本發(fā)明涉及礦渣和垃圾焚燒飛灰的資源化利用，具體涉及協(xié)同礦渣與垃圾焚燒飛灰提取稀散金屬并降解二噁英的綜合處理方法。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)今高速發(fā)展的科技領(lǐng)域，稀有金屬如鍺（ge）和鎵（ga）已成為半導(dǎo)體、電子及光學(xué)器件制造中不可或缺的關(guān)鍵材料，其戰(zhàn)略價(jià)值日益凸顯，被多國(guó)列為重要戰(zhàn)略儲(chǔ)備資源。特別是鍺，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛分布于光纖通信、光伏產(chǎn)業(yè)、紅外探測(cè)技術(shù)及高效化學(xué)催化等多個(gè)前沿領(lǐng)域。然而，隨著全球?qū)︽N和鎵需求量的持續(xù)攀升，一個(gè)不容忽視的現(xiàn)實(shí)是，這兩種金屬的自然儲(chǔ)量極為有限，全球鍺儲(chǔ)量?jī)H約8600噸，鎵則為28萬(wàn)噸，其稀缺性直接導(dǎo)致市場(chǎng)價(jià)格逐年攀升，加劇了資源供應(yīng)的緊張局勢(shì)。

2、同時(shí)，鍺和鎵在自然界中并不以獨(dú)立礦藏形式存在，而是作為伴生元素存在于如閃鋅礦等復(fù)雜礦物中，提取難度大，成本高。此外，大量含鍺、鎵、鈮的固體廢棄物，如粉煤灰、鐵礦渣等，在傳統(tǒng)處理方式中往往被直接填埋，這不僅占用了寶貴的土地資源，增加了填埋處理的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，更導(dǎo)致了寶貴資源的極大浪費(fèi)，同時(shí)可能引發(fā)環(huán)境污染問(wèn)題。特別是含鍺礦渣，含鎵、鈮鐵礦渣其富含的鍺、鎵、鈮資源若未得到有效回收利用，無(wú)疑是對(duì)自然資源的極大漠視。

3、另一方面，垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的飛灰，因其含有大量的氯鹽、揮發(fā)性重金屬及劇毒物質(zhì)二噁英（dioxins），被歸類為危險(xiǎn)廢物，處理難度極大?，F(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)飛灰中二噁英的去除，多采用高溫?zé)峤夥贌蛉廴诠袒夹g(shù)，旨在通過(guò)極端高溫條件促使二噁英分解，轉(zhuǎn)化為無(wú)害或低毒性物質(zhì)。然而，此過(guò)程中存在顯著的技術(shù)瓶頸：二噁英在高溫下雖能分解，但在降溫階段易與氯離子重新結(jié)合形成二噁英前驅(qū)體，進(jìn)而再生成二噁英，嚴(yán)重威脅環(huán)境安全與人體健康。

4、綜上所述，從環(huán)境保護(hù)與資源高效利用的雙重角度出發(fā)，現(xiàn)有處理含鍺粉煤灰及垃圾焚燒飛灰的方法均存在顯著不足。因此，開(kāi)發(fā)一種既能有效回收含鍺粉煤灰中的寶貴資源，又能抑制垃圾焚燒飛灰中二噁英再生成的創(chuàng)新技術(shù)，對(duì)于緩解資源短缺、減輕環(huán)境污染、推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種協(xié)同礦渣與垃圾焚燒飛灰提取稀散金屬并降解二噁英的綜合處理方法，以解決現(xiàn)有含鍺礦渣、含鎵鈮鐵礦渣未能得到有效回收利用，造成資源浪費(fèi)的問(wèn)題，以及解決現(xiàn)有垃圾焚燒飛灰中二噁英處理難度大和易造成二次污染的問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、協(xié)同礦渣與垃圾焚燒飛灰提取稀散金屬并降解二噁英的綜合處理方法包括以下步驟：

