本發(fā)明涉及飛灰資源化利用領(lǐng)域，尤其是一種飛灰回收無機(jī)鹽的方法。

背景技術(shù)：

隨著城市生活垃圾焚燒方式的普遍采用和推廣，導(dǎo)致焚燒飛灰大量產(chǎn)生，飛灰中富集了有毒重金屬也富集了大量的鈣、鈉、鉀等可溶性鹽類，目前飛灰的處理方法主要有水泥固化處理法，高溫穩(wěn)定化處理，化學(xué)藥劑穩(wěn)定化處理等，這些方法是通過固化劑等試劑穩(wěn)定其中重金屬使其難以溶出達(dá)到穩(wěn)定重金屬的目的，但是資源化利用率低，飛灰中可利用資源得不到開發(fā)，造成了資源的浪費(fèi)，因此生活垃圾焚燒飛灰的資源化利用在我國勢在必行。發(fā)明專利CN102161490公開了一種從垃圾焚燒飛灰中提取鉀鈉鹽的系統(tǒng)和利用該系統(tǒng)提取鉀鈉鹽的方法，利用該系統(tǒng)通過水洗溶解鹽、濾液沉淀處理和提鹽等過程提取氯化鉀和氯化鈉，但是系統(tǒng)復(fù)雜，能耗高，產(chǎn)品純度不高，鉀鈉純度分別為85％和80％，并且生活垃圾焚燒飛灰中含有大量的鈣沒有被回收，資源化利用低。因此，全面高效的回收飛灰中可溶性無機(jī)鹽類，減少飛灰處理過程中資源的浪費(fèi)，對實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒飛灰高值化利用具有現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對當(dāng)前生活垃圾焚燒飛灰處理過程中高含量的無機(jī)氯鹽對飛灰的固化/穩(wěn)定化效果及資源化利用過程的影響，提供一種飛灰回收無機(jī)氯鹽的方法。該方法先通過飛灰多次浸取，提高浸取液的濃度，然后通過蒸發(fā)步驟上的設(shè)計(jì)：首先分離出氯化鈉，再通過蒸發(fā)分離氯化鉀和氯化鈉，最后通過蒸發(fā)分離氯化鈣，實(shí)現(xiàn)了包含鈣鹽在內(nèi)的主要無機(jī)鹽的全部提取，且在提取過程中母液實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，避免了二次污染。本發(fā)明蒸發(fā)過程能耗降低，且得到純度較高的氯化鉀、氯化鈉和氯化鈣，實(shí)現(xiàn)飛灰的資源化利用。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種生活垃圾焚燒飛灰中回收無機(jī)鹽的方法，包括如下步驟：

1)按照質(zhì)量比飛灰：水＝1：0.6～1：1.5，將飛灰加入到水中，攪拌0.5～9h，然后進(jìn)行固液分離，得到固體和浸取液；然后按照質(zhì)量比飛灰：浸取液＝1：0.6～1：1.5再稱取飛灰，加入到浸取液中，攪拌0.5～9h，然后進(jìn)行固液分離；然后重復(fù)：飛灰加入浸取液-攪拌-固液分離過程0～2次；

2)將第1)步中最終得到的浸取液進(jìn)行升溫蒸發(fā)；當(dāng)?shù)竭_(dá)109～113℃時(shí)，保溫沉降后進(jìn)行固液分離，得到氯化鈉和第一母液；

3)將步驟2)所得的第一母液繼續(xù)升溫蒸發(fā)，達(dá)到115.5～117℃時(shí)，然后冷卻到0～40℃固液分離得到鈉鉀混鹽和第二母液；第二母液蒸干得到氯化鈣；

4)將步驟3)所得的鈉鉀混鹽與第一溶劑混合，然后在95℃下熱溶8～13分鐘，然后冷卻到0～40℃，最后固液分離得到粗氯化鉀和第三母液；第三母液作為以后循環(huán)中步驟4)的溶劑備用；其中，所述的第一溶劑為水、之前循環(huán)中步驟4)產(chǎn)生的第三母液，或者二者的混合物；質(zhì)量比鈉鉀混鹽：水＝1:1.3～1.5；

5)向步驟4)所得的粗氯化鉀加入第二溶劑，攪拌后得到純氯化鉀和第四母液；第四母液用來作為后續(xù)循環(huán)生產(chǎn)中步驟5)的第二溶劑；其中，加入的第二溶劑的質(zhì)量為粗氯化鉀質(zhì)量的18～20％；所述的第二溶劑為水、之前循環(huán)中步驟4)產(chǎn)生的第四母液，或者二者的混合物；

