一种飞灰的处理方法技术

本发明专利技术提供了一种飞灰的处理方法，属于废弃物的资源化利用技术领域。本发明专利技术利用固废中的SiO2和Al2O3和硫酸溶液中的SO

【技术实现步骤摘要】
一种飞灰的处理方法


[0001]本专利技术属于废弃物的资源化利用
，具体涉及一种飞灰的处理方法。

技术介绍

[0002]由于焚烧在垃圾减量化和焚烧产物资源化利用方面具有独特优势，并且垃圾焚烧产生的余热可供于发电，因此焚烧在固体垃圾处理方式中的比重也在逐年增加。但是，在垃圾焚烧过程中所产生的飞灰在烟气中吸附了大量有毒元素和少量二噁英。经危险废弃物鉴别程序，飞灰被认定为危险废弃物，在进行填埋或资源化利用之前必须进行无害化处理。
[0003]对飞灰进行固化/稳定化兼顾资源化利用，是处置飞灰的最佳方法。例如，中国专利申请CN101519220A公开了一种城市垃圾焚烧飞灰合成水化氯铝酸钙的方法，该方法将飞灰与铝酸盐水泥混合养护合成氯铝酸钙固相，该固相可以达到固化有毒元素的目的，并且固相可以用于水泥窑。但是，在水泥窑处置前，需要将固相中的氯盐通过水洗进行脱除，并且部分有毒元素会在水洗过程中进入水洗液。目前尚无飞灰资源化利用过程中利用简单工艺进行氯盐和钙组分的有效分离并使有毒元素稳定化的技术方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种飞灰的处理方法，本专利技术的处理方法能够同时实现飞灰中有毒元素的固化以及氯盐和钙组分的有效分离，且方法简单。
[0005]本专利技术提供了一种飞灰的处理方法,包括以下步骤：
[0006]将飞灰与固废的硫酸溶液进行混合，得到混合物；所述固废中含有SiO2和Al2O3；
[0007]将所述混合物进行沉淀反应后进行固液分离，得到液相及固相；
[0008]所述固相包括钙矾石和水化硅酸钙，所述液相包括氯盐。
[0009]优选的，所述混合物中的部分Ca
2+
用于生成钙矾石，剩余Ca
2+
用于生成水化硅酸钙，所述混合物中Al
3+
、SO
42
‑
和部分Ca
2+
的摩尔比为2：3：6或2：1：4，Si
4+
与剩余Ca
2+
的摩尔比为1～10：5。
[0010]优选的，所述固废包括粉煤灰、气化渣、赤泥、硅灰和铝灰中的一种或多种。
[0011]优选的，所述混合物的pH值为8～14。
[0012]优选的，调节所述pH值的试剂包括饱和NaOH溶液、饱和KOH溶液和氨水中的一种。
[0013]优选的，所述沉淀反应的温度为25～95℃
[0014]优选的，所述沉淀反应的温度为50～75℃。
[0015]优选的，所述沉淀反应的时间为1～24h。
[0016]优选的，所述飞灰中包括NaCl、KCl、CaClOH、Ca(OH)2、CaO、CaSO4、SiO2、Al2O3、Fe2O3、残碳和有毒元素化合物。
[0017]优选的，所述有毒元素化合物中的有毒元素包括Pb、Cd、Zn、Cr、Hg和As中的一种或多种。
[0018]本专利技术提供了一种飞灰的处理方法，包括以下步骤：将固废与硫酸溶液混合后再
与飞灰进行混合，得到混合物；所述固废中含有SiO2和Al2O3；将所述混合物进行沉淀反应后进行固液分离，得到液相及固相；所述固相包括钙矾石和水化硅酸钙，所述液相包括氯盐。本专利技术利用固废中的SiO2和Al2O3和硫酸溶液中的SO
42
‑
和飞灰中的Ca
2+
发生沉淀反应生成钙矾石和水化硅酸钙，钙矾石具有花瓣状、针状或棒状形貌，有多种离子交换位点，水化硅酸钙的纤维结构也具有多种离子交换位点，对多种有毒元素具有吸附作用，使得飞灰中的有毒元素通过离子交换和物理吸附等形式固化在钙矾石和水化硅酸钙中。在生成钙矾石和水化硅酸钙固相的同时，飞灰中的氯盐溶解在溶液中，从而使氯盐摆脱了钙和有毒元素离子的干扰。实施例测试结果表明，本专利技术提供的方法处理飞灰，能够同步实现飞灰中有毒元素固化和氯盐分离。
附图说明
