一种有效去除硒的飞灰复合药剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及飞灰固化技术领域，特别涉及一种飞灰复合药剂及其制备方法。


背景技术：

2.随着人口的不断增长，人们在日常生活中也产生了越来越多的垃圾，因此，如何处理不断产生的生活垃圾成为了城市发展的一大难题。
3.其中，现有的垃圾处理方式主要分为两种：一种是进行垃圾填埋处理，另一种则是进行垃圾焚烧处理，然而垃圾填埋会占用大量的土地，垃圾焚烧则会产生大量的飞灰，因此，需要对垃圾焚烧时产生的飞灰进行有效的处理。
4.现有的飞灰固化稳定化方法主要通过化学药剂进行固化稳定化处理，并且现有技术使用的化学药剂多为硫系列的有机螯合剂，然而，现有的硫系列有机螯合剂只能去除现有的飞灰中铅、镉、锌等阳离子物种，并不能去除飞灰中以阴离子物种存在的硒，从而导致产生的飞灰会引发不必要的损害，不利于垃圾的焚烧处理，另外，有研究表明，飞灰中硒主要为四价硒，即主要以亚硒酸盐形式存在。


技术实现要素：

5.基于此，本发明的目的是提供一种飞灰复合药剂及其制备方法，以解决现有技术的硫系列有机螯合剂只能去除现有的飞灰中的阳离子物种，并不能去除飞灰中存在的阴离子物种的问题。
6.本发明实施例第一方面提出了一种飞灰复合药剂，包括以下组分：
7.添加剂，所述添加剂为二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂；
8.氧化钙；
9.还原性铁粉；
10.其中，所述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂与所述氧化钙以及所述还原性铁粉三者之间的质量比为1-2：0.5-1：1-2，且所述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂的有效含量≥90％。
11.本发明的有益效果是：通过将二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂、氧化钙以及还原性铁粉三者按照特定的比例混合在一起，以制备出特定的飞灰复合药剂，使用时，该飞灰复合药剂不仅能够去除飞灰中的铅、镉、锌，还能够有效的去除飞灰中的硒，从而能够实现依次投加即可完成对高硒飞灰的有效处理，进而大幅提升了对飞灰的处理效率，适用于大范围的推广与使用。
12.优选的，所述氧化钙中的含钙量≥60％。
13.优选的，所述还原性铁粉中的含铁量≥95％。
14.优选的，所述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂中的0.1mm粒级含量为90％至95％。
15.本发明实施例第二方面提出了一种飞灰复合药剂制备方法，用于制备如上面所述的飞灰复合药剂，所述飞灰复合药剂制备方法包括以下步骤：
16.将所述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂、所述氧化钙以及所述还原性铁粉通过搅拌机搅拌10至15分钟，以制得对应的混合药剂；
17.按照预设要求对所述混合药剂进行球磨活化处理，并对球磨活化处理后的混合药剂进行筛选处理，以制得所述飞灰复合药剂。
18.其中，上述飞灰复合药剂制备方法中，所述按照预设要求对所述混合药剂进行球磨活化处理的步骤包括：
19.按照球料比5:1将所述混合药剂放置于球磨机中，并将所述球磨机的球磨转速设定为200-500转/分钟、将所述球磨机的球磨时间设定为2-6小时。
20.其中，上述飞灰复合药剂制备方法中，所述按照预设要求对所述混合药剂进行球磨活化处理的步骤之后，所述方法还包括：
21.对球磨活化处理后的混合药剂中的还原性铁粉进行xrd物相分析，以判断球磨活化处理后的还原性铁粉是否具有还原性。
22.其中，上述飞灰复合药剂制备方法中，所述对球磨活化处理后的混合药剂进行筛选处理的步骤包括：
23.对球磨活化处理后的混合药剂进行100目筛选。
24.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
25.图1为本发明一实施例提供的还原性铁粉的xrd物相分析图。
26.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
27.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
28.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
30.现有的飞灰固化稳定化方法主要通过化学药剂进行固化稳定化处理，并且现有技术使用的化学药剂多为硫系列的有机螯合剂，然而，现有的硫系列有机螯合剂只能去除现有的飞灰中的阳离子物种，并不能去除飞灰中存在的阴离子物种，从而导致产生的飞灰会
引发不必要的损害，不利于垃圾的焚烧处理。
31.请参阅图1，所示为本发明实施例提供的飞灰复合药剂，本实施例提供的飞灰复合药剂能够去除飞灰中的铅、镉、锌，还能够有效的去除飞灰中的硒，从而能够实现依次投加即可完成对高硒飞灰的有效处理，进而大幅提升了对飞灰的处理效率，适用于大范围的推广与使用。
32.具体的，本实施例提供的飞灰复合药剂包括以下组分：
33.二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂，用于固化飞灰中的阳离子物种重金属；
34.氧化钙；
35.还原性铁粉；
36.其中，所述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂与所述氧化钙以及所述还原性铁粉三者之间的质量比为1-2：0.5-1：1-2，且所述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂的有效含量≥90％，其中，上述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂对应的质量比为1-2，氧化钙对应的质量比为0.5-1，还原性铁粉对应的质量比为1-2。
