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CN112536156A - 一种处理飞灰中重金属的方法 - Google Patents

一种处理飞灰中重金属的方法 Download PDF

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CN112536156A CN202011220315.9A CN202011220315A CN112536156A CN 112536156 A CN112536156 A CN 112536156A CN 202011220315 A CN202011220315 A CN 202011220315A CN 112536156 A CN112536156 A CN 112536156A
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冯振东
刘思彤
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Peking University Shenzhen Graduate School
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Abstract

本发明提供一种处理飞灰中重金属的方法，包括如下步骤：步骤1、垃圾飞灰水洗后配置矿浆，置于单槽浮选机浮选槽体中，打开搅拌组件，转速：1550r/min，搅拌30min使矿浆分散均匀；步骤2、加入抑制剂与分散剂药剂组合：(Na2PO3)6(45g/L)+Na2SiO3(45g/L)继续搅拌5min，使得分散剂与抑制剂与飞灰矿浆混合均匀后加入改性后废弃表面活性剂(1vol.％)活化，继续搅拌5min；步骤3、加入捕收剂十二胺(1wt.％)，继续搅拌5min后关闭搅拌组件；步骤4、打开充气组件充气，待浮选槽中产生大量泡沫后打开刮板组件刮取上层浮选泡沫；步骤5、连续浮选30min后关闭仪器。

