一種垃圾焚燒灰中重金屬的固化方法及其應(yīng)用
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種垃圾焚燒灰中重金屬的固化方法及其應(yīng)用，該固化方法包括以下步驟：(1)將垃圾焚燒灰與水兩者按一定配比混合形成混合物，并置于球磨罐中；接著，向該球磨罐中加入磨球；(2)將球磨罐密封，然后在行星球磨機(jī)的帶動(dòng)下使該球磨罐執(zhí)行球磨處理；接著，打開(kāi)球磨罐，并分離出磨球得到球磨產(chǎn)物；然后，過(guò)濾該球磨產(chǎn)物，得到的濾渣在60℃～85℃下干燥4h～24h，即得到固化重金屬后的垃圾焚燒灰。本發(fā)明通過(guò)對(duì)關(guān)鍵的球磨工藝，如混合物的配比、磨球的質(zhì)量與直徑規(guī)格、以及后續(xù)處理工藝的反應(yīng)條件等進(jìn)行改進(jìn)，能夠?qū)⒃贌抑械挠泻χ亟饘俟袒?，減少其浸出，擴(kuò)大垃圾焚燒灰的環(huán)保應(yīng)用途徑。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種垃圾焚燒灰中重金屬的固化方法及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于固體廢棄物資源利用、環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及一種垃圾焚 燒灰中重金屬的固化方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著中國(guó)城市化的加劇，城市生活垃圾產(chǎn)生量越來(lái)越多，并呈現(xiàn)逐年增加的態(tài)勢(shì)； 在各個(gè)大中型城市當(dāng)中，有大約Ξ分之二出現(xiàn)了垃圾圍城的局面。運(yùn)么大的垃圾產(chǎn)生量就 需要找到一個(gè)合理的處理與處置辦法，一般情況下，垃圾的處理方式為填埋、堆肥W及焚燒 處理。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，填埋處理大約占垃圾處理的40%~50%，但是隨著可耕地的減少W及 填埋成本的增加，而且長(zhǎng)時(shí)間填埋可能會(huì)使得垃圾中的重金屬等污染物會(huì)滲透到水體，進(jìn) 而危害人體健康;堆肥處理約占2 %~6 %，并且堆肥處理逐漸減少;垃圾焚燒技術(shù)因其減量 化，其中可使城市生活垃圾的體積減少90%，質(zhì)量減少70%，而得到廣泛的應(yīng)用。但是垃圾 焚燒過(guò)程伴隨大量灰渣的產(chǎn)生，包括飛灰和底灰。垃圾焚燒飛灰是從焚燒煙氣中捕集下來(lái) 的細(xì)灰，由于其在煙氣中停留時(shí)間較長(zhǎng)，因此就會(huì)富集較多的重金屬;垃圾焚燒底灰是從焚 燒設(shè)備底部排出的灰渣，又稱(chēng)為爐渣。
[0003] -般來(lái)說(shuō)，底灰被認(rèn)為是一種安全穩(wěn)定的產(chǎn)物，可W用來(lái)進(jìn)行路基鋪設(shè)、水泥等的 添加原料及直接填埋;而飛灰中由于含有較多的重金屬，比如重金屬化，Pb，化，Cd，化等，其 在利用過(guò)程的浸出，會(huì)對(duì)環(huán)境及地下水造成一定的污染，進(jìn)而威脅人類(lèi)健康。因此，垃圾焚 燒飛灰必須進(jìn)行預(yù)處理，才能加 W利用。
[0004] 按照國(guó)際逐級(jí)提取標(biāo)準(zhǔn)，飛灰中的重金屬是有四種形態(tài)，即：酸可溶態(tài)、可還原態(tài)、 可氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)。相比較而言，酸可溶態(tài)重金屬在酸溶液中容易浸出，比如酸雨的情況 下；而可氧化態(tài)和可還原態(tài)重金屬分別在氧化性和還原性環(huán)境下比較容易浸出；最為穩(wěn)定 的是殘?jiān)鼞B(tài)，被認(rèn)為是不浸出的?；瘜W(xué)固化的目的主要是將垃圾焚燒灰中的有害重金屬由 比較容易浸出的酸可溶態(tài)、可氧化態(tài)、可還原態(tài)，向更加穩(wěn)定、不易浸出的殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)變。
