本發(fā)明涉及一種協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰與垃圾焚燒爐渣的方法及產(chǎn)品，屬于危險(xiǎn)廢棄物資源化利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、在全球化環(huán)境保護(hù)趨勢的推動(dòng)下，固體廢棄物管理已成為全球性的挑戰(zhàn)。垃圾焚燒作為一種有效的垃圾處理方式，雖然能夠顯著減少垃圾的體積并產(chǎn)生熱能，但其過程中產(chǎn)生的飛灰和爐渣等固體廢棄物仍然需要得到妥善處理。傳統(tǒng)的處理方法如填埋、堆肥等不僅占用大量土地資源，還可能對(duì)環(huán)境造成二次污染。具體而言，垃圾焚燒飛灰是垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的細(xì)小顆粒物，主要由無機(jī)鹽、重金屬、二噁英等有毒有害物質(zhì)組成。飛灰的粒徑小、比表面積大，具有較大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。垃圾焚燒爐渣是垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，主要由無機(jī)鹽、金屬氧化物等組成。爐渣的粒徑較大，易于處理和利用。爐渣含有一定量的硅、鋁等元素，可用于制作建筑材料、路基材料等。

2、混凝劑是一種廣泛應(yīng)用于水處理領(lǐng)域的化學(xué)品，主要用于去除水中的懸浮物、膠體等污染物。常見的混凝劑包括無機(jī)混凝劑和有機(jī)混凝劑兩大類。無機(jī)混凝劑如硫酸鋁、氯化鐵等，具有制備簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)；有機(jī)混凝劑如聚丙烯酰胺等，則具有高效、低毒等特點(diǎn)?；炷齽┑闹苽浼夹g(shù)主要包括物理法、化學(xué)法和生物法等。其中，化學(xué)法因其制備過程簡單、產(chǎn)品性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用?；炷齽┰谒幚碇邪l(fā)揮著重要作用。通過向水中投加混凝劑，可以使水中的懸浮物、膠體等污染物發(fā)生凝聚和沉淀，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的?；炷齽┑膽?yīng)用范圍廣泛，包括工業(yè)廢水處理、生活污水處理、飲用水凈化等領(lǐng)域。隨著環(huán)保要求的不斷提高，混凝劑的性能和品質(zhì)也在不斷提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種制備過程簡單的協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰與垃圾焚燒爐渣制備混凝劑的方法及其產(chǎn)品。

2、技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰與垃圾焚燒爐渣的方法，包括以下步驟：

3、(1)混合垃圾焚燒飛灰、脫硫石膏和垃圾焚燒爐渣，攪拌均勻，研磨，得到垃圾焚燒混料粉；

4、(2)混合水和步驟(1)中所述垃圾焚燒混料粉，攪拌均勻，擠壓造粒，得到垃圾焚燒混料粗粒；將垃圾焚燒混料粗粒進(jìn)行焙燒，焙燒分為二段，分別為一段焙燒和二段焙燒，通過一段焙燒獲得的固體粉末為富鐵粉；通過二段焙燒得到的硅鋁鹽煅燒料渣；

5、(3)將步驟(2)中所述硅鋁鹽煅燒料渣研磨成粉，加入氫氧化鈉溶液，攪拌，固液分離，得到的液體為富鋁硅膠體液；

6、(4)混合酸液和步驟(2)中所述富鐵粉，攪拌，固液分離，得到的液體為富鐵酸液；

7、(5)向步驟(3)中所述富鋁硅膠體液中加入步驟(4)中所述富鐵酸液，邊攪拌邊加入，到混合漿液的ph為3.5～6.5時(shí)停止加入，靜置，烘干，得到混凝劑。

8、其中，步驟(1)中所述垃圾焚燒飛灰、脫硫石膏和垃圾焚燒爐渣的質(zhì)量比為40～80:15～25:100，所制備混凝劑cod吸附容量均大于1765mg/g、總磷吸附容量均大于325mg/g、氨氮吸附容量均大于642mg/g、汞離子吸附容量均大于74mg/g。。

9、其中，步驟(1)中所述研磨的時(shí)間為0.25～1.75小時(shí)。

10、其中，步驟(2)中所述水和垃圾焚燒混料粉的液固比為0.25～0.45:1ml/g。

11、其中，步驟(2)中所述一段焙燒的溫度控為350～550℃，一段焙燒的時(shí)間為0.5～1.5小時(shí)，所制備混凝劑cod吸附容量均大于1934mg/g、總磷吸附容量均大于352mg/g、氨氮吸附容量均大于743mg/g、汞離子吸附容量均大于87mg/g。

12、其中，步驟(2)中所述二段焙燒的溫度為1125～1175℃，時(shí)間為10～30分鐘，所制備混凝劑cod吸附容量均大于2094mg/g、總磷吸附容量均大于389mg/g、氨氮吸附容量均大于772mg/g、汞離子吸附容量均大于99mg/g。

13、其中，步驟(3)中所述氫氧化鈉溶液和硅鋁鹽煅燒料粉末的液固比為1～3:1ml/g。

14、其中，步驟(3)中所述氫氧化鈉濃度為5～15m。

15、其中，步驟(3)中所述攪拌的時(shí)間為2～12小時(shí)。

16、其中，步驟(4)中所述酸液和富鐵粉的液固比為1～3:1ml/g。

17、其中，步驟(4)中所述酸液為硫酸溶液、鹽酸溶液中任意一種，酸液濃度為2～10m。

18、其中，步驟(4)中所述攪拌的時(shí)間為1～5小時(shí)

