【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于固體廢物資源化利用，涉及一種垃圾焚燒飛灰制備球霰石型碳酸鈣的方法及系統。
技術介紹
1、公開該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
2、生活垃圾焚燒飛灰(簡稱飛灰)具有含鹽量高的特點，且含有重金屬及二噁英類等多種毒害物質，因此歸于危險廢物。目前，飛灰的主要處置途徑為安全填埋，但水溶性鹽、重金屬污染及二噁英類的毒性并沒有完全消除。從飛灰的組成來看，鈣的含量相對其他組分來說也是很高的，所以鈣是其中潛在資源化利用價值較高的有益元素。
3、碳酸鈣產品主要是用作填充劑和添加劑，因此飛灰可以作為生產碳酸鈣產品的原料。碳酸鈣的晶型包括方解石、文石和球霰石，在研究中發現，球霰石有較大的比表面積、良好的分散性、球形尺寸分布均勻等特性，對于油墨、塑料、紙張、涂料等產品填充性能的提高、產品流動性和光澤度的改善能力要明顯優于碳酸鈣的其他兩種晶型。然而，與其他晶型相比，球霰石的熱力學性能不穩定，屬于亞穩態晶體結構，制備過程中容易轉化為晶體結構更穩定的方解石或文石，從而難以獲得高品質球霰石型碳酸鈣。同時，球霰石型碳酸鈣最主要的形貌是球形，還有圓盤形、薄片形、六角形、透鏡形等形貌。所以，雖然飛灰可以作為生產碳酸鈣產品的原料，但是由于飛灰雜質較多，且球霰石型碳酸鈣不穩定，從而導致飛灰難以高效率獲得高品質球霰石型碳酸鈣。
技術實現思路
1、為了解決現有技術的不足，本專
2、為了實現上述目的，本專利技術的技術方案為：
3、第一方面，一種垃圾焚燒飛灰制備球霰石型碳酸鈣的方法，包括如下步驟：
4、以氯化銨作為浸取劑，將垃圾焚燒飛灰置于浸取劑溶液中進行浸取，然后固液分離獲得鈣溶液；
5、將所述鈣溶液與堿性化合物、十二烷基苯磺酸鈉、二氧化碳，在壓強為0.5～0.7mpa、溫度為25～180℃的條件下，進行碳酸化反應60～90min，即得。
6、本專利技術選擇氯化銨作為浸取劑，在進行浸取的過程中，浸出液中銨根離子使反應體系具有一定的緩沖能力，且氯化銨溶液浸取飛灰時，整個的浸取體系呈堿性，ph為8～9之間，飛灰中的其他金屬離子會有少量隨之浸出，但大多數還是留在飛灰灰渣中，使得氯化銨溶液對飛灰中的含鈣成分具有選擇性，不僅提高了浸取效率，而且提高了鈣溶液中鈣離子的含量，從而為飛灰高轉化率制備球霰石型碳酸鈣提供基礎。
7、目前碳酸化法(或碳化法)是制備球霰石型碳酸鈣的主要方法之一，其本質是利用co2氣體在堿性溶液溶解反應得到的co32-與溶液中的ca2+發生沉淀反應制備碳酸鈣，co2氣體在水中的溶解速率和分散度較低，因此該方法制備球霰石型碳酸鈣的產率和效率較低，為了增加co2氣體在溶液中的傳質速率和分散度，目前一般采用的方法是添加氣體分散器(或氣體分布器)進行鼓泡，然而無論如何，鈣離子濃度直接影響溶液中co32-的結合情況，因此碳酸化法通常需要采用較低濃度的ca2+溶液。然而，本專利技術在浸取飛灰的鈣離子時，為了提高飛灰轉化為球霰石型碳酸鈣的轉化率，必須提高鈣溶液中鈣離子的含量，因此采用現有的碳酸化法不利于實現飛灰高轉化率的制備球霰石型碳酸鈣的目的。
8、本專利技術通過改變反應體系的壓力，使其反應體系處于高壓條件；同時，本專利技術采用十二烷基苯磺酸鈉作為晶型控制劑，能夠通過十二烷基苯磺酸根與ca2+之間存在較強的靜電作用，能夠形成較強的ca—o鍵，抑制某些特定晶面的生長，有利于高效形成球霰石且濃度越大，抑制效果越明顯，因此本專利技術能夠通過高壓條件與十二烷基苯磺酸鈉在反應過程中的配合，不僅能夠利用高鈣濃度的鈣溶液制備球霰石型碳酸鈣，有利于飛灰高轉化地制備球霰石型碳酸鈣，而且制備的球霰石型碳酸鈣具有碳酸鈣含量高、白度高、黑點少等高品質特點，有利于進一步提高球霰石型碳酸鈣的價值。
9、另外，由于浸取體系呈堿性，其制備的鈣溶液也呈堿性，因此可以在后續碳酸化過程中大大減少堿性化合物的添加量，從而節省成本。
