[发明专利]一种飞灰或二次飞灰中重金属的回收方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及飞灰中重金属的无害化处理及再生资源化技术，具体地说涉及一种回收飞灰或二次飞灰中重金属的方法。

本发明还涉及实现上述方法的装置。

背景技术

垃圾产量随着人们生活水平日益提高而逐渐增多，许多国家和城市因为土地紧张而导致填埋场日趋饱和。垃圾焚烧技术由于具有“三化”的优点，近年来倍受环保工作者的青睐，尤其在日本、德国、美国、瑞士等发达国家，焚烧在垃圾处理技术领域占了相当高的比例。我国近年来也开展了垃圾焚烧项目，到2005年底全国约有47垃圾焚烧厂。垃圾焚烧导致飞灰产量的巨增。飞灰中含有大量的重金属及有害物质，重金属具有不可降解性和生物富集性，若不经特殊处理直接填埋，飞灰中重金属在填埋场酸性的条件下会大量渗出，污染地下水和土壤甚至空气，对人类的健康和生态环境构成潜在的危害；如果飞灰不经过特殊处理直接作为其他产品原料，在使用过程中飞灰中重金属和有害物质很可能浸出，直接或间接污染环境和人类健康。另外，从资源再利用角度来看，提取飞灰中有经济价值的重金属，作为冶金原料或者进行富矿化，熔后的熔渣还可以作为其他建筑材料的原料或者铺路材料，不但解决了飞灰处理难的问题，而且回收了有用金属，对持续发展的循环型环境，具有双重的功能与意义。

目前国内外对垃圾焚烧飞灰的处理方法很多，主要有熔融固化、水泥固化、药剂稳定化以及酸或其他溶剂提取法。这些方法多是把飞灰中重金属和有害物质固定在某种特定的结构里，减少重金属的浸出特性，但这些方法仅限于把重金属固定在产物中，从长远看，这些重金属迟早会在特定的环境下浸出而污染环境，因此没有从根本上解决重金属污染问题。以熔融固化为例：熔融固化法是在高温熔融状态下，致使飞灰中各种成分发生复杂的物理化学变化，重金属及一些有害物质被固定在致密的Si-O结构的网格中，大大降低重金属的浸出特性，但飞灰在熔融过程中，有大量的重金属挥发出来，这不仅形成二次污染增加烟气处理负担，而且造成资源的浪费。目前，常用于提取飞灰中重金属的方法多是物理化学法，即飞灰经过水洗后，除去飞灰中大量的钠、钾和钙等盐分，减小飞灰的碱性，然后用酸或碱对飞灰中重金属进行提取。但是这种方法还存在很多问题，如提取过程中产生的废水和废酸碱液必须进行严格处理。因此具有流程长、投资和运行费用高、易产生严重二次污染、综合效益低等缺点。因此，熔融固化的研究基础上，我们才有“逆向”处理法，即在高温热处理过程中，结合飞灰中重金属的沸点控制炉温，使重金属在加热过程中最大限度挥发并回收，这不仅解决了飞灰的无害化问题，而且回收了有用的重金属资源。

发明内容

本发明的目的是提供一种飞灰或二次飞灰中重金属的回收装置，以实现在飞灰无害化处理的基础上，回收有用重金属高资源。

为实现上述目的，本发明提供的回收装置，采用多回路高温气氛电炉，该电炉具有一个高温炉、至少一个中温炉和至少一个低温炉；中温炉和低温炉的炉膛内安装有吸附挥发物的陶瓷网片，以吸附高温炉形成的重金属化合物混合组分挥发物；低温炉炉膛的出气管处安装有滤袋，以吸附载气中残留挥发物。

所述的回收装置，其中陶瓷网片为多片，安装在一根陶瓷棒上，陶瓷网片的直径由炉膛进气端向出气端逐渐增大。

所述的回收装置，其中陶瓷网片之间由陶瓷套管隔开，使每两片陶瓷网片之间有一间距。

所述的回收装置，其中安装在中温炉的陶瓷网片网孔孔径大于安装在低温炉陶瓷网片网孔孔径。

所述的回收装置，其中滤袋为氟美斯等耐高温材质。

所述的回收装置，其中滤袋连接一气体处理器，使气体经过酸碱洗涤后排入大气。

所述的回收装置，其中多回路高温气氛电炉中，高温炉用硅钼棒加热；中、低温炉用电阻丝加热。

由上述回收装置，使用时可将高温炉的温度根据需要设定，即可以逐一收集重金属，亦可全部收集。当逐一收集重金属时，可根据重金属具体熔沸点把温度从低到高设定，并停留一定时间进行收集；若全部收集，则可把温度设到1050～1200℃，中温炉和低温炉的温度设为该重金属的凝结点或凝固点；将飞灰或二次飞灰放入高温炉内，同时通入不同气氛(如：空气、氧气氮气、氩气、氦气或氢气)做为载气；飞灰或二次飞灰中的重金属化合物(如：铅、铬、镉、铝、锌和铜的氧化物、硫化物和氯化物)在高温下形成挥发物，该挥发物在气流的带动下，进入中温炉和低温炉，挥发物中不同的重金属化合物分别吸附在中温炉和低温炉的陶瓷网片上，余下的挥发物由滤袋吸附。

本发明优点如下：