19、其中，步驟(5)中所述靜置的時(shí)間為0.5～2.5天。

20、本發(fā)明還提供一種由所述方法制備的混凝劑。

21、協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰與爐渣制備混凝劑的技術(shù)原理主要基于飛灰和爐渣中的硅、鋁等元素與某些化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)，生成具有混凝性能的化合物。通過調(diào)整反應(yīng)條件和配比，可以控制產(chǎn)物的組成和性能，從而制備出滿足特定需求的混凝劑。在制備過程中，可以利用飛灰和爐渣中的硅、鋁等元素，通過化學(xué)反應(yīng)生成硅鋁酸鹽等混凝劑主要成分。同時(shí)，可以通過調(diào)整反應(yīng)條件如溫度、時(shí)間、ph值等，以及添加適量的助劑等，優(yōu)化產(chǎn)物的性能和品質(zhì)。探索飛灰和爐渣的資源化利用途徑，實(shí)現(xiàn)其無害化和資源化處置，具有重要的環(huán)保意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

22、反應(yīng)機(jī)理：在一段焙燒過程中，垃圾焚燒混料粗粒中的無機(jī)氯鹽與含鐵礦物優(yōu)先反應(yīng)生成易揮發(fā)的氯化鐵，同時(shí)無機(jī)氯鹽與部分含鋁礦物反應(yīng)，生成易揮發(fā)的氯化鋁。氯化鐵、氯化鋁及焙燒過程中生成的其他氯化物及粉塵顆粒通過煙氣管道和氣固螺旋分離器得到回收，從而得到富鐵粉。在一段焙燒過程，物料得到初步熱活化。在二段焙燒過程中，垃圾焚燒混料粗粒中各物料充分反應(yīng)，在無機(jī)氯鹽及鈣基材料協(xié)同作用下，碳酸鹽及硫酸鈣發(fā)生催化分解，硅鋁酸鹽潛在堿融活性增強(qiáng)，垃圾焚燒混料中的重金屬元素進(jìn)一步轉(zhuǎn)化并揮發(fā)至煙氣中?；旌蠠龎A溶液和硅鋁鹽煅燒料粉末，在攪拌過程硅酸鹽與鋁鹽及其它堿溶性礦物溶解到堿液中?；旌纤嵋汉透昏F粉，在攪拌過程中，鐵、鋁及其它酸溶性物質(zhì)溶解到酸液中。向富鋁硅膠體液中加入富鐵酸液，在水解聚合及成核、膠化作用下，富鋁硅膠體液及富鐵酸液中各物質(zhì)成分充分反應(yīng)，形成鈣鎂加載聚硅鋁鐵混摻的混凝劑混合物。

23、有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明制備過程簡單，所需核心原料僅為垃圾焚燒飛灰和垃圾焚燒爐渣，通過二段焙燒、渣灰分離、堿溶、酸溶、水解聚合工藝實(shí)現(xiàn)混凝劑制備。所制備混凝劑可用于高效凈化污染廢液，使用方法簡單，且應(yīng)用ph范圍較寬。

技術(shù)特征：

1.一種協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰與垃圾焚燒爐渣制備混凝劑的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(1)中所述垃圾焚燒飛灰、脫硫石膏和垃圾焚燒爐渣的質(zhì)量比為40～80:15～25:100。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(2)中所述水和垃圾焚燒混料粉的液固比為0.25～0.45:1ml/g。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(2)中所述一段焙燒的溫度控為350～550℃，一段焙燒的時(shí)間為0.5～1.5小時(shí)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(2)中所述二段焙燒的溫度為1125～1175℃，時(shí)間為10～30分鐘。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(3)中所述氫氧化鈉溶液和硅鋁鹽煅燒料粉末的液固比為1～3:1ml/g。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(3)中所述氫氧化鈉濃度為5～15m。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(4)中所述酸液和富鐵粉的液固比為1～3:1ml/g。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(4)中所述酸液為硫酸溶液、鹽酸溶液中任意一種，酸液濃度為2～10m。

10.一種由權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述方法制備的混凝劑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰與垃圾焚燒爐渣的方法及產(chǎn)品，所述方法包括以下步驟：混合垃圾焚燒飛灰、脫硫石膏和垃圾焚燒爐渣，擠壓造粒，進(jìn)行一段焙燒和二段焙燒，分別獲得富鐵粉和硅鋁鹽煅燒料渣；在硅鋁鹽煅燒料渣粉中加入氫氧化鈉溶液，得到富鋁硅膠體液；混合酸液和富鐵粉，得到富鐵酸液；向富鋁硅膠體液中加入富鐵酸液，邊攪拌邊加入，到混合漿液的pH為酸時(shí)停止加入，烘干，得到混凝劑。本發(fā)明制備過程簡單，所需核心原料僅為垃圾焚燒飛灰和垃圾焚燒爐渣，通過二段焙燒、渣灰分離、堿溶、酸溶、水解聚合工藝實(shí)現(xiàn)混凝劑制備。所制備混凝劑可用于高效凈化污染廢液，使用方法簡單，且應(yīng)用pH范圍較寬。

技術(shù)研發(fā)人員：黃濤,宋東平,陳凱,羅沖,孫小龍,夏運(yùn),崔嘉霖,馮玉軒,王鑫鑫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：常熟理工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18