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钢铁冶金尘泥的产生及处置利用技术分析发布时间：2021-11-10T07:37:51.708Z 来源：《中国科技人才》2021年第22期作者：沈广华[导读] 钢铁冶金过程中会不可避免地产生尘泥，而尘泥中铁、锌等有价元素丰富，若处理不当，不仅会引发环境污染，也造成资源浪费。
阳春新钢铁有限责任公司 529600摘要：钢铁冶金过程中会不可避免地产生尘泥，而尘泥中铁、锌等有价元素丰富，若处理不当，不仅会引发环境污染，也造成资源浪费。
基于可持续发展理念，钢铁生产中必须关注尘泥的有效处理与科学利用，创新处理技术，实现各流程、各工序的改革，以实现尘泥的有效处理和可回收利用。
本文在论述尘泥处理现状的基础上，重点论述了钢铁冶金尘泥的有效处理技术，希望为尘泥的循环利用提供相应的指导与参考，真正走可持续发展之路。
关键词：钢铁冶金；尘泥；处置；利用；工艺钢铁冶金生产过程中产生的尘泥量大，如果不直接处理直接排放浪费资源且污染环境。
现阶段尘泥处理的主要方式也是应用经验较为充足的处理方式主要是固化处理、填海处理及生态处理，固化处理法、填海法没有从根本上解决环境二次污染问题，而生态处理是可持续发展理念下钢铁冶金尘泥科学处理的正确选择，也是当前研究的热点。
一、钢铁冶金尘泥的特征及危害钢铁冶金尘泥种类较多，既有瓦斯灰、烧结灰，也有转炉灰、轧钢杂灰，还包括有色冶炼产生的沉淀污泥，其含铁氧化物、含钙氧化物含量丰富。
钢铁冶金尘泥力度较细，很容易引发大气污染。
我国钢铁冶金尘泥处置技术起步较晚，但因为产量大、利用附加值高，是目前冶金固废利用与循环经济发展的重点关注对象[1]。
从行业发展前景来看，冶金尘泥处理市场广阔，发展前景光明，做好钢铁冶金尘泥产生及处置利用技术的创新研究与推广应用具有现实必要性与可行性。
二、我国目前钢铁冶金尘泥处理利用现状现阶段冶金尘泥处理效果并不理想，主要在于其工序、工艺，没有考虑到尘泥处理过程中的环境二次污染风险，在尘泥处理上只追求眼前利益，缺乏长期规划，将尘泥进行基础的烧结处理，后将其送入高炉冶炼。
飞灰熔融处理技术下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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②混合加料：将预处理后的飞灰与适量的燃料（如天然气）、助燃空气（氧气）混合均匀，准备送入熔融炉。
③高温熔融：混合好的飞灰物料被送入高温熔融炉内，在高温条件下（通常超过1200°C），飞灰中的有害物质如二噁英、重金属等在高温下发生化学分解或物理包裹，同时飞灰转化为熔融态。
④玻璃化反应：熔融态的飞灰在炉内进一步反应，形成高稳定性的玻璃态物质，这一过程能有效固定重金属，防止其渗漏，减少环境污染风险。
⑤烟气处理：熔融过程中产生的烟气需经过严格的净化处理，包括二噁英脱除、干法或湿法脱酸、布袋除尘等步骤，以确保排放气体符合环保标准。
⑥余热回收：利用熔融过程中产生的大量热能，通过余热锅炉进行热能回收，可用于发电或供热，提高能源利用率。
⑦熔融产物处理：熔融后的玻璃化飞灰冷却后形成玻璃体，可作为建筑材料或路基材料等进行资源化利用。
⑧废气排放：经过净化处理的烟气，最终通过烟囱排放到大气中，确保排放符合国家或地区的环保法规要求。
M etallurgical smelting冶金冶炼回转窑法处理含锌冶金尘泥洁净生产工艺研究王志红摘要：鉴于钢铁企业规模的不断扩大，致使钢铁废弃物的排放量也在逐年增多，对企业周边的生产与生活环境造成严重的影响。