[0005] 目前，對(duì)飛灰中重金屬主要有水泥固化、化學(xué)固化穩(wěn)定化W及高溫烙融的玻璃化 處理方式。相比較而言，水泥固化由于具有增容性，高溫烙融玻璃化需要消耗大量的能源， 使得成本較高，因此對(duì)飛灰的處理采用化學(xué)固化穩(wěn)定化的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的W上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明的目的在于提供一種垃圾焚燒灰中 重金屬的固化方法及其應(yīng)用，其中通過(guò)對(duì)其關(guān)鍵的球磨工藝，如進(jìn)行球磨處理的混合物原 料中各組成的配比、磨球的質(zhì)量與直徑規(guī)格、W及后續(xù)處理工藝的反應(yīng)條件等進(jìn)行改進(jìn)，能 夠在不污染研磨液的條件下將原垃圾焚燒灰中的有害重金屬固化，減少其浸出，擴(kuò)大城市 生活垃圾焚燒灰的環(huán)保應(yīng)用途徑;并且，該方法是在球磨工藝中通過(guò)行星球磨機(jī)的機(jī)械能， 使得磨球與飛灰之間在水溶液中進(jìn)行碰撞，進(jìn)而在飛灰表面形成局部的高溫，使飛灰中的 重金屬由比較容易浸出的酸可溶態(tài)、可氧化態(tài)、可還原態(tài)，向更加穩(wěn)定、不易浸出的殘?jiān)鼞B(tài) 轉(zhuǎn)變，從而固化飛灰中的重金屬。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種垃圾焚燒灰中重金屬的固 化方法，其特征在于，包括W下步驟：
[000引（1)將垃圾焚燒灰與水兩者按（5g~12g) :80ml的配比混合形成混合物，并置于球 磨罐中；接著，向該球磨罐中加入磨球，所述磨球的直徑為2mm~15mm;
[0009] (2)將所述步驟(1)中的所述球磨罐密封，然后在行星球磨機(jī)的帶動(dòng)下使該球磨罐 執(zhí)行球磨處理化~24h，所述行星球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為25化pm~50化pm;接著，打開(kāi)所述球磨罐， 并分離出所述磨球得到球磨產(chǎn)物;然后，過(guò)濾該球磨產(chǎn)物，將所述過(guò)濾得到的濾渣在60°C~ 85°C下干燥地~2地，即得到固化重金屬后的垃圾焚燒灰。
[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟（1)中向所述球磨罐中加入的所述磨球與所 述垃圾焚燒灰兩者的質(zhì)量之比為12。
[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟（1)中向所述球磨罐中加入的所述磨球?yàn)槎?個(gè)，運(yùn)多個(gè)磨球的直徑至少有兩種規(guī)格;優(yōu)選的，所述磨球的直徑為6mm~10mm，所述多個(gè)磨 球?yàn)?0個(gè)~36個(gè)直徑為6mm的磨球、W及12個(gè)~32個(gè)直徑為10mm的磨球。
[0012] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟(2)中打開(kāi)所述球磨罐，并分離出所述磨球得 到球磨產(chǎn)物后，該球磨罐的內(nèi)壁和所述磨球還經(jīng)過(guò)清洗處理，該清洗處理得到的廢液連同 所述球磨產(chǎn)物一起經(jīng)過(guò)所述過(guò)濾得到所述濾渣。
[0013] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟（1)中的所述垃圾焚燒灰為爐排爐灰和流化 床灰中的至少一種。
