1.本发明涉及飞灰处理及重金属二次资源利用技术领域，特别涉及一种焚烧飞灰脱除重金属的方法。
背景技术：2.焚烧飞灰（msw）主要来源于生活垃圾的焚烧过程，没有处理的msw飞灰中含有超过危险水平有害物质，特别是重金属和类金属。如：zn、pb、cu、cd、cr和ni以及各种有机污染物。
3.未经处理的飞灰填埋后会产生浸出毒性，对周围的水体和土壤造成污染。
4.飞灰处理常用的处理技术为稳定化/固化处理技术、水热浸出法、水泥窑协同处置等。但固化/稳定化处理技术存在着增容大、占用土地或库容、成本高、不能彻底解决二噁英及二次污染等问题；水热浸出法容易产生新的废水污染；水泥窑法容易引发水泥窑结皮堵塞和水泥质量的下降，并因重金属蒸发和氯盐腐蚀而不可能长期工业化应用。因此，该焚烧飞灰脱除重金属的方法具有良好的应用前景。
技术实现要素：5.本发明的目的在于提供一种飞灰真空碳热还原脱重金属，制备陶粒，实现资源化利用的方法。本方法提供的脱除重金属方法能够处理含有重金属的飞灰，并且脱除效率高。
6.本发明提供了一种飞灰脱除重金属的方法，包括以下步骤：将msw飞灰与高岭土、还原剂、水均匀混合，挤压造粒，得到圆柱型颗粒，该颗粒内含有锌、铅等重金属。
7.在真空条件下msw飞灰与还原剂进行还原反应，得到脱重金属飞灰和挥发性气体，部分挥发性气体冷凝得到二次飞灰，另一部分挥发性气体通入naoh溶液。
8.优选地，所述msw飞灰中氧化锌含量为0.536 wt%。
9.优选地，所述还原剂为无烟煤或碳粉。
10.优选地，所述飞灰与还原剂的质量比为10:1～20:1。
11.优选地，所述还原反应的温度为700～1000 ℃，反应时间为20～80 min。
12.优选地，升温至所述还原反应温度的升温速率为6～14 ℃/min。
13.优选地，所述还原反应的真空条件为-0.03 mpa～-0.09 mpa。
14.本发明提供了一种飞灰真空碳热还原脱除重金属的方法，包括以下步骤：将飞灰与高岭土、还原剂混合、压片得到圆柱状颗粒，该颗粒内含有锌、铅等重金属，自然养护一段时间；在真空高温条件下，飞灰与还原剂发生反应，得到脱除重金属的陶粒和挥发性气体，挥发性气体部分冷凝得到有价金属，尾气通入碱液中洗气后排放。该方法脱锌、铅等重金属效果好、流程简单、环境友好，经真空脱除处理后的飞灰中锌含量低于0.04%，且同时对镉、铜等重金属具有较好的脱除效果，陶粒可直接后续综合利用，既达到飞灰脱重金属的目的，又能去除二噁英等有机物，对危废进行了低毒化处理，可以达到二次利用的标准。实施例的
数据表明，本发明提供的飞灰真空碳热还原脱除重金属的方法的脱锌率达到96.75%，铅、镉的去除率大于60%。
附图说明
15.图1为本发明焚烧飞灰真空碳热还原脱除重金属的方法流程图。
具体实施方式
16.以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
17.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
18.本发明提供了一种焚烧飞灰真空碳热还原脱除重金属的方法，包括以下步骤：将msw飞灰与高岭土、还原剂混合压片，得到混合均匀的圆柱状颗粒，该颗粒体内含有锌、铅等重金属。
19.在真空条件下msw飞灰与还原剂进行还原反应，得到脱重金属飞灰和尾气，气体分段冷凝得到不同温度下的二次飞灰，尾气通入naoh溶液中吸收。
20.在本发明中，所述飞灰为msw飞灰。该msw飞灰取自生活垃圾焚烧厂，所述msw飞灰中氧化锌含量为0.536 wt%，含锌0.36 wt%。
21.本发明在真空条件下飞灰与还原剂进行还原反应，得到脱重金属飞灰和挥发性气体，部分挥发性气体冷凝得到有价金属，尾气通入碱液中洗气后排放。
22.在本发明中，所述飞灰与还原剂的质量比优选为34:1.8，更优选为15:1。
23.在本发明中，所述还原反应的温度优选为700～1100 ℃，更优选为900～1000 ℃，反应时间为20～80 min，更优选为40～80 min。
24.在本发明中，升温至所述还原反应温度的升温速率为优选为6～14 ℃/min，更优选为8～12 ℃/min。
25.在本发明中，所述还原反应优选在-0.01 mpa～-0.09 mpa条件下进行，在本发明的实施例中，更优选为在-0.08 mpa～-0.09 mpa下进行。
26.本发明优选对冷凝的的有价金属进行回收，本发明对所述回收有价金属的具体方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方法即可。
27.为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的飞灰脱除重金属的方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
28.图1为本发明焚烧飞灰真空碳热还原脱除重金属的方法流程图，将飞灰与高岭土、还原剂混合、压片得到圆柱状颗粒；在真空高温条件下，飞灰与还原剂发生反应，得到脱除重金属的陶粒和挥发性气体，挥发性气体部分冷凝得到有价金属，尾气通入碱液中洗气后排放。
29.实施例1将34 g飞灰（含锌0.36 wt%、含铅0.18 wt%、含镉0.02 wt%）、6 g高岭土与1.8 g碳