为了使钢铁企业绿色可持续发展，需要对钢铁废弃物进行有效地处理，使其能够被合理的回收与利用。
在钢铁冶炼中产出了一种含铁、碳、锌较高的固体物质—尘泥，这种物质在很多钢铁厂得到回收与利用，使经济效益和社会效益都显著提高。
但含锌尘泥中的锌元素大量聚集在高炉中，使高炉一直在高锌负荷的状态下运行，对高炉的生产造成了影响。
基于此，本篇文章对回转窑法处理含锌冶金尘泥洁净生产工艺进行研究，以供参考。
关键词：回转窑法；含锌冶金尘泥；洁净生产工艺钢铁行业密集着大量的资源和能源，它在生产过程中不仅会消耗大量的能源，而且也会排出大量的废弃物，通过相关数据可以得出，钢铁行业的固体废弃物产量在整个工业中固废产量是最高的，而整体的利用率却保持在70%左右，虽然大部分的固体废弃物实现了循环再利用，但是，仍有一些问题困扰着钢铁企业的发展，比如钢渣和含锌尘泥的处理问题。
因此，就要把研究方向放到尘泥脱锌的内容上，对含锌尘泥做好处理工作，使其能够被充分的循环再利用。
含锌含铁尘泥利用的关键是先行脱除锌元素，脱锌的工艺较多，主要分为火法和湿法脱锌工艺两类，湿法脱锌多存在成本高、二次污染等问题，火法工艺处理效率较高，是目前含锌尘泥资源化利用的主要途径。
1 概述1.1 钢铁冶金尘泥特性在钢铁冶金尘泥中，最常见的尘泥有五种，分别是烧结灰、高炉尘泥、转炉尘泥、轧钢粉尘以及电炉粉尘，这些尘泥会在不同的工序生成不同的化学成分。
为了能够把这些冶金尘泥循环再利用，就先要对尘泥的物理性质和化学反应做一些相应的了解。
可以根据尘泥化学成分表展开分析：一是含铁粉尘中存在着大量的铁元素，其中有效含量高达46.79%，有非常可观的利用价值，因此，对于这类粉尘的回收要把主要目标放在铁回收上，对其存在的元素也要进行有效的回收。
国内垃圾焚烧发电厂飞灰资源化利用成功案例国内垃圾焚烧发电厂飞灰资源化利用成功案例如下：1. 案例一：某垃圾焚烧发电厂飞灰用于生产建材某垃圾焚烧发电厂利用飞灰生产了一种名为“环保砖”的建筑材料。
通过加入适量的飞灰和水泥，经过搅拌、压制和硬化等工艺，制成了具有一定强度和稳定性的环保砖。
该砖具有良好的耐久性和隔热性能，可用于建筑工程中的墙体、地面和隔断等部位。
2. 案例二：某垃圾焚烧发电厂飞灰用于土壤改良某垃圾焚烧发电厂将飞灰与土壤进行物理混合，用于土壤改良。
飞灰中的矿物质和养分能够为土壤提供养分，改善土壤质地和结构，增加土壤保水能力和通气性。
同时，飞灰中的微量元素对植物生长也有促进作用。
通过飞灰的利用，改良后的土壤可用于农田种植、景观绿化等领域。
3. 案例三：某垃圾焚烧发电厂飞灰用于水泥生产某垃圾焚烧发电厂将飞灰运送至附近的水泥厂，作为水泥生产的原料之一。
飞灰中的含硅和含铝物质能够与水泥中的石灰反应，生成水泥熟料中的无机胶凝材料。
经过研磨和烧结等工艺，最终制成优质水泥。
该利用方式不仅有效减少了飞灰的排放，还提高了水泥的强度和耐久性。
4. 案例四：某垃圾焚烧发电厂飞灰用于填埋场覆盖某垃圾焚烧发电厂将飞灰用于填埋场的覆盖层。
飞灰具有良好的覆盖性和稳定性，可以有效减少填埋场的异味和蚊蝇滋生。
同时，飞灰中的微量元素和有机物质能够促进填埋场中的土壤生物活动，加速垃圾的分解和降解，有利于填埋场的生态修复。
5. 案例五：某垃圾焚烧发电厂飞灰用于路面修复某垃圾焚烧发电厂将飞灰与沥青进行混合，用于路面修复工程。
飞灰能够增加沥青混合料的稳定性和抗老化性能，改善路面的耐久性和平整度。
该利用方式不仅能够有效利用飞灰资源，还能减少对原材料的需求，降低工程成本。