所述的飛灰中本發(fā)明所涉及元素的質(zhì)量百分比包括：K⁺為2％～4％，Na⁺為2％～4％，Ca²⁺為20％～40％。

所述的步驟3)和步驟4)中的冷卻為攪拌下水冷。

所述的步驟2)和步驟3)中的升溫速率為1℃/min～5℃/min。

本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)為：

發(fā)明人根據(jù)K⁺，Na⁺，Ca²⁺//Cl^-—H₂O四元體系相圖對飛灰提取無機(jī)鹽的長期實(shí)驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)出本發(fā)明。該方法中浸取液的組成落在氯化鈉的結(jié)晶區(qū)，蒸發(fā)首先析出氯化鈉，然后是析出氯化鉀和氯化鈉的混合鹽，待液相點(diǎn)到達(dá)共飽點(diǎn)時(shí)停止蒸發(fā)，固液分離后母液繼續(xù)蒸發(fā)得到氯化鈣。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明以生活垃圾焚燒飛灰為原料，通過多次浸取得到高濃縮的浸取液，經(jīng)過蒸發(fā)分離全面回收利用飛灰中的無機(jī)鹽，所得的純KCl質(zhì)量含量95％以上,CaCl₂質(zhì)量含量93％以上,NaCl質(zhì)量含量95％以上，得以提高飛灰的經(jīng)濟(jì)效益，減少飛灰處理過程中資源的浪費(fèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒飛灰高值化利用。

具體實(shí)施方式

本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，實(shí)施例僅用來說明本發(fā)明，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)對實(shí)施例的變換、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。

生活垃圾焚燒后的飛灰中，涉及的準(zhǔn)備回收的可溶性鹽類中主要元素的質(zhì)量百分比為：K⁺為2％～4％，Na⁺為2％～4％，Ca²⁺為20％～40％。

以下實(shí)施例中，具體為K⁺為2.94％，Na⁺為2.63％，Ca²⁺為26.55％。

實(shí)施例1：

1)稱取600g飛灰和360g水于三口燒瓶中，將燒瓶置于超級恒溫水浴中，控制反應(yīng)溫度為25℃，控制200轉(zhuǎn)/分的攪拌速率攪拌9h，然后真空泵抽濾使其固液分離，并用浸取液反復(fù)清洗燒瓶，得到425g浸取液1，其中含KCl：5.78％，NaCl:7.01％，CaCl₂:3.43％，再稱取708g飛灰和所得浸取液1于三口燒瓶中進(jìn)行相同的步驟，25℃下攪拌9h，固液分離，得到604g浸取液2，其中含KCl：9.87％，NaCl:10.30％，CaCl₂:9.65％；

2)將步驟1)中浸取液2于電爐以每分鐘1.2℃的速率上升溫蒸發(fā)到109℃，真空泵抽濾后得到氯化鈉29g，其中KCl：0.05％，NaCl：96.78％，得到423g母液1，其中含KCl：14.03％，NaCl：8.01％，CaCl₂：13.68％；

3)將步驟2)中母液1于電爐上以每分鐘1.2℃的速率升溫蒸發(fā)，待溫度升到115.5℃時(shí)停止蒸發(fā)，將料液攪拌冷卻(冷卻水水冷)到40℃，固液分離得到鈉鉀混鹽97g，其中KCl：59.43％，NaCl：32.56％，CaCl₂：0.78％，母液2：130g，KCl：1.25％，NaCl：1.83％，CaCl₂：43.98％；

4)將步驟3)中鈉鉀混鹽在95℃下溶于138g水中攪拌10分鐘，將清液冷卻(冷卻水水冷)到40℃真空泵過濾得到粗氯化鉀42g，其中KCl：90.76％，NaCl：8.24％，母液3：194g，其中KCl：10.08％，NaCl：14.48％，CaCl₂：0.35％；

5)將步驟4)中母液3收集，用于以后循環(huán)步驟4)中替代水作為熱溶鈉鉀混鹽；

6)將步驟3)中母液2蒸發(fā)得到CaCl₂ 63g；

7)將步驟4)中粗氯化鉀室溫下加入8g水?dāng)嚢杈?，固液分離得到純氯化鉀30g，其中KCl：97.86％，NaCl：0.05％，母液4：20g，KCl：44.08％，NaCl：15.77％；