[0014] 按照本發(fā)明的另一方面，提供了利用上述垃圾焚燒灰中重金屬的固化方法得到的 得到固化重金屬后的垃圾焚燒灰在制作磚或水泥的應(yīng)用。
[0015] 通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的W上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于通過(guò)將飛灰（即，垃圾 焚燒灰，尤其是城市生活垃圾焚燒灰)與水形成混合物作為反應(yīng)參與物，并利用球磨工藝對(duì) 該混合物進(jìn)行球磨處理，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程能夠在常溫常壓下操作，無(wú)廢氣排放，節(jié)能環(huán)保。本 發(fā)明通過(guò)對(duì)球磨工藝的具體處理過(guò)程及條件進(jìn)行控制，通過(guò)行星球磨機(jī)的機(jī)械能，使得磨 球與飛灰之間在水溶液中進(jìn)行碰撞，進(jìn)而在飛灰表面形成局部的高溫，使飛灰中的重金屬 由比較容易浸出的酸可溶態(tài)、可氧化態(tài)、可還原態(tài)，向更加穩(wěn)定、不易浸出的殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)變，從 而固化飛灰中的重金屬，為垃圾焚燒灰的進(jìn)一步資源化利用打下良好的基礎(chǔ)。
[0016] 機(jī)械研磨通過(guò)磨球的機(jī)械撞擊，不僅能夠使得研磨材料固體細(xì)化;而且隨著機(jī)械 研磨過(guò)程的進(jìn)行，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)能儲(chǔ)存在物質(zhì)內(nèi)部，從而增加反應(yīng)物質(zhì)的 活化能，使得飛灰中的重金屬形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)化，進(jìn)而影響重金屬的浸出，達(dá)到化學(xué)固化重金屬 的目的。本發(fā)明中混合物中的垃圾焚燒灰與水兩者的配比為(5g~12g) :80ml;尤其是，該混 合物進(jìn)行球磨的磨球的總質(zhì)量?jī)?yōu)選為垃圾焚燒灰質(zhì)量的12倍，磨球?yàn)槎鄠€(gè)，磨球的直徑在 2mm~15mm(尤其是在6mm~10mm)內(nèi)分布;本發(fā)明通過(guò)對(duì)上述多個(gè)磨球的組合，包括磨球的 質(zhì)量、直徑大小等進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)選，可W在研磨過(guò)程中，使磨球與飛灰之間在水溶液中進(jìn)行 碰撞，進(jìn)而由于飛灰表面會(huì)形成局部的高溫，使飛灰中的重金屬由比較容易浸出的酸可溶 態(tài)、可氧化態(tài)、可還原態(tài)，向更加穩(wěn)定、不易浸出的殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)變，進(jìn)而固化飛灰中的重金屬。
[0017] 綜上，本發(fā)明中的垃圾焚燒灰中重金屬的固化方法是將垃圾焚燒灰與水溶液按照 一定的比例混合，放于行星球磨機(jī)中，并按照一定的磨球和灰的質(zhì)量比，采用直徑不等的多 個(gè)磨球在常溫常壓下執(zhí)行研磨，并利用磨球與飛灰的碰撞來(lái)破壞垃圾焚燒灰中的重金屬的 化學(xué)形態(tài)，將容易浸出的重金屬的化學(xué)形態(tài)向更加穩(wěn)定的殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)變。通過(guò)本發(fā)明，能夠W 節(jié)能、便于操控的方式來(lái)進(jìn)行飛灰資源化利用前的預(yù)處理，將容易浸出的重金屬固化，為飛 灰的進(jìn)一步資源化利用打下基礎(chǔ)。本發(fā)明是在常溫常壓下，通過(guò)機(jī)械研磨的方式，對(duì)垃圾焚 燒灰中重金屬進(jìn)行化學(xué)固化，既降低了水泥固化的增容性，又克服了高溫烙融固化的耗能 高的缺點(diǎn)。