6. 案例六：某垃圾焚烧发电厂飞灰用于水处理某垃圾焚烧发电厂将飞灰用于水处理中的絮凝剂。
飞灰中的氧化铁和氧化铝等物质能够与水中的悬浮物和污染物结合，形成较大的絮凝体，便于沉降和过滤。
垃圾焚烧飞灰中锌含量高的原因
首先，垃圾中含有大量含锌废弃物。
锌是一种常见的金属元素，广泛存在于生活垃圾中的各种物品如电池、废旧金属、涂料等。
这些含锌的废弃物在垃圾焚烧过程中会被燃烧，从而产生大量含锌的烟气。
其次，垃圾焚烧的高温环境促使锌的挥发和迁移。
垃圾焚烧过程中，垃圾中的锌烟气会通过烟气净化系统进行处理，但由于垃圾燃烧的高温环境，锌容易挥发和迁移，一部分锌会随着烟气排放到大气中，另一部分则会附着在飞灰颗粒表面。
另外，垃圾焚烧过程中的燃烧不完全也会导致飞灰中锌含量的增加。
垃圾中的有机物在焚烧过程中并不完全燃烧，会生成一些烟气和残留物，这些残留物中也包含着锌元素。
在焚烧飞灰中，这部分残留物也会被固定在飞灰中，从而导致锌含量的升高。
此外，垃圾焚烧技术不完善也是导致锌含量升高的原因之一、如果垃圾焚烧设施的运行效率不高，烟气净化系统处理不彻底，锌烟气的排放和迁移就会增加。
而且，如果垃圾焚烧设施没有完善的废气处理系统，烟气中的锌会直接排放到大气中，导致环境污染。
最后，一些工业垃圾和特殊废弃物含有较高的锌含量，如果这些物质与生活垃圾混合焚烧，也会导致飞灰中锌含量的升高。
这些工业垃圾和特殊废弃物通常含有较高的锌含量，一旦被放入垃圾焚烧设施中焚烧，就会导致锌含量高的飞灰产生。
综上所述，垃圾焚烧飞灰中锌含量高主要是由于垃圾中含有大量含锌废弃物、焚烧过程中锌的挥发和迁移、燃烧不完全、技术不完善以及工业垃圾和特殊废弃物的存在等多种因素共同作用所致。
为减少垃圾焚烧飞灰
中锌含量的增加，需要加强垃圾分类管理，改进垃圾焚烧设施的运行效率和废气处理系统，减少工业垃圾和特殊废弃物与生活垃圾的混合焚烧等措施。
焚烧炉的灰渣处理及处置技术对于碱度高，重金属含量低，不易溶出的灰渣，可与垃圾共同卫生填埋或用作垃圾卫生填埋场覆土，不致影响渗沥液中的重金属含量。
但考虑灰渣可能含有不完全燃烧产物及可能的重金属渗出，还应以单独安全填埋为宜。
当混合灰渣或飞灰含有重金属等，根据国家《危险废物鉴别标准》(GB 5085.1～3—1996)鉴别后属于危险废物的，需要先进行稳定化处理后再进行安全填埋或资源化利用。
灰渣稳定化处理技术可分为低温处理技术和高温处理技术。
低温处理技术主要有水泥固化、石灰固化和热塑物固化等方法。
高温处理技术主要有熔融和烧结处理方法等。
(1)固化法固化稳定技术是处理有毒有害废物的主要方法之一，它是利用固化剂和稳定化药剂与飞灰混合后形成周化体，从而防止重金属的浸出。
一般固化方法采用水泥固化法，控制灰渣和水泥的比例，可防止重金属溶出，并维持成品…定的抗压强度。
水泥固化有时需要添加稳定化药剂(鳌合剂),使固化体能更有效地防止重金属溶出。
除水泥固化方法外，还可利用沥青固化、热塑物固化等，其特点为防水性较好。
水泥固化法工艺简单、设备投资低，但固化产品增容比人，固化体存在重金属再度溶出的可能，此外，水泥固化不适宜用来处理含可溶性氯化物及硫酸盐高的灰渣。
(2)熔融处理技术熔融处理是利用外部热能，将灰渣加热至熔融状态后冷却为玻璃体的方法。
灰渣高温熔融处理技术无论采用电或其他燃料加热，能耗都较大，因此，高温熔融处理技术应尽可能和热能利用相结合，通过热能回收利用，提高系统的经济性。
灰渣高温熔融处理主要优点为：能够有效分解二噁英；灰渣玻璃体化后能有效固化重金属，防止其迁移；可人幅度减少飞灰体积；灰渣玻璃体化后可作为建筑材料进行利用。
