一种利用高炉炼铁协同处置垃圾焚烧飞灰的方法与流程

1.本发明属于垃圾焚烧飞灰处理技术领域，具体涉及一种利用高炉炼铁协同处置垃圾焚烧飞灰的方法。


背景技术：

2.飞灰是垃圾焚烧过程中收集于烟气管道、烟气净化、分离器和除尘装置等处的容重较轻、粒径细小的粉体物质。飞灰成分复杂，与垃圾组分、焚烧炉型和烟气净化工艺等多种因素有关。飞灰主要由ca、cl、na、k、si元素组成，其中ca主要来源于脱酸过剩石灰，cl主要来源于含氯塑料和食品垃圾。飞灰中cao含量很高，占比约为40-50％，cl占比约为3-30％，na占比约为1-10％，k占比约为0.5-10％，sio2占比约为2-8％，mgo占比约为0.5-5％，al2o3占比约为0.1-3％，fe2o3占比约为0.1-2％。
3.高炉炼铁是一个把固态铁氧化物在高温下还原成液态铁水的过程。为了使高炉稳产高产、并能生产出优质铁水，需要有一个适当的炉渣形成过程，即铁矿石中的脉石、燃料中的灰分以至熔剂中的各组分熔解后形成的液态炉渣要具有良好的性能。在保证烧结矿的低温粉化性、转鼓强度和还原性的前提下，尽可能地减少烧结矿中sio2、mgo、cao造渣物质含量，可以显著改善烧结矿在1000℃以上高温还原性和透气性，但由于高炉脱硫要求维持一定的渣量和炉渣成分，所以需要额外补充一定数量的sio2、mgo、cao造渣物质。
4.目前飞灰的处置途径有填埋、高温熔融、高温烧结、水泥窑协同处置等，这些处置方式不够健康环保，并且部分处置方式对飞灰氯含量有要求，不能彻底解决污染问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种利用高炉炼铁协同处置垃圾焚烧飞灰的方法，将垃圾焚烧飞灰与高炉炼铁工艺相结合，利用垃圾焚烧飞灰与炼铁高炉中的各原料发生化学反应，实现垃圾焚烧飞灰中二噁英的分解，同时实现飞灰的综合利用，对环境保护具有重要意义。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种利用高炉炼铁协同处置垃圾焚烧飞灰的方法，包括以下步骤：
8.第一步、水洗脱氯：将垃圾焚烧飞灰送入水洗脱氯系统进行脱氯，使飞灰主要成分中cl、k、na经过水洗去除，水洗采用三级逆流水洗，得到一次沉淀和一次滤液；
9.第二步、除杂：向一次滤液中加入重金属螯合剂进行除杂，重金属经过滤液除杂产生沉淀，然后过滤，得到二次沉淀和二次滤液；
10.第三步、将一次沉淀和二次沉淀合并后压滤得到飞灰滤饼，将二次滤液进行蒸发分盐，蒸发分盐采用多效蒸发；
11.第四步、烘干：将飞灰滤饼利用热风炉进行烘干，然后加入炼铁高炉中，完成垃圾焚烧飞灰的综合利用。
12.进一步地，水洗脱氯过程中液固比为3-5ml/g，水洗结束后以3000r/min的转速离
心脱水5-10min，得到一次沉淀。
13.进一步地，重金属螯合剂的用量为垃圾焚烧飞灰质量的0.8-2％。
14.进一步地，重金属螯合剂为重金属螯合剂为氢氧化钠、碳酸钠和硅藻土按照质量比1：1：2混合而成。
15.进一步地，一次沉淀和二次沉淀合并后采用隔膜压滤机压滤，滤饼含水量为39.5-40.5％。
16.进一步地，飞灰滤饼烘干后加入炼铁高炉中能够充当造渣剂，同时飞灰中的有害成分，重金属在高温下被固化，二噁英被彻底分解等，达到飞灰的无害化资源化的目的，飞灰滤饼加入炼铁高炉中的方式可以是从高炉炉顶以块状装入，也可以是从风口以粉状喷入。
17.本发明的有益效果：
18.由于铁矿石及烧结矿中含有杂质sio2、s等杂质，因此进入高炉炼铁时，需加入一定数量的造渣剂，目前常用的造渣剂有石灰石、蛇纹石等。而垃圾焚烧飞灰滤饼经烘干后主要成分为cao，还含有少量sio2、mgo、al2o3，将垃圾焚烧飞灰、烧结灰、高炉灰经过脱氯、脱金属离子、球磨后，作为造渣剂加入炼铁高炉中，一方面与烧结矿中的sio2反应生成硅酸钙，将烧结矿中的杂质sio2去除，反应如下：cao sio2→
casio3；另一方面可以做为活性剂促进烧结矿中杂质s的脱除。而垃圾焚烧飞灰滤饼中二噁英通过高温分解，完成解毒过程，重金属和二噁英分解后产生的微量氯元素经挥发进入高炉灰中，高炉灰后续可与其他钢铁尘泥通过回转窑处理进行富铁提锌，得到资源化利用。本发明可以在高炉炼铁过程中协同处置危险废物垃圾焚烧飞灰，使垃圾焚烧飞灰全资源化利用，且工序成熟、简单，垃圾焚烧飞灰相对于常规造渣剂减少了破碎和球磨工序，可以烘干后直接采用从封口喷吹的方式进入高炉中。
附图说明
19.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