10、另一方面，一種垃圾焚燒飛灰制備球霰石型碳酸鈣的系統，用于實現上述方法，包括：
11、浸取裝置，設置為將垃圾焚燒飛灰置于浸取劑溶液中進行浸取；
12、第一固液分離裝置，設置為將浸取裝置后的物料進行固液分離；
13、高壓反應裝置，設置為將固液分離裝置獲得的鈣溶液與堿性化合物、十二烷基苯磺酸鈉、二氧化碳進行碳酸化反應。
14、本專利技術的有益效果為：
15、(1)本專利技術通過選擇氯化銨作為浸取劑，能夠對飛灰中鈣進行選擇性的浸取，從而飛灰中的鈣離子高效的浸出，獲得高濃度的鈣溶液，然后在高壓條件下，并配合十二烷基苯磺酸鈉作為晶型控制劑，使得鈣高效轉化為高品質的球霰石型碳酸鈣。
16、(2)本專利技術提供的方法，不僅實現了垃圾焚燒飛灰的資源化利用，而且在碳酸化階段，均勻的通入二氧化碳得到分布均勻的球霰石型碳酸鈣，實現了二氧化碳的礦化，獲得的球霰石型碳酸鈣具有碳酸鈣含量高、白度高、黑點少等優點。
17、(3)本專利技術方法能耗物耗較低，co2礦化效率高，工藝過程簡單，且回收了氯鹽，碳化后的浸出液和浸出渣都做了處理實現了無廢實驗，容易實現工業化生產，可實現固廢的高值利用，具有較好的環境效益和廣闊的市場前景。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種垃圾焚燒飛灰制備球霰石型碳酸鈣的方法，其特征是，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的方法，其特征是，浸取時，浸取劑溶液與垃圾焚燒飛灰的液固比為10～60mL/g，浸取劑溶液的濃度為1～5mol/L；優選地，液固比為30～50mL/g；優選地，浸取劑溶液的濃度為1～2mol/L。
3.如權利要求1所述的方法，其特征是，浸取溫度為25～85℃，浸取時間為20～140min；優選地，浸取溫度優選為25～45℃；優選地，浸取時間為60～80min。
4.如權利要求1所述的方法，其特征是，浸取體系的pH為8～9。
5.如權利要求1所述的方法，其特征是，浸取后進行靜置沉淀，然后固液分離后獲得鈣溶液和灰渣；優選地，將灰渣進行烘干、研磨，并將其固化穩定化后進行填埋。
6.如權利要求1所述的方法，其特征是，所述堿性化合物為氨水、苛性堿或三乙醇胺，優選為氨水。
7.如權利要求1所述的方法，其特征是，碳酸化反應后進行固液分離，分離后的固體干燥后即為球霰石型碳酸鈣。
8.如權利要求1所述的方法，其特征是，碳酸化
9.一種垃圾焚燒飛灰制備球霰石型碳酸鈣的系統，其特征是，用于實現權利要求1所述的方法，包括：
10.如權利要求9所述的系統，其特征是，還包括第二固液分離裝置，設置為將高壓反應裝置輸出后的物料進行固液分離。
...【技術特征摘要】
1.一種垃圾焚燒飛灰制備球霰石型碳酸鈣的方法，其特征是，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的方法，其特征是，浸取時，浸取劑溶液與垃圾焚燒飛灰的液固比為10～60ml/g，浸取劑溶液的濃度為1～5mol/l；優選地，液固比為30～50ml/g；優選地，浸取劑溶液的濃度為1～2mol/l。
3.如權利要求1所述的方法，其特征是，浸取溫度為25～85℃，浸取時間為20～140min；優選地，浸取溫度優選為25～45℃；優選地，浸取時間為60～80min。
4.如權利要求1所述的方法，其特征是，浸取體系的ph為8～9。
5.如權利要求1所述的方法，其特征是，浸取后進行靜置沉淀，然后固液分離后獲得鈣溶液和灰渣；優選地，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李衛華，何旭陽，蔡淑霞，張丁元，孫英杰，王福浩，高偉杰，宮兆國，占美麗，王華偉，卞榮星，王亞楠，
申請(專利權)人：青島理工大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。