其主要缺点为：在高温处理过程中，灰渣中的Pb、Cd、Zn等易挥发重金属大部分都挥发了，熔融处理过程中未捕集到而被以后的除尘设备收集下来的飞灰中的重金属浓度会大为升高，所以，高温处理后仍有一小部分飞灰必须再处理。
垃圾焚烧飞灰处理方法垃圾焚烧是一种常见的垃圾处理方式，通过高温将垃圾氧化分解，产生的焚渣和飞灰是垃圾焚烧过程中不可避免的副产品。
焚渣大都被视为固体废物，需要经过特定的处理和处置，而飞灰是一种粉尘状的副产品，对于环境和人体健康都存在一定的风险。
本文将介绍一些常见的垃圾焚烧飞灰处理方法，以期推动环境保护和资源回收利用。
1. 垃圾焚烧飞灰固化处理垃圾焚烧过程中生成的飞灰通常具有一定的粘性，其处理需要选用合适的固化剂进行固化处理。
常见的固化剂包括水泥、石灰、粉煤灰等。
通过将飞灰与固化剂混合，形成坚硬的固化块，可以有效减少飞灰的飘散和渗透，降低其对环境的污染风险。
2. 垃圾焚烧飞灰资源化利用为了实现循环经济和资源综合利用的目标，垃圾焚烧飞灰可以通过一系列工艺进行资源化利用。
首先，通过有效的提取技术，分离出其中的可回收金属、玻璃等物质，以便进一步回收利用。
其次，可以将飞灰中的无机部分用于土壤修复、混凝土制品等领域，提高资源的利用率。
此外，针对含有重金属等有害物质的飞灰，可以进行化学处理、热解等技术手段，将其转化成无害的物质，避免对环境和人体健康的影响。
3. 垃圾焚烧飞灰深度处理技术垃圾焚烧飞灰中可能含有高浓度的有害物质，如重金属和有机物等，因此深度处理技术显得尤为重要。
其中，物理、化学和生物方法是常用的深度处理技术。
物理方法主要包括干燥、筛分和磁选等处理过程，以降低飞灰中有害物质的含量。
化学方法以化学溶出和络合等手段来实现有害物质的去除和稳定。
生物方法通过生物吸附、微生物修复等方式利用生物活性体将有害物质转化为无害的物质。
4. 垃圾焚烧飞灰无害处理无害化处理是垃圾焚烧飞灰处理的重要环节，旨在使其达到环保要求并避免对环境和人体健康造成危害。
常见的无害处理方法包括高温熔融、焚烧焦化和纳米材料改性等。
高温熔融是一种有效的无害处理方式，通过高温将飞灰进行熔融，使有害物质被稳定化。
焚烧焦化则利用高温气氛将飞灰进行焦化，有害物质转化为无害的炭质物质。
生活垃圾焚烧飞灰的物理化学特性随着城市化进程的加速，生活垃圾的产生量日益增多，如何妥善处理这些垃圾成为社会的焦点。
生活垃圾焚烧是一种有效的处理方法，但产生的飞灰却含有多种有害物质，如不妥善处理，会对环境产生二次污染。
因此，了解生活垃圾焚烧飞灰的物理化学特性及其应用场景显得至关重要。
生活垃圾焚烧飞灰主要来源于生活垃圾焚烧过程，是一种高浓度的有机废渣。
飞灰的组成复杂，主要包括玻璃、金属、无机物和有机物等。
这些组成决定了飞灰的物理化学特性，如颗粒组成、水分含量、化学成分等。
在物理特性方面，生活垃圾焚烧飞灰的颗粒组成较为复杂，主要分为微小颗粒和大颗粒。
微小颗粒主要是不完全燃烧的有机物和无机物，而大颗粒则是燃烧后的残渣。
飞灰的水分含量较高，一般在10%-20%之间，这也为其处理和处置带来一定困难。
在化学特性方面，生活垃圾焚烧飞灰的化学成分主要包括氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝等无机物，以及一些重金属元素，如铬、铅、汞等。
这些化学成分中，有些具有毒性，如二噁英、重金属等，对环境和人体健康产生不良影响。
针对生活垃圾焚烧飞灰的处理，目前主要有物理方法、化学方法和生物降解方法等。
物理方法主要是将飞灰进行固化处理，将其与水泥、石灰等材料混合，形成稳定的固化体，减少对环境的危害。