37.另外，还需要说明的是，本实施例提供的二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂、氧化钙以及还原性铁粉均为粉体药剂，并且各个组分之间不会相互反应，只需完成混匀、球磨后即可使用，在实际的使用过程中，由于飞灰固化站均建有水泥仓，因此本实施例可以通过工业现场的水泥仓进行粉体药剂的投加，从而降低了药剂的使用成本。
38.进一步的，在本实施例中，需要指出的是，本实施例提供的氧化钙中的含钙量≥60％，并且本实施例提供的氧化钙需要满足《工业氧化钙》(hg/t4205-1994)三类产品标准。
39.进一步的，在本实施例中，还需要指出的是，本实施例提供的还原性铁粉中的含铁量≥95％，并且本实施例提供的还原性铁粉需要满足《粉末冶金用还原铁粉》(gb/t4136-1994)fhy200的标准。
40.另外，在本实施例中，还需要说明的是，上述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂中的0.1mm粒级含量为90％至95％，能够有效的增加反应面积，对应提升反应效率。
41.其中，在本实施例中，需要说明的是，由于飞灰中的硒元素主要以亚硒酸盐的形式存在，而本实施例提供的氧化钙能够与亚硒酸盐进行反应，并生成微溶于水的caseo3，其溶度积为4.47x10-6
，从而本实施例能够增强飞灰中可溶的亚硒酸盐与飞灰中的钙发生反应，并生成微溶物亚硒酸钙，进而能够有效的去除飞灰中的硒元素。
42.另外，还需要说明的是，由于飞灰中的硒主要以四价硒的形式存在，因此，本实施例提供的还原性铁粉能够与四价硒发生反应，把四价硒还原成硒单质，从而达到去除硒目的，并生成一定的还原产物，具体的，该还原产物包括二价铁以及三价铁离子。
43.进一步的，铁粉还原产物二价铁三价铁离子以及铁粉在飞灰浸出液体中与酸性浸提剂反应生成的二价铁三价铁离子在飞灰的强碱环境下生成对应的氢氧化铁，并进行沉淀，与此同时，能够与飞灰中的铅、镉、锌以及硒实现共沉淀，从而能够同时有效的去除飞灰中的铅、镉、锌以及硒。
44.更进一步的，为了便于理解，本发明还具体提供以下实施例来进一步解释说明：
45.实施例一
46.具体的，在本实施例中，需要说明的是，本实施例提供的二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂与氧化钙以及还原性铁粉三者之间的质量比为1:1:1，且上述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂的有效含量≥90％。
47.实施例二
48.具体的，在本实施例中，需要说明的是，本实施例提供的二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂与氧化钙以及还原性铁粉三者之间的质量比为1:1:2，且上述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂的有效含量≥90％。
49.实施例三
50.具体的，在本实施例中，需要说明的是，本实施例提供的二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂与氧化钙以及还原性铁粉三者之间的质量比为2:1:1，且上述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂的有效含量≥90％。
51.实施例四
52.具体的，在本实施例中，需要说明的是，本实施例提供的二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂与氧化钙以及还原性铁粉三者之间的质量比为1:0.5:1，且上述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂的有效含量≥90％。
53.实施例五
54.具体的，在本实施例中，需要说明的是，本实施例提供的二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂与氧化钙以及还原性铁粉三者之间的质量比为1.5:1:2，且上述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂的有效含量≥90％。
55.实施例六
56.具体的，在本实施例中，需要说明的是，本实施例提供的二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂与氧化钙以及还原性铁粉三者之间的质量比为2:1:2，且上述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂的有效含量≥90％。
57.对照例一
58.具体的，在本实施例中，需要说明的是，本实施例提供的二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂与氧化钙以及还原性铁粉三者之间的质量比为1.6:1:2.6，且上述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂的有效含量≥90％。
59.对照例二
60.具体的，在本实施例中，需要说明的是，本实施例提供的二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂与氧化钙以及还原性铁粉三者之间的质量比为1.5:1:2.5，且上述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂的有效含量≥90％。
61.对照例三
62.具体的，在本实施例中，需要说明的是，本实施例提供的二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂与氧化钙以及还原性铁粉三者之间的质量比为1.46:1:3.6，且上述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂的有效含量≥90％。
63.进一步，本实施例提供的上述实施例以及对照例分别称量后加入到飞灰中，然后再加水完成飞灰的固化以及稳定化，更进一步的，上述实施例以及对照例分别产生的实验
结果如下表1所示：