Description

一种处理飞灰中重金属的方法
技术领域
本发明涉及选矿工业技术领域，特别是一种处理飞灰中重金属的方法。
背景技术
现有技术中，常用的垃圾焚烧飞灰无害化处理技术，通常是以下几种方式：1、加入水泥，或其他稳定剂稳定固化重金属，这种方法的缺点在于加入了新的药剂，使得飞灰体积变大，不利于填埋场填埋。2、采用高温加热熔融，将重金属固化在熔融玻璃态的晶格中，并由于高温分解作用使得二噁英分解；这种方法的缺点是处理成本高，能耗高。3、基于重金属分离的飞灰无害化处理技术，包括水洗，酸洗，碱洗，金属螯合剂捕收等技术。但其并不能处理掉二噁英类有害物质，需要进一步处理；另外水洗后的二次水污染问题需要额外处理。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的是提供一种基于浮选技术处理飞灰中重金属的方法。是通过如下技术方案实现的。
一种处理飞灰中重金属的方法，包括如下步骤：
步骤1、垃圾飞灰水洗后配置矿浆，置于单槽浮选机浮选槽体中，打开搅拌组件，转速：1550r/min，搅拌30min使矿浆分散均匀；
步骤2、加入抑制剂与分散剂药剂组合，继续搅拌5min，使得分散剂与抑制剂与飞灰矿浆混合均匀后加入改性后废弃表面活性剂(1vol.％)活化，继续搅拌5min，其中抑制剂(Na2PO3)6与分散剂Na2SiO3的组分配比为1∶1～1∶1.5，混合后的浓度在15g/L～45g/L之间；；
步骤3、加入捕收剂十二胺(1wt.％)，继续搅拌5min后关闭搅拌组件；
步骤4、打开充气组件充气，待浮选槽中产生大量泡沫后打开刮板组件刮取上层浮选泡沫；
步骤5、连续浮选30min后关闭仪器。
本发明的有益效果是：能安全处理危险废弃物飞灰，又能回收飞灰中重金属类物质并且在回收过程中可去除二噁英类物质，解决了面活性剂的废弃污染问题，可谓一举多得。具有可观的经济利用价值和环境保护意义。
附图说明
图1是本发明的处理流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所垃圾飞灰(经水洗)，分散剂：(Na2PO3)6(45g/L，aq)、抑制剂：Na2SiO3(45g/L，aq)，活化剂：经改性处理的废表面活性剂(1vol.％)，捕收剂：十二胺(1wt.％)。浮选用到的机器为：单槽浮选机(武汉探矿机械厂，XFD-1型)。该型浮选机主要由用于搅拌的搅拌组件、用以充气产生气体浮选的充气组件和用于收集富含有目标矿物泡沫层的刮板组件组成。
实施例一：
本发明的处理方法如下：垃圾飞灰水洗后配置矿浆(固含：40％左右)，置于单槽浮选机浮选槽体中，打开搅拌组件(转速：1550r/min)搅拌30min使矿浆分散均匀，加入抑制剂与分散剂药剂组合：(Na2PO3)6(45g/L)+Na2SiO3(45g/L)继续搅拌5min使得分散剂与抑制剂与飞灰矿浆混合均匀后加入改性后废弃表面活性剂(1vol.％)活化，继续搅拌5min后加入捕收剂十二胺(1wt.％)，继续搅拌5min后关闭搅拌组件，打开充气组件充气(气体流量：60～100L/h)待浮选槽中产生大量泡沫后打开刮板组件刮取上层浮选泡沫。连续浮选30min后关闭仪器。浮选过程结束。槽内的尾矿浆过滤后分离为尾矿(固体)和滤出液，检测剩余固体的重金属含量，以及浮选泡沫精矿中的重金属含量是否达标。
表面活性剂的主要成分为生产：乙氧基化烷基酚；乙氧基化乙二醇；乙氧基化甲醇；乙氧基化脂肪胺；乙，丙氧基化脂肪醇表面活性剂混合废液，经Na2CO3改性后生成的粘稠的油状液体。由于其主要含有羧基(-COOH)、胺基(-NH2)、不饱和碳链(-C＝C-)、羟基(-OH)等浮选活化剂常见的官能团，从而在理论上具有作为浮选反应活化剂的可能。
二噁英类化学物质属于有机物，所以根据化学的“相似相溶”原理可知其易富集与活化剂与捕收剂。
实验及相关文献表明深圳地区垃圾焚烧厂中的飞灰中含有的Pb，Zn，Cu，Cd，为浸出毒性超标或浓度含量极高的物质。根据实验结果表明：针对这四种元素，Pb，Zn，Cu主要通过物理性的吸附与该废表面活性剂结合被捕收剂捕收，而Cd元素主要是通过与废表面活性剂中的含N基团相互络合形成了Cd-N化学结构而被复选去除。具体可能方程式如下：
形成[Cd(NH3)6]2+类物质与表面活性剂中的长链碳相结合，进而被捕收剂除去。
Figure BDA0002762173010000041
Figure BDA0002762173010000042
Figure BDA0002762173010000043
废表面活性剂中的含氧官能团，(如-COOH)与Cd元素反应形成Cd-O键再被活性剂的长碳链结合，最终被捕收剂捕收：
Figure BDA0002762173010000044
Figure BDA0002762173010000051
Figure BDA0002762173010000052
Figure BDA0002762173010000053
或是在溶剂中有OH-离子的条件下形成Cd(OH)2沉淀。
Figure BDA0002762173010000054
Cd2++2H2O＝Cd(OH)2+2H+，log K＝-20.35(298K)。
在实际的连续生产流程中，尾矿达标后可用于直接填埋，精矿达标后可送至火法冶炼厂冶炼，由于二噁英富集于有机物中，所以在浮选过程中二噁英类物质也会随着浮选泡沫富集到精矿中，采用火法冶炼的方法就可以在回收金属的过程中将垃圾飞灰中的二噁英类物质去除。剩余的滤除液可以回用到系统中循环使用。此法既能安全处理危险废弃物飞灰，又能回收飞灰中重金属类物质并且在回收过程中可去除二噁英类物质以及解决了某场表面活性剂的废弃污染问题，可谓一举多得。具有可观的经济利用价值和环境保护意义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种处理飞灰中重金属的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、垃圾飞灰水洗后配置矿浆，置于单槽浮选机浮选槽体中，打开搅拌组件，转速：1550r/min，搅拌30min使矿浆分散均匀；
步骤2、加入抑制剂与分散剂药剂组合，继续搅拌5min，使得分散剂与抑制剂与飞灰矿浆混合均匀后加入改性后废弃表面活性剂(1vol.％)活化，继续搅拌5min，其中抑制剂(Na2PO3)6与分散剂Na2SiO3的组分配比为1：1～1：1.5，混合后的浓度在15g/L～45g/L之间；
步骤3、加入捕收剂十二胺(1wt.％)，继续搅拌5min后关闭搅拌组件；
步骤4、打开充气组件充气，待浮选槽中产生大量泡沫后打开刮板组件刮取上层浮选泡沫；
步骤5、连续浮选30min后关闭仪器。
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