4、s1、將含鍺礦渣、含鎵和鈮的鐵礦渣以及垃圾焚燒飛灰混合，得到混合物，在所述混合物中添加第一試劑，得到復(fù)合混合物；

5、所述第一試劑為二氧化硅、硼砂、氧化鈣、氧化鋁和焦炭粉中的至少一種；

6、s2、將復(fù)合混合物在第一溫度和第一真空度的條件下反應(yīng)第一時(shí)間，得到揮發(fā)的富鍺產(chǎn)物，并使得垃圾焚燒飛灰中的二噁英分解，然后在第二溫度和第二真空度的條件下反應(yīng)第二時(shí)間，冷卻，得到分層的中間產(chǎn)物；

7、所述中間產(chǎn)物的上層為殘?jiān)?，下層為富鎵鈮鐵共熔體；

8、所述第二溫度大于所述第一溫度；

9、s3、將富鎵鈮鐵共熔體溶解于酸中，然后采用樹(shù)脂吸附分離得到鎵和鈮，實(shí)現(xiàn)稀散金屬的回收。

10、根據(jù)上述技術(shù)手段，首先，通過(guò)特定的試劑組合（二氧化硅、硼砂、氧化鈣、氧化鋁和焦炭粉）和特定的反應(yīng)條件（不同溫度與真空度），有效地促進(jìn)了礦渣中鍺的揮發(fā)富集，以及鎵和鈮的富集，進(jìn)一步通過(guò)酸溶解和樹(shù)脂吸附分離，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鎵和鈮的高純度回收，從而提高了資源利用率，減少了資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了稀散金屬的高效回收；其次，在稀散金屬分離富集過(guò)程中，垃圾焚燒飛灰中的二噁英也得到了有效分解，減少了二噁英的排放，有利于環(huán)境保護(hù)和生態(tài)安全。解決了現(xiàn)有含鍺礦渣、含鎵鈮鐵礦渣未能得到有效回收利用，造成資源浪費(fèi)的問(wèn)題，同時(shí)還解決了現(xiàn)有垃圾焚燒飛灰中二噁英處理難度大和易造成二次污染的問(wèn)題。

11、本發(fā)明綜合處理方法過(guò)程，鍺的回收率超過(guò)98%，鎵和鈮富集20倍以上。與傳統(tǒng)煙化爐焚燒富集鍺的方法相比，克服傳統(tǒng)火法提鍺中鍺回收率低，以及火法過(guò)程中產(chǎn)生的大量細(xì)顆粒污染物的污染問(wèn)題；與單純的濕法回收鍺相比，真空還原過(guò)程大大降低了酸用量，顯著減少了廢水、廢酸的排放量。該法不僅在經(jīng)濟(jì)，效率方面有優(yōu)勢(shì)，更是一種環(huán)境友好的方法。

12、優(yōu)選的，所述綜合處理方法，還包括：

13、將所述殘?jiān)c第二試劑混合，在第三溫度條件下保溫反應(yīng)第三時(shí)間，得到微晶玻璃液；

14、將微晶玻璃液降溫成形，水淬，冷卻，得到熒光微晶玻璃；

15、所述第二試劑為氧化釔、氧化銪、氧化鈣、二氧化硅和氧化鋁中的至少一種。

16、優(yōu)選的，所述第三溫度為1200℃~3000℃。

17、優(yōu)選的，所述第三時(shí)間為1min~15min。

18、優(yōu)選的，所述氧化釔、氧化銪、氧化鈣、二氧化硅和氧化鋁分別占所述殘?jiān)馁|(zhì)量百分比為5%~20%、3%~7%、5%~20%、5%~20%和5%~10%。

19、優(yōu)選的，所述殘?jiān)c第二試劑的質(zhì)量比為?1:1~1:3。

20、優(yōu)選的，所述熒光微晶玻璃作為led熒光燈材料使用。

21、優(yōu)選的，殘?jiān)奶幚矸椒òǎ簩堅(jiān)扑樘幚砗?，添加第二試劑得到混合玻璃?/p>

22、將混合玻璃放入馬弗爐內(nèi)，在溫度為1200℃~3000℃的條件下，保溫1min~15?min，得到微晶玻璃液；

23、趁熱將微晶玻璃液倒入模具內(nèi)，降溫成形后，取出進(jìn)行熱處理，然后冷卻至室溫，得到熒光微晶玻璃。

24、優(yōu)選的，所述含鍺礦渣、含鎵和鈮的鐵礦渣和垃圾焚燒飛灰的質(zhì)量比為5:5:1~20:20:1。

25、優(yōu)選的，所述二氧化硅、硼砂、碳酸鈉、氧化鋁和焦炭粉分別占所述礦渣和垃圾焚燒飛灰總質(zhì)量的質(zhì)量百分比為10%~20%、5%~15%、5%~15%、5%~20%和2%~15%。

