，分析酸液中重金属浓度，分析飞灰中残余氯含量。再分别用质量百分比浓度为1％、2％、3％、4％、5％的硫酸酸洗预处理飞灰，重复上述操作步骤。实验结果见表3、4。

                表3硫酸酸洗飞灰效果

        表4预处理飞灰后硫酸酸液中重金属浓度(mg/L)

实施例3