化学方法包括酸碱中和、化学氧化还原等，通过化学反应降低飞灰中的有害物质含量。
生物降解方法则是利用微生物将飞灰中的有机物分解为无害物质。
生活垃圾焚烧飞灰的应用场景较为广泛，主要作为工程填料和土壤改良剂等。
作为工程填料，飞灰可填充道路、场地等，起到固化土壤的作用。
飞灰中的某些成分可以作为土壤改良剂，提高土壤质量。
然而，在应用过程中，应充分考虑飞灰中的有害物质，避免对环境和人体健康产生不良影响。
生活垃圾焚烧飞灰的物理化学特性和应用场景息息相关。
在了解飞灰的组成和性质后，我们可以采取有效的处理方法和应用方式，降低其对环境的危害。
然而，目前生活垃圾焚烧飞灰的处理仍面临诸多挑战，如处理成本高、技术不够成熟等。
Ｖｏ１．３６增刊 Ｍａｙ．２０１７ 冶 金 能 源
ＥＮＥＲＧＹ ＦＯＲ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ｌ２ｌ
冶金技术在垃圾焚烧飞灰处理中的应用 刘 芳 刘汉桥 魏国侠 胡 琬 （１．天津城建大学能源与安全工程学院，２．天津城建大学理学院）
摘要垃圾焚烧飞灰因含有二恶英、重金属等毒害物，被确定为危险废物，是环境领域有 待解决的难题。笔者研究了冶金领域成熟的技术和装备处理焚烧飞灰的潜力。文章介绍了火 法冶金及湿法冶金中４种工艺及设备处理焚烧飞灰的新技术，即利用电弧炉熔融处理垃圾焚 烧飞灰及熔渣制备微晶玻璃技术、利用铁浴熔融／冶金烧结处理焚烧飞灰及重金属分离技术、 利用浮选法分离焚烧飞灰中二恶英和重金属技术、微波烧结处理焚烧飞灰的技术。分析了这 些方法目前的在处理焚烧飞灰方面的研究进展以及应用前景，并提出了实际应用推广的建议 关键词 冶金技术 垃圾焚烧飞灰熔融 浮选微波烧结
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ ｆｌｙ ａｓｈ
Ｌｉｕ Ｆａｎｇ Ｌｉｕ Ｈａｎｑｉａｏ Ｗｅｉ Ｇｕｏｘｉａ Ｈｕ Ｗａｎ （Ｔｉａｎｊｉｎ Ｃｈｅｎｇｊｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ（ＭＳＷＩ）ｆｌｙ ａｓｈ ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｏｘｉｎｓ ａｎｄ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｗａｓ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ａｓ ｈａｚａｒｄｏｕｓ ｗａｓｔｅ ａｎｄ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｏ ｂｅ ｓｏｌｖｅｄ ｉｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ．Ａｆｔｅｒ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ＭＳＷ！ｆｌｙ ａｓｈ．Ｔｈｅｎ ｆｏｕｒ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ＭＳＷＩ ｎｙ ａｓｈ ｐｒｏ－ ｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．