[0018] 本發(fā)明中的垃圾焚燒灰(包括爐排爐灰和流化床灰）均可采用從實(shí)際電廠采集的 垃圾焚燒灰，本發(fā)明中的重金屬固化處理方法對(duì)目前比較盛行的爐排爐焚燒方式下的垃圾 焚燒灰中重金屬的固化作用尤其顯著;經(jīng)該處理方法得到的固化重金屬后的垃圾焚燒灰可 用于制作環(huán)保磚或水泥。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；
[0020] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2中的垃圾焚燒灰(實(shí)施例1中為爐排爐焚燒灰，實(shí) 施例2為流化床焚燒灰)原灰和經(jīng)固化處理后的垃圾焚燒灰的重金屬總量，W及運(yùn)兩種飛灰 中不同重金屬元素經(jīng)固化處理后的平衡性對(duì)比；
[0021] 圖3是機(jī)械研磨前后，兩種飛灰中不同重金屬元素的浸出比例的對(duì)比圖；
[0022] 圖4A是機(jī)械研磨前后，爐排爐灰中重金屬的逐級(jí)提取的結(jié)果對(duì)比圖；圖4B是機(jī)械 研磨前后，流化床灰中重金屬的逐級(jí)提取的結(jié)果對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用W解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所設(shè)及到的技術(shù)特征只要彼 此之間未構(gòu)成沖突就可W相互組合。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] 本實(shí)施例1是對(duì)爐排爐垃圾焚燒飛灰中重金屬進(jìn)行固化處理，具體包括W下步驟：
[0026] (1)取8g爐排爐焚燒方式下的垃圾焚燒飛灰，溶解于80ml去離子水中，混合均勻， 制得混合溶液；
[0027] (2)取磨球使磨球的總質(zhì)量與步驟(1)中爐排爐垃圾焚燒灰的固體質(zhì)量比為12(即 磨球的總質(zhì)量為96g)。將磨球加入到步驟（1)所制得的混合溶液中；總質(zhì)量為96g的磨球可 按W下方式組合:直徑6mm的小尺寸磨球30個(gè)，直徑為10mm的大尺寸磨球20個(gè)。
[00%] (3)將球磨罐放于行星球磨機(jī)中，在常溫常壓，轉(zhuǎn)速為25化pm條件下，工作2地；
[0029] (4)取出球磨罐，將里面溶液連同固體一起倒出，并分離出磨球;接著，將球磨罐和 磨球分別用去離子水潤(rùn)洗Ξ次去除殘留；潤(rùn)洗得到的廢液連同上述球磨所得物，一起過(guò)濾， 然后將濾渣在60°C下干燥4h，即得到固化重金屬后的垃圾飛灰。將過(guò)濾得到的清液進(jìn)行定 容之后，放在3~4°C的冰箱里冷藏，然后通過(guò)ICP-MS進(jìn)行研磨液中重金屬濃度的測(cè)試。
[0030] 實(shí)施例2
[0031] 本實(shí)施例2是對(duì)流化床垃圾焚燒飛灰中重金屬進(jìn)行固化處理，具體包括W下步驟：
[0032] (1)取8g流化床焚燒方式下的垃圾焚燒飛灰，溶解于80ml去離子水中，混合均勻， 制得混合溶液；
[0033] (2)取磨球使磨球的總質(zhì)量與步驟(1)中垃圾焚燒灰的固體質(zhì)量比為12,將磨球加 入到步驟（1)所制得的混合溶液中。上述總質(zhì)量的磨球可按W下方式組合:直徑6mm的小尺 寸磨球30個(gè)，直徑為10mm的大尺寸磨球20個(gè)。
[0034] (3)將球磨罐放于行星球磨機(jī)中，在常溫常壓，轉(zhuǎn)速為25化pm條件下，工作2地；
[0035] (4)取出球磨罐，將里面溶液連同固體一起倒出，并分離出磨球;接著，將球磨罐和 磨球分別用去離子水潤(rùn)洗Ξ次去除殘留；潤(rùn)洗得到的廢液連同上述球磨所得物，一起過(guò)濾， 然后將濾渣在60°C下干燥4h，即得到固化重金屬后的垃圾飛灰。將過(guò)濾得到的清液進(jìn)行定 容之后，放在3~4°C的冰箱里冷藏，然后通過(guò)ICP-MS進(jìn)行研磨液中重金屬濃度的測(cè)試。