20.图1是本发明一种利用高炉炼铁协同处置垃圾焚烧飞灰的方法的流程图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例1
23.请参阅图1所示，以长沙市生活垃圾焚烧厂的焚烧飞灰为原料之一，cl元素含量为18.95wt％，zn元素含量为0.52wt％，pb元素含量为0.21wt％，sn元素含量为0.11wt％，cu元素含量为0.10wt％，cr元素含量为0.09wt％。
24.第一步、水洗脱氯：将该厂垃圾焚烧飞灰送入水洗脱氯系统进行脱氯，使飞灰主要成分中cl、k、na经过水洗去除，水洗采用三级逆流水洗，水洗液固比为3ml/g，水洗结束后以转速3000r/min的离心方式脱水5min，得到一次沉淀；
25.第二步、除杂：向一次滤液中加入重金属螯合剂进行除杂，重金属经过滤液除杂产生沉淀，然后过滤，得到二次沉淀和二次滤液；
26.第三步、将一次沉淀和二次沉淀合并后采用隔膜压滤机压滤得到飞灰滤饼，飞灰滤饼含水量为39.5％，将二次滤液进行蒸发分盐，蒸发分盐采用多效蒸发；
27.第四步、烘干：将飞灰滤饼利用热风炉进行烘干，然后加入炼铁高炉中，完成垃圾焚烧飞灰的综合利用，加入方式可以是从高炉炉顶以块状装入，也可以是从风口以粉状喷入。
28.其中，重金属螯合剂为氢氧化钠、碳酸钠和硅藻土按照质量比1：1：2混合而成，其用量为垃圾焚烧飞灰质量的0.8％。
29.实施例2
30.请参阅图1所示，以长沙市生活垃圾焚烧厂的焚烧飞灰为原料之一，cl元素含量为18.95wt％，zn元素含量为0.52wt％，pb元素含量为0.21wt％，sn元素含量为0.11wt％，cu元素含量为0.10wt％，cr元素含量为0.09wt％。
31.第一步、水洗脱氯：将该厂垃圾焚烧飞灰送入水洗脱氯系统进行脱氯，使飞灰主要成分中cl、k、na经过水洗去除，水洗采用三级逆流水洗，水洗液固比为4ml/g，水洗结束后以转速3000r/min的离心方式脱水8min，得到一次沉淀；
32.第二步、除杂：向一次滤液中加入重金属螯合剂进行除杂，重金属经过滤液除杂产生沉淀，然后过滤，得到二次沉淀和二次滤液；
33.第三步、将一次沉淀和二次沉淀合并后采用隔膜压滤机压滤得到飞灰滤饼，飞灰滤饼含水量为39.8％，将二次滤液进行蒸发分盐，蒸发分盐采用多效蒸发；
34.第四步、烘干：将飞灰滤饼利用热风炉进行烘干，然后加入炼铁高炉中，完成垃圾焚烧飞灰的综合利用，加入方式可以是从高炉炉顶以块状装入，也可以是从风口以粉状喷入。
35.其中，重金属螯合剂为氢氧化钠、碳酸钠和硅藻土按照质量比1：1：2混合而成，其用量为垃圾焚烧飞灰质量的1％。
36.实施例3
37.请参阅图1所示，以长沙市生活垃圾焚烧厂的焚烧飞灰为原料之一，cl元素含量为18.95wt％，zn元素含量为0.52wt％，pb元素含量为0.21wt％，sn元素含量为0.11wt％，cu元素含量为0.10wt％，cr元素含量为0.09wt％。
38.第一步、水洗脱氯：将该厂垃圾焚烧飞灰送入水洗脱氯系统进行脱氯，使飞灰主要成分中cl、k、na经过水洗去除，水洗采用三级逆流水洗，水洗液固比为5ml/g，水洗结束后3000r/min的转速离心脱水10min，得到一次沉淀；
39.第二步、除杂：向一次滤液中加入重金属螯合剂进行除杂，重金属经过滤液除杂产生沉淀，然后过滤，得到二次沉淀和二次滤液；
40.第三步、将一次沉淀和二次沉淀合并后采用隔膜压滤机压滤得到飞灰滤饼，飞灰滤饼含水量为40.5％，将二次滤液进行蒸发分盐，蒸发分盐采用多效蒸发；
41.第四步、烘干：将飞灰滤饼利用热风炉进行烘干，然后加入炼铁高炉中，完成垃圾焚烧飞灰的综合利用，加入方式可以是从高炉炉顶以块状装入，也可以是从风口以粉状喷入。
42.其中，重金属螯合剂为氢氧化钠、碳酸钠和硅藻土按照质量比1：1：2混合而成，用量为垃圾焚烧飞灰质量的2％。
43.将实施例1-3中第四步所得的烘干后飞灰滤饼进行含氯量检测，测试结果如表1所示：
44.表1
45.项目含氯量(％)实施例10.86实施例20.82实施例30.85
46.由表1和实施例1-3的内容可以看出，本发明所述的利用高炉炼铁协同处置垃圾焚烧飞灰的方法不仅对垃圾焚烧飞灰中的氯元素去除高，还实现了垃圾焚烧飞灰的综合利用，且工序成熟、简单，垃圾焚烧飞灰相对于常规造渣剂减少了破碎和球磨工序，可以烘干后直接采用从封口喷吹的方式进入高炉中。
47.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
48.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。