ｔｈｏｓｅ ａｒｅ ＭＳＷＩ ｆｌｙ ａｓｈ ｍｅｌｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｗｉｔｈ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｒｅ—ｆｕｒｎａｃｅ ａｎｄ ｓｌａｇ ｒｅ— ｕｓｉｎｇ，ＭＳＷＩ ｆｌｙ ａｓｈ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｍｏｌｔｅｎ ｉｒｏｎ ｂａｔｈ ａｎｄ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｐｙｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｅｑｕｉｐ— ｍｅｎｔｓ．Ｆｉｎｅｌｙ，ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｆｏｕｒ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ ｐｒｏ－ ｃｅｓｓｉｎｇ ＭＳＷＩ ｆｌｙ ａｓｈ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＭＳＷＩ ｆｌｙ ａｓｈ ｍｅｌｔｉｎｇ；ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ
近年来，生活垃圾焚烧在国内发展迅速，国 内生活垃圾焚烧比例已达３５％，在２０１６年初焚 烧发电厂就有４３４家（其中２３４座在运行），生 活垃圾焚烧量超过２３万ｔ／ｄ。此外，我国建立有 ３１个危险废物集中处置中心和３００个医疗垃圾 集中处置中心，国内现有医疗垃圾焚烧处理量已 超过５８万ｔ。焚烧飞灰是垃圾焚烧后烟气净化后 基金项目：国家自然科学基金面上项目（５１３７８３３２）； 刘芳（１９９３一 ），硕士研究生；３００３８４天津市西青区。 通讯作者：刘汉桥，教授。 的固体产物，按３％～５％的飞灰量计算，全国 每天将产生近万吨飞灰。 垃圾焚烧飞灰中富集相当量的二恶英、重金 属等毒害物，危害极大，已被列入我国《国家 危险废物名录》。 据统计焚烧１０００ｔ生活垃圾产生１．０１ｇ— ＴＥＱ二恶英。目前，国内常用处理方法是飞灰 水泥固化后再将固化物转移到生活垃圾填埋场填 埋。此方法只能形式上固化，无法分解飞灰中的 二恶英或有效稳定重金属，未能从根本上消除飞 ｌ２２ 冶 金 能 源 ＥＮＥＲＧＹ ＦＯＲ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ Ｖｏ１．３６增刊
Ｍａｙ．２０１７
灰带来的环境风险。所以，亟需寻找安全有效的 飞灰处理方法。我国垃圾焚烧飞灰处理技术及空 气污染控制技术已相对成熟，但相应的焚烧灰处 理技术远未跟上，焚烧灰的处理技术和工艺已成 为垃圾焚烧技术发展的关键。焚烧飞灰中二恶英 高温分解和重金属的分离回收是实现焚烧飞灰无 害化处理及资源化利用的最高境界。而钢铁冶金 行业有许多成熟的冶金技术、设备及完善的后续 处理系统。 冶金技术主要分为火法冶金和湿法冶金，其 中火法冶金包括高炉熔炼工艺、电弧炉炼钢工艺 等；湿法冶金是将金属在酸性或碱性条件下浸出 后，经过浸出液的溶剂提取、沉淀和离子交换等 工艺回收利用。他山之石，可以攻玉，这些火法 冶金及湿法冶金技术和装备除了冶金生产功能以 外，还具有处理垃圾焚烧飞灰的功能，如利用火 法冶金高温加热分解飞灰中二恶英、湿法冶金分 离回收飞灰中重金属等。