[0036] 實(shí)施例3
[0037] 本實(shí)施例3是對(duì)爐排爐垃圾焚燒飛灰中重金屬進(jìn)行固化處理，具體包括W下步驟：
[0038] (1)取5g爐排爐焚燒方式下的垃圾焚燒飛灰，溶解于80ml去離子水中，混合均勻， 制得混合溶液；
[0039] (2)取磨球使磨球的總質(zhì)量與步驟(1)中垃圾焚燒灰的固體質(zhì)量比為12,將磨球加 入到步驟（1)所制得的混合溶液中。上述總質(zhì)量的磨球可按W下方式組合:直徑6mm的小尺 寸磨球21個(gè)，直徑為10mm的大尺寸磨球12個(gè)。
[0040] (3)將球磨罐放于行星球磨機(jī)中，在常溫常壓，轉(zhuǎn)速為35化pm條件下，工作化；
[0041] (4)取出球磨罐，將里面溶液連同固體一起倒出，并分離出磨球;接著，將球磨罐和 磨球分別用去離子水潤(rùn)洗Ξ次去除殘留；潤(rùn)洗得到的廢液連同上述球磨所得物，一起過(guò)濾， 然后將濾渣在60°C下干燥lOh，即得到固化重金屬后的垃圾飛灰。將過(guò)濾得到的清液進(jìn)行定 容之后，放在3~4°C的冰箱里冷藏，然后通過(guò)ICP-MS進(jìn)行研磨液中重金屬濃度的測(cè)試。
[0042] 實(shí)施例4
[0043] 本實(shí)施例4是對(duì)爐排爐垃圾焚燒飛灰中重金屬進(jìn)行固化處理，具體包括W下步驟：
[0044] (1)取1?爐排爐焚燒方式下的垃圾焚燒飛灰，溶解于80ml去離子水中，混合均勻， 制得混合溶液；
[0045] (2)取磨球使磨球的總質(zhì)量與步驟(1)中垃圾焚燒灰的固體質(zhì)量比為12,將磨球加 入到步驟（1)所制得的混合溶液中。上述總質(zhì)量的磨球可按W下方式組合:直徑6mm的小尺 寸磨球36個(gè)，直徑為10mm的大尺寸磨球32個(gè)。
[0046] (3)將球磨罐放于行星球磨機(jī)中，在常溫常壓，轉(zhuǎn)速為5(K)rpm條件下，工作12h;
[0047] (4)取出球磨罐，將里面溶液連同固體一起倒出，并分離出磨球;接著，將球磨罐和 磨球分別用去離子水潤(rùn)洗Ξ次去除殘留；潤(rùn)洗得到的廢液連同上述球磨所得物，一起過(guò)濾， 然后將濾渣在60°C下干燥lOh，即得到固化重金屬后的垃圾飛灰。將過(guò)濾得到的清液進(jìn)行定 容之后，放在3~4°C的冰箱里冷藏，然后通過(guò)ICP-MS進(jìn)行研磨液中重金屬濃度的測(cè)試。
[004引實(shí)施例5
[0049] 本實(shí)施例5是對(duì)流化床垃圾焚燒飛灰中重金屬進(jìn)行固化處理，具體包括W下步驟：
[0050] (1)取5g流化床焚燒方式下的垃圾焚燒飛灰，溶解于80ml去離子水中，混合均勻， 制得混合溶液；
[0051] (2)取磨球使磨球的總質(zhì)量與步驟(1)中垃圾焚燒灰的固體質(zhì)量比為12,將磨球加 入到步驟（1)所制得的混合溶液中。上述總質(zhì)量的磨球可按W下方式組合:直徑6mm的小尺 寸磨球21個(gè)，直徑為10mm的大尺寸磨球12個(gè)。
[0052] (3)將球磨罐放于行星球磨機(jī)中，在常溫常壓，轉(zhuǎn)速為35化pm條件下，工作化；
[0053] (4)取出球磨罐，將里面溶液連同固體一起倒出，并分離出磨球;接著，將球磨罐和 磨球分別用去離子水潤(rùn)洗Ξ次去除殘留；潤(rùn)洗得到的廢液連同上述球磨所得物，一起過(guò)濾， 然后將濾渣在60°C下干燥lOh，即得到固化重金屬后的垃圾飛灰。將過(guò)濾得到的清液進(jìn)行定 容之后，放在3~4°C的冰箱里冷藏，然后通過(guò)ICP-MS進(jìn)行研磨液中重金屬濃度的測(cè)試。 [0054] 實(shí)施例6
[0055] 本實(shí)施例6是對(duì)流化床垃圾焚燒飛灰中重金屬進(jìn)行固化處理，具體包括W下步驟：