粉混合压片，抽真空至-0.06 mpa以下，以℃/min的升温速率将反应器从室温加热到300 ℃，保温20 min，随后以6 ℃/min的升温速率加热到1000 ℃，保温1 h后以以6 ℃/min的降温速率降温到300 ℃，随后结束程序使其自然降温降至室温，整个过程保持反应体系的真空度。冷却后取出金属渣，陶粒含锌0.013 wt%，脱锌率96.39%，脱铅率44.0%，脱镉率62.4%。
30.实施例2将34 g飞灰（含锌0.36 wt%、含铅0.18 wt%、含镉0.02 wt%）、6 g高岭土与1.8 g碳粉混合压片，放置24小时，置于焙烧炉中，抽真空至-0.06 mpa以下，以6 ℃/min的升温速率将反应器从室温加热到300 ℃，保温20 min，随后以6 ℃/min的升温速率加热到950 ℃，保温1h后以6℃/min的降温速率降温到300℃，随后结束程序使其自然降温降至室温，整个过程保持反应体系的真空度。冷却后取出金属渣，陶粒含锌0.020 wt%，脱锌率94.44%，脱铅率69.8%，脱镉率82.4%。
31.实施例3将34 g飞灰（含锌0.36 wt%、含铅0.18 wt%、含镉0.02 wt%）、6 g高岭土与1.8 g碳粉混合压片，抽真空至-0.06 mpa以下，以6℃/min的升温速率将反应器从室温加热到300 ℃，保温20 min，随后以6 ℃/min的升温速率加热到900 ℃，保温1 h后以以6 ℃/min的降温速率降温到300 ℃，随后结束程序使其自然降温降至室温，整个过程真空泵一直运行使反应一直在真空条件下发生。冷却后取出脱重金属渣，陶粒含锌0.040 wt%，脱锌率88.88 %，脱铅率52.6 %，脱镉率68.2 %。
32.实施例3将34 g飞灰（含锌0.36 wt%、含铅0.18 wt%、含镉0.02 wt%）、6 g高岭土与1.8 g碳粉混合压片，抽真空至-0.06 mpa以下，以8 ℃/min的升温速率将反应器从室温加热到300 ℃，保温20 min，随后以8 ℃/min的升温速率加热到900 ℃，保温40 min后以以6 ℃/min的降温速率降温到300 ℃，随后结束程序使其自然降温降至室温，整个过程真空泵一直运行使反应一直在真空条件下发生。冷却后取出金属渣，陶粒含锌0.049 wt%，脱锌率86.46 %，脱铅率74.28 %，脱镉率76.77 %。
33.实施例4将34 g飞灰（含锌0.36 wt%、含铅0.18 wt%、含镉0.02 wt%）、6 g高岭土与1.8 g碳粉混合压片，抽真空至-0.06 mpa以下，以8 ℃/min的升温速率将反应器从室温加热到300 ℃，保温20 min，随后以8 ℃/min的升温速率加热到900 ℃，保温80 min后以以6 ℃/min的降温速率降温到300 ℃，随后结束程序使其自然降温降至室温，整个过程真空泵一直运行使反应一直在真空条件下发生。冷却后取出金属渣，陶粒含锌0.025 wt%，脱锌率93.18 %，脱铅率68.82 %，脱镉率70.53 %。
34.实施例5将34 g飞灰（含锌0.36 wt%、含铅0.18 wt%、含镉0.02 wt%）、6 g高岭土与1.8 g碳粉混合压片，抽真空至-0.06 mpa以下，以12 ℃/min的升温速率将反应器从室温加热到300 ℃，保温20 min，随后以12 ℃/min的升温速率加热到900 ℃，保温60 min后以以6 ℃/min的降温速率降温到300 ℃，随后结束程序使其自然降温降至室温，整个过程真空泵一直运行使反应一直在真空条件下发生。冷却后取出金属渣，陶粒含锌0.029 wt%，脱锌率91.86%，脱铅率66.38 %，脱镉率68.38%。
35.以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
技术特征：1.一种焚烧飞灰真空碳热还原脱重金属的方法，包括以下步骤：将msw飞灰与高岭土、还原剂和水均匀混合，挤压造粒，该颗粒体内含有锌、铅、镉等重金属。2.在真空、高温条件下，msw飞灰与还原剂进行反应，重金属元素挥发，得到脱除重金属的陶粒和挥发性气体，挥发性气体部分冷凝得到有价金属，尾气通入碱液中洗气后排放。3.所述msw飞灰中氧化锌等重金属含量为飞灰的自然含量，升温至所述还原反应温度的升温速率为6～14 ℃/min。4.根据权利1要求所述的方法，其特征在于，所述飞灰为msw飞灰。5.根据权利1要求所述的方法，其特征在于，所述的高岭土为陶瓷工业用天然高岭土。6.根据权利1要求所述的方法，其特征在于，所述还原剂为无烟煤或碳粉。7.根据权利1要求所述的方法，其特征在于，所述飞灰与还原剂的质量比为10:1～20:1。8.根据权利1要求所述的方法，其特征在于，所述还原反应的温度为700～1000 ℃，反应时间为20～80 min。9.根据权利1要求所述的方法，其特征在于，所述还原反应的真空条件为-0.03mpa～-0.09mpa。
技术总结本发明提供了一种垃圾焚烧飞灰真空脱除重金属的方法，涉及飞灰处理及重金属二次资源利用，属环境工程技术领域。本发明在真空条件下，利用碳热还原反应对飞灰进行重金属脱除处理，对飞灰中的锌、铅、镉等重金属具有良好的脱除效果，实施例的数据表明，本发明提供的飞灰脱除重金属的方法的脱锌率达到96.75%，铅、镉的去除率大于60%。该方法脱除重金属效果好、流程简单、环境友好，且挥发的重金属可资源化回收利用。收利用。收利用。
技术研发人员：张晓文 谭雨姣 李密 吴晓燕 宋志军
受保护的技术使用者：南华大学
技术研发日：2022.04.11
技术公布日：2022/7/5
