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城市固废资源化:化学选矿技术

时间:2023-11-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于城市特有的环境和化学选矿固有的污染性,固废资源化利用时,可能情况下,化学选矿不是最佳的选择。图2-22SOLINDUS项目中开发的资源化处理技术为了识别污染物的化学形式,对原状疏浚污泥进行表征是关键的一个步骤。然后将混合料送往两个浮选槽,向其中引入空气。

城市固废资源化:化学选矿技术

由于城市特有的环境化学选矿固有的污染性,固废资源化利用时,可能情况下,化学选矿不是最佳的选择。最典型的例子莫过于电子垃圾的选矿。广东贵屿利用露天焚烧与酸消解,从电子垃圾中获取贵金属,但这造成了贵屿大面积的深度污染,尽管已停止电子垃圾处理多年,其污染至今仍未充分消除。但由于受到技术发展的限制,在特定的固废中,利用好化学手段,也可能发挥出其他手段无法替代的效果。

图2-21 不同混合物的磁分离效果

美国曾利用矿物的电化学表面性质进行泡沫浮选,从生活垃圾中选出细小的玻璃,使用的浮选剂为牛脂二胺,据称得到的玻璃可以获得很高价值的利用。不过,由于成本的缘故,这项技术并未获得推广。但这也为今后选矿研究提供了一个很好的启示,当建筑垃圾细粉化的时候,是可以考虑利用像泡沫浮选这样的技术,将细粉进一步分离的。

下面以疏浚污泥的资源化处理和生活垃圾焚烧飞灰的资源化为例,说明化学选矿技术的应用。

2.2.4.1 疏浚污泥资源化处理中泡沫浮选技术的应用

水道污泥的疏浚是维系和发展河道交通的重要因素。比利时将疏浚污泥分为两类管理,分类依赖于被发现并被视为危险(针对环境和人类)的元素或化学族的数量:类型A针对的是无污染的沉积物,类型B针对的是受污染的沉积物。实际运作中,处理很轻度,仅包括一个脱水步骤,最终去往合适场地(填埋场)处置。比利时发起了一个SOLINDUS项目,目的是在半工业化的规模上验证B类沉积物的处理。矿物加工技术的原始组合如图2-22所示。

粉土组分(SOLINDUS工艺中的F4)的提纯是由浮选实现的。这项技术通常用于矿石选矿,被转移到了疏浚污泥的处理上。浮选是基于颗粒之间润湿能力差异实施的固—固分离技术。其原理是,将空气气泡引到一个槽中,槽内有悬浮液,与诸如发泡剂和螯合剂等不同的药剂混合。疏水的颗粒优先被固定在气泡表面上,形成表面上稳定的泡沫层,予以收集。当颗粒的疏水特征不足以确保选择性分离时,必须有浆体的调节步骤,加入像非离子、阳离子或阴离子捕集剂那样的药剂。

针对疏浚污泥,这是一个反向浮选,因为尾矿(未浮起颗粒)是提纯的组分,而泡沫(精矿)是含有污染物的物质。

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图2-22 SOLINDUS项目中开发的资源化处理技术

为了识别污染物(通常为金属的氧化物或硫化物)的化学形式,对原状疏浚污泥进行表征是关键的一个步骤。这里的粉土组分中,识别出的重金属主要是氧化物(由于较早阶段实施了各项湿处理措施),但也可找到硫化物形式。

在实验平台的规模上,浮选系统[图2-23(a)]配备有两个调节罐和两个浮选槽(每个750 L),串联放置。实践中,疏浚污泥在调节罐中与浮选药剂混合。然后将混合料送往两个浮选槽,向其中引入空气。然后,撇除形成的泡沫。最后,两个沉降罐使尾矿(提纯后的组分)和泡沫(含有污染物的精矿)得以收集。

图2-23 疏浚污泥资源化处理浮选系统

2.2.4.2 生活垃圾焚烧飞灰资源化处理中化学选矿技术的使用

当然,从重金属富集的危险废弃物中,运用酸洗出重金属离子,然后通过离子交换或金属置换从中回收金属,结合了化学选矿与湿法冶金的做法,以瑞士生活垃圾焚烧飞灰的FLUWA工艺与FLUREC工艺最为典型(图2-24)。其可行性取决于金属的价值与危废的处理费用。但从危废的长期影响和此项技术向其他危废的拓展来看,本技术值得认真关注与研究。

图2-24 生活垃圾焚烧飞灰资源化处理的工艺

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