[0056] (1)取1?流化床焚燒方式下的垃圾焚燒飛灰，溶解于80ml去離子水中，混合均勻， 制得混合溶液；
[0057] (2)取磨球使磨球的總質(zhì)量與步驟(1)中垃圾焚燒灰的固體質(zhì)量比為12,將磨球加 入到步驟（1)所制得的混合溶液中。上述總質(zhì)量的磨球可按W下方式組合:直徑6mm的小尺 寸磨球36個(gè)，直徑為10mm的大尺寸磨球32個(gè)。
[005引（3)將球磨罐放于行星球磨機(jī)中，在常溫常壓，轉(zhuǎn)速為5(K)rpm條件下，工作12h;
[0059] (4)取出球磨罐，將里面溶液連同固體一起倒出，并分離出磨球;接著，將球磨罐和 磨球分別用去離子水潤(rùn)洗Ξ次去除殘留；潤(rùn)洗得到的廢液連同上述球磨所得物，一起過(guò)濾， 然后將濾渣在60°C下干燥lOh，即得到固化重金屬后的垃圾飛灰。將過(guò)濾得到的清液進(jìn)行定 容之后，放在3~4°C的冰箱里冷藏，然后通過(guò)ICP-MS進(jìn)行研磨液中重金屬濃度的測(cè)試。
[0060] 針對(duì)上述實(shí)施例1 -6還進(jìn)行了性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下。
[0061] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2中垃圾焚燒灰和流化床焚燒灰原料和固化處理后 的垃圾焚燒灰的重金屬總量。從圖2可W看出，經(jīng)過(guò)機(jī)械研磨后，由于對(duì)研磨罐和磨球進(jìn)行 了Ξ次及W上的潤(rùn)洗，所W重金屬基本上集中于飛灰和溶液中，重金屬總量是平衡的，其平 衡性偏差控制在25% W內(nèi)。
[0062] 機(jī)械研磨過(guò)程中，重金屬進(jìn)入到研磨所用的水溶液中的量占重金屬總量的比例， 見(jiàn)表1。由表1可W看出，機(jī)械研磨過(guò)程中，99% W上的重金屬仍然存在于飛灰中，而沒(méi)有對(duì) 所用的水溶液造成污染。除了爐排爐飛灰中的化，運(yùn)是由于爐排爐飛灰中，Pb主要是W PbCb的形式存在，而化Cl2的溶解度很高，所W有20%的含量浸出到研磨液中。
[0063] 表1研磨過(guò)程中進(jìn)入到水溶液中的重金屬量占重金屬總量的比例
[0064]
[0065] 圖3所示為機(jī)械研磨前后，兩種飛灰中重金屬的浸出比例的變化。由圖3可W看出， 經(jīng)過(guò)機(jī)械研磨之后，對(duì)于爐排爐焚燒灰，其重金屬浸出比例大大降低，基本上呈現(xiàn)出兩個(gè)數(shù) 量級(jí)的減少；而對(duì)于流化床飛灰，經(jīng)過(guò)機(jī)械處理后，重金屬的浸出比例也是降低的，尤其是 化和Cd較為明顯。
[0066] 表2是機(jī)械研磨前后，兩種飛灰中重金屬的浸出濃度，W及浸出標(biāo)準(zhǔn)值的對(duì)比。由 表2可W看出，爐排爐飛灰經(jīng)過(guò)機(jī)械研磨后重金屬浸出大幅減少，流化床飛灰經(jīng)過(guò)機(jī)械研磨 后重金屬浸出也出現(xiàn)相對(duì)減少，效果不如爐排爐飛灰明顯。并且兩種灰，經(jīng)過(guò)機(jī)械處理后的 浸出濃度，都小于其浸出極限要求值。
[0067]表2研磨前后兩種飛灰中重金屬的浸出濃度 [006引
[0069] 圖4A和圖4B是機(jī)械研磨前后，兩種灰中的重金屬的四種化學(xué)形態(tài)所占的比例變 化，圖4A對(duì)應(yīng)爐排爐灰，圖4B對(duì)應(yīng)流化床灰。通過(guò)逐級(jí)提取數(shù)據(jù)可W看出，對(duì)于爐排爐灰而 言，酸可溶態(tài)W及可還原態(tài)減少較多，可氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)增加，尤其是重金屬化的殘?jiān)鼞B(tài)增 加更為顯著;而對(duì)于流化床灰，其效果沒(méi)有爐排爐灰明顯，運(yùn)與之前測(cè)試的比表面積數(shù)據(jù)W 及浸出數(shù)據(jù)是相一致的，但是對(duì)于重金屬Cr和化，其殘?jiān)鼞B(tài)有明顯的增加，說(shuō)明對(duì)該兩種重 金屬的化學(xué)形態(tài)固化效果較好。