[0019]图1为本专利技术处理方法的流程图；
[0020]图2为实施例1中有毒元素固化产物的X射线衍射图；
[0021]图3为实施例1中形成氯盐的X射线衍射图；
[0022]图4为对比例1中固相产物的X射线衍射图。
具体实施方式
[0023]本专利技术提供了一种飞灰的处理方法，包括以下步骤：
[0024]将飞灰与固废的硫酸溶液进行混合，得到混合物；所述固废含有SiO2和Al2O3；
[0025]将所述混合物进行沉淀反应后进行固液分离，得到液相及固相；
[0026]所述固相包括钙矾石和水化硅酸钙，所述液相包括氯盐。
[0027]本专利技术将将飞灰与固废的硫酸溶液进行混合，得到混合物；所述固废含有SiO2和Al2O3。所述固废优选包括粉煤灰、气化渣、赤泥、硅灰和铝灰中的一种或多种，当为多种时，本专利技术对于不同种类固废的质量比没有特殊的限定，任意比均可。在本专利技术中，所述飞灰优选包括NaCl、KCl、CaClOH、Ca(OH)2、CaO、CaSO4、SiO2、Al2O3、Fe2O3、残碳和有毒元素化合物，所述有毒元素化合物中的有毒元素包括Pb、Cd、Zn、Cr、Hg和As中的一种或多种。所述硫酸溶液的浓度优选为1～10mol/L。本专利技术对所述硫酸溶液的用量没有特殊要求，能够将固废完全溶解的前提下根据生成钙矾石所需的硫酸根确定。
[0028]在本专利技术中，所述固废、硫酸溶液和飞灰的用量根据固相的组成确定，本专利技术优选先检测固废中Si
4+
和Al
3+
的含量，然后根据固废中Al
3+
的含量确定生成钙矾石所需的硫酸和部分钙用量，通过部分钙用量即可确认部分飞灰的用量。在已知Si
4+
与剩余Ca
2+
的摩尔比为1～10：5、固废中Si
4+
和部分飞灰中Si
4+
的用量以及飞灰中Si
4+
、Ca
2+
含量的条件下，可以计算出生成水化硅酸钙所需的剩余钙用量和剩余飞灰的用量，部分飞灰的用量和剩余飞灰的用量之和即为飞灰的加入量。其中，飞灰中Al
3+
的含量在计算时忽略不计。在本专利技术中，所述水化硅酸钙优选包括含铝水化硅酸钙和/或托贝莫来石。
[0029]在本专利技术中，当所述固相为钙矾石和水化硅酸钙时，所述混合物中的部分Ca
2+
优选用于生成钙矾石，剩余Ca
2+
优选用于生成水化硅酸钙，所述混合物中Al
3+
、SO
42
‑
和部分Ca
2+
的摩尔比优选为2：3：6或2：1：4，Si
4+
与剩余Ca
2+
的摩尔比优选为1～10：5。当混合物中Al
3+
、SO
42
‑
和部分Ca
2+
的摩尔比优选为2：3：6时会生成3CaO
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞灰的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将飞灰与固废的硫酸溶液进行混合，得到混合物；所述固废中含有SiO2和Al2O3；将所述混合物进行沉淀反应后进行固液分离，得到液相及固相；所述固相包括钙矾石和水化硅酸钙，所述液相包括氯盐。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述混合物中的部分Ca
2+
用于生成钙矾石，剩余Ca
2+
用于生成水化硅酸钙，所述混合物中Al
3+
、SO
42
‑
和部分Ca
2+
的摩尔比为2：3：6或2：1：4，Si
4+
与剩余Ca
2+
的摩尔比为1～10：5。3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述固废包括粉煤灰、气化渣、赤泥、硅灰和铝灰...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽，刘福立，王栋民，高誉，刘瑞，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：