文章介绍４种火法冶金 及湿法冶金工艺及设备处理垃圾焚烧飞灰的潜在 技术，利用电弧炉熔融处理垃圾焚烧飞厌及熔渣 再利用技术、利用高炉处理焚烧飞灰技术、浮选 法分离焚烧 灰中毒害物的技术和微波烧结处理 焚烧飞灰的技术 １ 冶金电弧炉熔融处理焚烧飞灰及其熔渣制备 微晶玻璃 电弧炉具有电弧温度高、电热转变能力大、 电热效率高、炉内气氛和炉子操作容易控制等优 点，电弧炉熔融技术在国外颇受青睐。日本每年 生活垃圾焚烧产生５×１０６ｔ底灰和１．２×１０。ｔ飞 灰，其中约有１／３焚烧灰以电弧熔融炉处理。国 内东北大学蔡九菊、刘汉桥等在２００５年率先开 展医疗垃圾焚烧灰熔融的直流电弧炉处理研究， 证实在保证电弧稳定的前提下，焚烧灰熔融应采 用长弧操作，并发现水冷熔渣为玻璃态熔岩，具 有致密、连续光滑的表面，空冷熔渣可明显看出 晶体形貌。熔渣具有致表面的物质能阻止重金属 的渗沥。 高投资、高能耗是熔融技术推广的瓶颈，利 用我国冶金行业淘汰下来的电弧炉熔融处理垃圾 焚烧飞灰可以有效降低投资成本。如果熔融后的 玻璃熔渣能转变为有用的材料回收，实现资源的 循环利用，不仅符合废物处理零排放的要求，而 且能提供附加经济效益，降低焚烧飞灰的处理成 本。基于此，国外学者在熔渣制备集料、渗水 砖、铺路砖、水泥替代物等综合利用方面进行了 大量的研究。但熔渣用于生产上述产品，则技术 含量、附加值均相对较低。 笔者２０１ １年提出生活垃圾焚烧飞灰电弧炉 熔渣制备微晶玻璃的工艺，将生活垃圾焚烧飞灰 熔融处理技术和微晶玻璃制备技术相结合，实现 了飞灰的无害化处理及电弧炉熔渣的高附加值利 用。该工作主要进展如下：适量掺加废玻璃等辅 助物不仅可促进熔渣玻璃态的形成，而且对微晶 玻璃理化性能有显著改善。通过机理研究发现掺 ＴｉＯ，及Ｃｒ，Ｏ 晶核剂的两种熔渣均以表面析晶为 主，晶核剂类型及添加比对微晶玻璃主晶相和晶 化程度有明显影响。微晶玻璃机械性能随熔渣球 磨细度增加而升高，随成型压力增加先增加后降 低。水洗预处理减少了飞灰中网络调整物如 Ｎａ，Ｏ及Ｋ，Ｏ含量并增加了网络形成物的含量． 从而引起基础玻璃的晶化温度升高，提高了微晶 玻璃的抗弯强度和化学稳定性等。热处理温度对 微晶玻璃微观结构及性能影响较大，炉排式飞灰 和流化床式飞灰的最佳热处理温度分别为８５０ 和１０００℃，前者主晶相为硅灰石ＣａＳｉＯ 和少量 透辉石Ｃａ（Ｍｇ，Ａ１）（Ｓｉ，Ａ１）：Ｏ ，后者为透辉 石Ｃａ（Ｍｇ，Ａ１）（Ｓｉ，Ａ１） Ｏ ，制备出的微晶玻 璃理化性能达到或优于花岗岩和大理石等，具有 作为天然建材替代物的潜力。
２利用铁浴熔融／；０金烧结处理焚烧飞灰技术 基于生活垃圾焚烧飞灰中含有大量的重金属 元素，重庆大学刘清才提出采用铁浴熔融分离工 艺对垃圾焚烧飞灰进行处理和重金属元素的回收 利用，开展了高温熔融及铁浴熔融重金属分布迁 移规律的研究，探讨了熔融温度、时间和碱度等 因素对熔融过程中重金属的分离效果的影响，研 究证明铁浴熔融方式有利于Ｃｒ、Ｃｕ从熔渣中分 离出来，与铁形成合金，对熔渣的浸出毒性实验 表明重金属的浸出毒性可达标。 重庆大学刘清才进一步提出采用冶金烧结法 处理飞灰，通过比较添加垃圾焚烧飞灰与未添加 Ｖｏ１．３６增刊 Ｍａｖ．２０ｌ７ 冶 金能 源
ＥＮＥＲＧＹ ＦＯＲ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ｌ２３
垃圾焚烧飞灰的冷固球团、烧结矿冶金性能、高 炉运行状况以及烟气环境蛉测结果，调罄冶炼Ｔ 艺，保证了烧结和高炉生产的稳定，验证了冶金 方法处理垃圾焚烧飞灰的工业应用可行性。