26、優(yōu)選的，所述第一溫度為500℃~800℃。

27、優(yōu)選的，所述第一真空度為0.1pa~103?pa。

28、優(yōu)選的，所述第一時(shí)間為0.01s~120s。

29、優(yōu)選的，所述第二溫度為1000℃~3000℃。

30、優(yōu)選的，所述第二真空度為0.1pa~103?pa。

31、優(yōu)選的，所述第二時(shí)間為0.01s~120s。

32、優(yōu)選的，s2中，具體包括：將復(fù)合混合物在溫度為500℃~800℃和真空度為0.1pa~103?pa的條件下反應(yīng)0.01s~120s，得到揮發(fā)的富鍺產(chǎn)物，揮發(fā)的鍺氯化物能促進(jìn)垃圾焚燒飛灰中的二噁英分解，待反應(yīng)完全后，升溫至1000℃~3000℃，真空度為0.1pa~103?pa的條件下反應(yīng)0.01s~120s，冷卻至室溫，得到分層的中間產(chǎn)物；

33、中間產(chǎn)物的上層為殘?jiān)?，下層為富鎵鈮鐵共熔體。

34、優(yōu)選的，所述酸為鹽酸和硫酸的混合酸。

35、優(yōu)選的，所述樹(shù)脂為氨基磷酸與偕胺肟的復(fù)合樹(shù)脂。

36、優(yōu)選的，s3中，具體包括：將富鎵鈮鐵共熔體溶解于鹽酸和硫酸的混合酸中，然后通過(guò)吸附分離反應(yīng)裝置分離得到鎵和鈮，實(shí)現(xiàn)稀散金屬的回收，其中，吸附分離反應(yīng)裝置中裝有氨基磷酸與偕胺肟的復(fù)合樹(shù)脂。

37、優(yōu)選的，所述混合酸中鹽酸和硫酸的濃度比為0.05:1~1:1。

38、優(yōu)選的，所述復(fù)合樹(shù)脂中氨基磷酸與偕胺肟的質(zhì)量比為1:1~10:1。

39、本發(fā)明的有益效果：

40、本發(fā)明涉及一種協(xié)同處理礦渣與垃圾焚燒飛灰以提取稀散金屬并降解二噁英的綜合方法，首先，通過(guò)特定的試劑組合（包括二氧化硅、硼砂、氧化鈣、氧化鋁和焦炭粉）和反應(yīng)條件（不同溫度與真空度），有效促進(jìn)了礦渣中鍺的揮發(fā)富集以及鎵和鈮的富集。隨后，通過(guò)酸溶解和樹(shù)脂吸附分離步驟，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鎵和鈮的高純度回收，從而提升了資源利用率，減少了資源浪費(fèi)，并實(shí)現(xiàn)了稀散金屬的高效回收。其次，在稀散金屬的分離富集過(guò)程中，垃圾焚燒飛灰中二噁英也得到了有效分解，減少了二噁英的排放，有利于環(huán)境保護(hù)和生態(tài)安全。此外，該綜合處理方法將原本可能被視為廢棄物的礦渣和垃圾焚燒飛灰轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的金屬資源和無(wú)害化產(chǎn)物（如玻璃），這不僅減少了固體廢棄物的產(chǎn)生量，還實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源化利用，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念。同時(shí)，該方法集成了礦渣中稀散金屬的提取、垃圾焚燒飛灰中二噁英的降解以及產(chǎn)物的分離與回收等多個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)了工藝的一體化。通過(guò)精確控制反應(yīng)條件，簡(jiǎn)化了操作步驟，提高了處理效率和穩(wěn)定性，在礦渣和垃圾焚燒飛灰的資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。