64.表1
[0065][0066]
在具体实施时，由上述数据可知，本发明上述实施例提供的飞灰复合药剂能够显著降低飞灰中的铅、镉、锌以及硒的浓度，从而能够使产生的飞灰达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》，以完成对飞灰的有效处理。
[0067]
需要说明的是，上述的实施过程只是为了说明本技术的可实施性，但这并不代表本技术的飞灰复合药剂只有上述唯一一种实施流程，相反的，只要能够将本技术的飞灰复合药剂实施起来，都可以被纳入本技术的可行实施方案。
[0068]
实施例七
[0069]
本发明实施例七提供了一种飞灰复合药剂制备方法，用于制备如上述实施例提供的飞灰复合药剂，该飞灰复合药剂制备方法包括以下步骤：
[0070]
将所述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂、所述氧化钙以及所述还原性铁粉通过搅拌机搅拌10至15分钟，以制得对应的混合药剂；
[0071]
按照预设要求对所述混合药剂进行球磨活化处理，并对球磨活化处理后的混合药剂进行筛选处理，以制得所述飞灰复合药剂。
[0072]
其中，需要说明的是，本实施例对制备出的混合药剂进行球磨活化处理能够有效的去除上述还原性铁粉表面的钝化层，从而能够增大还原性铁粉的表面积，同时缩小各药
剂的粒径，与此同时，还能够将各药剂混合均匀。
[0073]
其中，上述飞灰复合药剂制备方法中，上述按照预设要求对所述混合药剂进行球磨活化处理的步骤包括：
[0074]
按照球料比5:1将所述混合药剂放置于球磨机中，并将所述球磨机的球磨转速设定为200-500转/分钟、将所述球磨机的球磨时间设定为2-6小时。
[0075]
其中，上述飞灰复合药剂制备方法中，所述按照预设要求对所述混合药剂进行球磨活化处理的步骤之后，所述方法还包括：
[0076]
对球磨活化处理后的混合药剂中的还原性铁粉进行xrd物相分析，以判断球磨活化处理后的还原性铁粉是否具有还原性。
[0077]
其中，上述飞灰复合药剂制备方法中，所述对球磨活化处理后的混合药剂进行筛选处理的步骤包括：
[0078]
对球磨活化处理后的混合药剂进行100目筛选。
[0079]
综上所述，本发明上述实施例当中的飞灰复合药剂及其制备方法能够去除飞灰中的铅、镉、锌，还能够有效的去除飞灰中的硒，从而能够实现依次投加即可完成对高硒飞灰的有效处理，进而大幅提升了对飞灰的处理效率，适用于大范围的推广与使用。
[0080]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0081]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种飞灰复合药剂，其特征在于，包括以下组分：添加剂，所述添加剂为二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂；氧化钙；还原性铁粉；其中，所述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂与所述氧化钙以及所述还原性铁粉三者之间的质量比为1-2：0.5-1：1-2，且所述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂的有效含量≥90％。2.根据权利要求1所述的飞灰复合药剂，其特征在于：所述氧化钙中的含钙量≥60％。3.根据权利要求1所述的飞灰复合药剂，其特征在于：所述还原性铁粉中的含铁量≥95％。4.根据权利要求1所述的飞灰复合药剂，其特征在于：所述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂中的0.1mm粒级含量为90％至95％。5.一种飞灰复合药剂制备方法，其特征在于：用于制备如权利要求1至4中任意一项所述的飞灰复合药剂，所述飞灰复合药剂制备方法包括以下步骤：将所述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂、所述氧化钙以及所述还原性铁粉通过搅拌机搅拌10至15分钟，以制得对应的混合药剂；按照预设要求对所述混合药剂进行球磨活化处理，并对球磨活化处理后的混合药剂进行筛选处理，以制得所述飞灰复合药剂。6.根据权利要求5所述的飞灰复合药剂制备方法，其特征在于：所述按照预设要求对所述混合药剂进行球磨活化处理的步骤包括：按照球料比5:1将所述混合药剂放置于球磨机中，并将所述球磨机的球磨转速设定为200-500转/分钟、将所述球磨机的球磨时间设定为2-6小时。7.根据权利要求5所述的飞灰复合药剂制备方法，其特征在于：所述按照预设要求对所述混合药剂进行球磨活化处理的步骤之后，所述方法还包括：对球磨活化处理后的混合药剂中的还原性铁粉进行xrd物相分析，以判断球磨活化处理后的还原性铁粉是否具有还原性。8.根据权利要求5所述的飞灰复合药剂制备方法，其特征在于：所述对球磨活化处理后的混合药剂进行筛选处理的步骤包括：对球磨活化处理后的混合药剂进行100目筛选。

技术总结
本发明提供了一种有效去除硒的飞灰复合药剂及其制备方法，该飞灰复合药剂包括以下组分：二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂；氧化钙；还原性铁粉；所述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂与所述氧化钙以及所述还原性铁粉三者之间的质量比为1-2：0.5-1：1-2，且所述二甲基二硫代氨基甲酸钠或者四硫代二氨基甲酸粉体药剂的有效含量≥90％。本申请可以制备出特定的飞灰复合药剂，使用时，该飞灰复合药剂不仅能够去除飞灰中的铅、镉、锌，还能够有效的去除飞灰中的硒，从而能够实现单次投加即可完成对高硒飞灰的有效处理，进而大幅提升了对飞灰的处理效率。理效率。理效率。


技术研发人员：罗成 汪文军 黄家和 卢佳明 余炜 高传金 王金龙 张辰龙 付雅婷
受保护的技术使用者：中南（上饶）冶金产业研究院有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/8/9