8)將步驟7)中母液4收集，用于以后循環(huán)的步驟7)替代水用于溶解粗氯化鉀分離純氯化鉀。

實(shí)施例2：

1)稱取600g飛灰和900g水于三口燒瓶中，將燒瓶置于超級恒溫水浴中，控制反應(yīng)溫度為40℃，控制200轉(zhuǎn)/分的攪拌速率攪拌0.5h，然后真空泵抽濾使其固液分離，并用浸取液反復(fù)清洗燒瓶，得到1025g浸取液1，其中含KCl：3.08％，NaCl:3.70％，CaCl₂:3.03％，再稱取683g飛灰和浸取液1于三口燒瓶中進(jìn)行相同的步驟，40℃下攪拌0.5h，固液分離，得到1098g浸取液2，其中含KCl：6.02％，NaCl:6.36％，CaCl2:6.01％，再稱取732g飛灰和浸取液2于三口燒瓶中進(jìn)行相同的步驟，40℃下攪拌0.5h，固液分離，得到1208g浸取液2，其中含KCl：8.78％，NaCl:8.96％，CaCl2:9.01％；

2)將步驟1)中浸取液3于電爐上以每分鐘1.2℃的速率蒸發(fā)，到113℃分離得到氯化鈉44g，其中KCl：0.05％，NaCl：97.18％，得到805g母液1，其中含KCl：13.12％，NaCl：8.06％，CaCl₂：13.49％；

3)將步驟2)母液1于電爐上以每分鐘1.2℃的速率蒸發(fā)，待溫度升到117℃時(shí)停止蒸發(fā)，將料液攪拌冷卻(冷卻水水冷)到30℃，固液分離得到鈉鉀混鹽171g，其中KCl：60.02％，NaCl：35.45％，CaCl2：0.65％，母液2：310g，KCl：0.89％，NaCl：1.23％，CaCl2：34.58％；

4)將步驟3)中鈉鉀混鹽在95℃下溶于244g水中，將清液冷卻到20℃(冷卻水水冷)真空泵過濾得到粗氯化鉀53g，其中KCl：92.36％，NaCl：6.23％，母液3：360g，其中KCl：14.93％，NaCl：15.88％，CaCl₂：0.30％；

5)同實(shí)施例1中步驟5)；

6)將步驟3)中母液2蒸發(fā)得到CaCl₂ 117g；

7)將步驟4)中粗氯化鉀室溫下加入10g水精制，固液分離得到純氯化鉀38g，其中KCl：98.01％，NaCl：0.04％，母液4：25g，KCl：45.58％，NaCl：13.01％；

8)同實(shí)施例1中步驟8)。

實(shí)施例3：

1)稱取600g飛灰和600g水于三口燒瓶中，將燒瓶置于超級恒溫水浴中，控制反應(yīng)溫度為90℃，控制200轉(zhuǎn)/分的攪拌速率攪拌2h，然后真空泵抽濾使其固液分離，并用浸取液反復(fù)清洗燒瓶，得到696g浸取液1，其中含KCl：4.23％，NaCl:5.61％，CaCl₂:3.10％，

2)將步驟1)所得浸取液1于電爐上以每分鐘1.2℃的速率蒸發(fā)到111℃真空泵抽濾后得到氯化鈉25g，其中KCl：0.05％，NaCl：96.54％，得到390g母液1，其中含KCl：7.43％，NaCl：3.81％，CaCl₂：5.53％；

3)將步驟2)中母液1于電爐上以每分鐘1.2℃的速率蒸發(fā)，待溫度升到116℃時(shí)停止蒸發(fā)，將料液攪拌冷卻(含有冰塊的冷卻水水冷)到0℃，固液分離得到鈉鉀混鹽44g，其中KCl：60.02％，NaCl：25.12％，CaCl₂：0.60％，母液2：240g，KCl：1.02％，NaCl：1.63％，CaCl₂：9.08％；

4)將步驟3)中鈉鉀混鹽在95℃下溶于62g水中，將清液冷卻到0℃(含有冰塊的冷卻水水冷)真空泵過濾得到粗氯化鉀19g，其中KCl：91.36％，NaCl：6.54％，母液3：89g，其中KCl：10.93％，NaCl：11.08％，CaCl₂：0.30％；

5)同實(shí)施例1中步驟5)；

6)將步驟3)中母液2蒸發(fā)得到CaCl₂ 30g；

7)將步驟4)中粗氯化鉀室溫下加入4g水?dāng)嚢杈?，固液分離得到純氯化鉀14g，其中KCl：96.98％，NaCl：0.05％，母液4：9g，KCl：43.04％，NaCl：13.78％；

8)同實(shí)施例1中步驟8)。

本發(fā)明為未盡事宜公知技術(shù)。