[0070] 本發(fā)明中的垃圾焚燒灰優(yōu)選為城市生活垃圾焚燒灰;上述實(shí)施例中所使用的行星 球磨機(jī)的型號(hào)均為QM-3SP2,球磨罐和磨球都優(yōu)選采用氧化錯(cuò)材質(zhì)，也可采用其他常見(jiàn)的球 磨罐和磨球。除了上述實(shí)施例中使用的磨球規(guī)格外，本發(fā)明中所使用的磨球的直徑只要在 2mm~15mm即可；由于直徑不同，單個(gè)磨球的質(zhì)量也不同，根據(jù)實(shí)際需要(如，向球磨罐中加 入的垃圾焚燒灰的質(zhì)量、W及磨球總質(zhì)量與該垃圾焚燒灰質(zhì)量的比值），可靈活調(diào)整向球磨 罐中加入的多個(gè)磨球的具體組合情況。
[0071] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，W上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用W 限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種垃圾焚燒灰中重金屬的固化方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將垃圾焚燒灰與水兩者按（5g~12g) :80ml的配比混合形成混合物，并置于球磨罐 中；接著，向該球磨罐中加入磨球，所述磨球的直徑為2mm~15mm; (2) 將所述步驟（1)中的所述球磨罐密封，然后在行星球磨機(jī)的帶動(dòng)下使該球磨罐執(zhí)行 球磨處理6h~24h，所述行星球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為250rpm~500rpm;接著，打開(kāi)所述球磨罐，并分 離出所述磨球得到球磨產(chǎn)物;然后，過(guò)濾該球磨產(chǎn)物，將所述過(guò)濾得到的濾渣在60°C~85°C 下干燥4h~24h，即得到固化重金屬后的垃圾焚燒灰。2. 如權(quán)利要求1所述垃圾焚燒灰中重金屬的固化方法，其特征在于，所述步驟（1)中向 所述球磨罐中加入的所述磨球與所述垃圾焚燒灰兩者的質(zhì)量之比為12。3. 如權(quán)利要求1所述垃圾焚燒灰中重金屬的固化方法，其特征在于，所述步驟（1)中向 所述球磨罐中加入的所述磨球?yàn)槎鄠€(gè)，這多個(gè)磨球的直徑至少有兩種規(guī)格;優(yōu)選的，所述磨 球的直徑為6mm~10mm，所述多個(gè)磨球?yàn)?0個(gè)~36個(gè)直徑為6mm的磨球、以及12個(gè)~32個(gè)直 徑為l〇mm的磨球。4. 如權(quán)利要求1所述垃圾焚燒灰中重金屬的固化方法，其特征在于，所述步驟(2)中打 開(kāi)所述球磨罐，并分離出所述磨球得到球磨產(chǎn)物后，該球磨罐的內(nèi)壁和所述磨球還經(jīng)過(guò)清 洗處理，該清洗處理得到的廢液連同所述球磨產(chǎn)物一起經(jīng)過(guò)所述過(guò)濾得到所述濾渣。5. 如權(quán)利要求1所述垃圾焚燒灰中重金屬的固化方法，其特征在于，所述步驟（1)中的 所述垃圾焚燒灰為爐排爐灰和流化床灰中的至少一種。6. 利用權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述垃圾焚燒灰中重金屬的固化方法得到的得到固化重 金屬后的垃圾焚燒灰在制作磚或水泥的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】B09B3/00GK105964655SQ201610325798
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】喬瑜, 李挺豪, 王文霞, 周俊波, 黃經(jīng)春, 成珊, 徐明厚
【申請(qǐng)人】華中科技大學(xué)