３ 浮选技术移除医疗垃圾焚烧飞灰中毒害物 泡沫浮选技术是２０世纪初发明的一种新型 分离技术，具有设备简便、浓缩分离快、富集倍 数高和耗能低等特点。该技术最初用于矿物加 工。它是根据颗粒本身或活化的表面特性，通人 空气以移除溶液中疏水的或不需要的颗粒。在湿 法冶金过程中通常用于分离疏水的金属无机物或 有机物，近年来，浮选技术逐渐应用于沉积物、 污染土壤及焚烧飞灰中重金属和ＰＯＰｓ的治理。 笔者根据医疗垃圾焚烧飞灰中氯盐、二恶英 及碳组份（活性炭和未燃残碳）含量高、二恶 英在碳组分中富集且二恶英“亲油疏水”的特 性，提出飞灰两步浮选去毒新方法：一步浮选实 现二恶英与碳组份的共分离，同时洗脱氯和可溶 性重金属，旨在降低飞灰中二恶英等有机污染物 毒性；尾浆二步浮选采用硫化沉淀浮选法脱除并 回收Ｐｂ、ｚｎ等重金属，旨在消除重金属危害。 分离后最终产物主要包括富集碳、残灰、重金属 沉淀盐等。 通过实验确定了最佳浮选工况（即灰浆浓 度０．０５ ｋｇ／ｌ、煤油用量１２ ｋｇ／ｔ、起泡剂用量３ ｋｇ／ｔ和空气流速０．０６ ｍ ／ｈ条件下），在该工况 下可将原灰中９２：７％的碳组分分离到富集碳中， 同时二恶英毒性当量从原灰中５．６１ ｎｇ／ｇ降低到 残灰中１．４７ ｎｇ／ｇ，最佳的浆液ｐＨ应该控制在 ５左右。笔者进一步采用硫化沉淀浮选法移除酸 浸灰浆中的重金属和离子浮选法移除酸浸液中的 重金属，考察了ｐＨ值、时间、硫化摩尔比、药 剂量和通气速率等操作参数对飞灰重金属酸浸、 硫化以及沉淀浮选的影响，结果表明：在ｐＨ＝２ 时，重金属的酸浸率最高，ｚｎ、Ｐｂ和ｃｕ等３种 重金属的酸浸率分别达９１．３％、７９．２％和 ８５．６％；最佳硫化工况是Ｎａ Ｓ的摩尔比＝１．４、 硫化时间＝３０ｍｉｎ经沉淀浮选实验发现，在浮选 时间为１５ｍｉｎ、通气速率为１．２５Ｌ／ｓ、ＳＤＳ＝３ｇ／ ｋｇ、ＭＩＢＣ＝６ｇ／＂ｋｇ、煤油６ｇ／ｋｇ时，重金属沉淀 浮选移除效果最件，ｚｎ、Ｐｂ和Ｃｕ的移除率分别 为：４９．９％、４２．Ｏ％和４８．７％。 ４微波烧结技术处理医疗垃圾焚烧飞灰 微波辐射因其独特的选择性加热、均匀辐射 以及热效率高、能耗低等特点，在矿物处理、金 属提取和回收过程中（如磨碎、浸出和氧化矿 碳热还原等冶金领域方面）得到广泛的应用。 “热点效应”是微波加热的重要特性，由该效应 所产生的快速加热效果是热传导和热对流方式所 达不到的。 笔者基于飞灰中碳组分（活性炭和未燃残 碳）含量高且二恶英大部分富集于碳组分这些 特性，提出以微波为热源，借助飞灰中碳组分强 吸波性产生的“热点效应”，迅速将吸附在碳组 分中的二恶英靶向分解。通过微波法实现二恶英 的有效分解，并有望将飞灰在微波场下快速烧结 成多孔陶粒。同时笔者提供了一种基于浮选联合 微波法的医疗垃圾处理工艺，该技术能够通过对 飞灰中重金属、二恶英及活性炭的有效地分离， 低成本地解决飞灰中重金属回收、二恶英的分解 和活性炭的回收再利用问题，在实现飞灰无害化 处理的同时进行高附加值利用。在惰性气氛下对 浮选后精灰进行微波处理，在微波辐照下可快速 获得１０００￣的高温形成“热点效应”，精灰中大 量“热点”将吸附于活性炭内外表面或与活性 炭一体的二恶英分解为ＣＯ ，ＣＯ，Ｈ Ｏ及ＨＣＩ 等，同时，保持或改善精灰中活性炭的微观结构 及其吸附能力，这些富集高含量活性炭的精灰可 考虑作为吸附剂送回到焚烧炉的烟气净化系统进 行再利用。浮选后尾灰送人生活垃圾填埋场填埋 处置，滤液进行重金属回收后经安全处理后排 放；精灰干燥后造粒，然后送人微波烧结炉在惰 性气氛下进行微波处理；处理后的精灰经粉碎 后，送人活性炭配制槽，作为吸附剂返回活性炭 喷射器获得再次利用。虽然在实验室取得不错的 效果，但由于无法克服在比例增大操作上的障 碍，目前微波技术大多限于实验室研究水平，大 部分技术离实际应用还有相当的距离。 万雪 编辑
