熔融法处理垃圾焚烧飞灰过程中重金属分离浓缩的效果研究

2结果与讨论

2.1物料重金属含量

原料飞灰中11种重金属总含量4525.87~5398.28mg/kg，含量较高的主要为Zn、Ba、Pb和Cu，如图2和表2所示。

图2不同工艺段重金属富集情况

表2物料重金属含量

飞灰中重金属主要来源于生活垃圾所含重金属及其化合物的燃烧和蒸发，而生活垃圾的重金属含量是决定飞灰中重金属含量的主要因素。

浓缩灰和产品中的重金属则来源于原料飞灰，浓缩灰-预除尘、浓缩灰-急冷降温、浓缩灰-布袋除尘重金属总含量依次升高，重金属含量分别达到6447.69~15804.75、14204.88~18420.11、32691.79~49035.53mg/kg，平均含量分别达到了原料飞灰的1.71、2.89、7.41倍，其中浓度较高的重金属元素依次为Zn、Pb、Cu和Ba。

产品建材基材中重金属含量明显降低，重金属含量1657.58~2045.67mg/kg，平均含量仅降为原料飞灰的35.92%，其中浓度较高的元素依次为Ba、Zn、Cu、Cr。相比原料飞灰，浓缩灰中重金属种类和含量分布都发生了明显变化。

2.2重金属分离浓缩特性

飞灰中重金属在高温处理时的流向包括随尾气排放、进入产品、进入浓缩灰，其中浓缩灰中浓缩富集的重金属比例越高，产品建材基材中重金属含量越低，越有利于保障产品环保指标符合相关要求。

烟气自回转窑窑尾流向烟囱的过程中，冷却作用将使重金属从烟气中浓缩出来，形成离散的金属颗粒气溶胶或在浓缩灰表面发生吸附，从而得到浓缩。为了明确重金属元素在飞灰处理不同工艺段的浓缩富集程度，选择3号班次的5种样品进行研究，结果见图2。

Zn、Pb、Cu和Cd在浓缩灰中表现出明显的富集浓缩现象。相比原料灰，浓缩灰-预除尘、浓缩灰-急冷降温、浓缩灰-布袋除尘3种浓缩灰中上述4种重金属元素含量分别为原料飞灰的：Zn1.37、5.30、15.71倍;Pb1.80、6.80、18.71倍;Cu3.51、6.33、12.97倍;Cd1.64、7.66、20.09倍。

从3种浓缩灰产生段的工艺来看，预除尘系统烟气温度850℃，与窑尾温度一致，烟气中重金属组分并不发生明显凝聚，大部分以气态存在的重金属穿过预除尘系统流向工艺后端，但部分重金属会附着在颗粒物表面，最终进入颗粒物被截留形成的浓缩灰中，发生初步的重金属浓缩。

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