隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市固體廢物的排放也帶來(lái)了越來(lái)越大的環(huán)境壓力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)2020年城市固體廢物排放量為2.35×108t。焚燒是全球應(yīng)用最廣泛的固廢處理方法之一，通過(guò)焚燒不僅能大幅降低固廢的體積和質(zhì)量，而且焚燒所產(chǎn)生的熱能還可用于發(fā)電，其在中國(guó)城市生活垃圾處理中的占比已從2004年的5.55%急劇上升至2020年的62.13%。盡管焚燒在垃圾處理方面表現(xiàn)良好，但其會(huì)產(chǎn)生次級(jí)廢物——垃圾焚燒飛灰。飛灰的成分復(fù)雜，且在不同時(shí)間、地點(diǎn)所產(chǎn)生的飛灰的成分差距較大，主要包括重金屬鹽、硫化物、硝酸鹽、活性炭和二惡英等。此外，在焚燒過(guò)程中通常需要添加熟石灰來(lái)吸附焚燒過(guò)程中的酸性氣體和痕量有機(jī)物，這使飛灰具有較高的堿度。飛灰中含有劇毒的二惡英和易浸出的重金屬，因此為危險(xiǎn)廢物，必須加以謹(jǐn)慎處置。2021年12月10日，生態(tài)環(huán)境部等多部門聯(lián)合印發(fā)了《“十四五”時(shí)期“無(wú)廢城市”建設(shè)工作方案》，提出要強(qiáng)化固體廢物綜合利用水平和無(wú)害化處置能力，推進(jìn)“無(wú)廢城市”建設(shè)。研究飛灰的無(wú)害化處理和資源化利用變得尤為重要。

目前，飛灰的處理工藝和方法主要包括固化穩(wěn)定化、熱處理和分離浸出。洗滌是飛灰處理常用的預(yù)處理方法，水洗可去除飛灰中高濃度的可溶性鹽。HU等的研究表明，在液固比為2.5~3時(shí)，用清水洗滌幾乎能去除飛灰中所有的可溶性鹽類，但水洗后重金屬的浸出率有所升高；YANG等在液固比為10時(shí)用去離子水洗滌，使飛灰中氯化物的比例由16.6%降為1.2%。LI等的研究發(fā)現(xiàn)，洗滌能使飛灰的孔徑和比表面積增大，并提高其吸附能力。水洗后，超過(guò)90%的Pb和Zn依然留存在水洗灰中，且賦存形態(tài)基本不變。酸洗可溶解飛灰中的氫氧化物和碳酸化合物，從而破壞飛灰的固體結(jié)構(gòu)。ZHAO等通過(guò)硝酸酸洗能去除飛灰中87.97%的Cd；林濤等采用鹽酸能洗出飛灰中95%以上的Zn、Pb、Cd和81.38%的Cu；HUANG等采用水洗和酸洗聯(lián)用技術(shù)，能去除飛灰中86%的Pb、98%的Zn、96%的Cd和62%的Cu；孫福成等將飛灰與酸性廢水聯(lián)合處理，使飛灰中Pb和Cd的浸出濃度降低了90%以上。這些研究結(jié)果表明，酸洗能使飛灰中的大部分可溶性鹽和重金屬?gòu)墓滔噢D(zhuǎn)移至液相，便于后續(xù)的回收處理。

采用電沉積技術(shù)處理含重金屬的洗滌廢液，是通過(guò)廢液中金屬離子的電遷移，使其在陰極發(fā)生電化學(xué)還原反應(yīng)而析出金屬的過(guò)程，具有回收處理成本低、二次污染小的特點(diǎn)。彭騰等采用檸檬酸浸出-電沉積聯(lián)用技術(shù)處理廢鋰電池，使廢電池中94.84%的鈷得以回收；李子良等應(yīng)用電沉積技術(shù)處理酸性含汞廢液，其中98%的汞能得到回收。陳熙等認(rèn)為，在電沉積過(guò)程中，陽(yáng)極的氧化反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氧氣，溶液中氧氣濃度的升高會(huì)腐蝕陰極表面沉積的重金屬單質(zhì)，造成重金屬單質(zhì)的返溶現(xiàn)象，從而影響重金屬的處理效率。近年來(lái)，電沉積技術(shù)越來(lái)越多地被用于催化劑制備和高濃度金屬?gòu)U水處理，但涉及用于飛灰中重金屬回收利用的研究卻很少。

本研究采用酸洗-電沉積聯(lián)用技術(shù)，用以去除并回收飛灰中的Zn、Pb、Cu和Cd4種重金屬。以硝酸作為酸洗試劑，確定合適的洗滌工藝，并分析飛灰酸洗前后的微觀形貌、晶相、重金屬存在形態(tài)等的變化。通過(guò)電沉積技術(shù)以回收酸洗廢液中的Zn、Pb、Cu和Cd，進(jìn)而評(píng)估酸洗-電沉積技術(shù)應(yīng)用于飛灰中重金屬回收的可行性，以期為飛灰無(wú)害化處理和資源回收提供參考。

1、材料與方法

垃圾焚燒飛灰樣品由位于中國(guó)天津的一家垃圾焚燒廠提供。飛灰通過(guò)200目網(wǎng)篩篩分，經(jīng)過(guò)烘箱105℃烘干，使用前保持在60℃。所有試劑均為分析純。

用掃描電子顯微鏡(SEM，S-4800，株式會(huì)社日立制作所)表征飛灰樣品的表面形貌，通過(guò)X射線衍射儀(XRD，D8-FOCUS，德國(guó)布魯克AXS有限公司)測(cè)量飛灰樣品的晶相，并采用專業(yè)軟件(MDIJade6.5)對(duì)衍射花樣進(jìn)行分析。飛灰中重金屬離子在酸洗前后的存在形態(tài)采用BCR(EuropeanCommunityBureauofReference)順序提取程序進(jìn)行分析。通過(guò)X射線熒光光譜儀(XRF，S4Pioneer，日本株式會(huì)社理學(xué)公司)測(cè)定飛灰樣品的元素組成，通過(guò)電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES，ThermoiCAP7400，美國(guó)ThermoFisherScientific公司)測(cè)定樣品中Zn、Pb、Cu和Cd元素的質(zhì)量濃度。采用王水消解法處理并測(cè)定飛灰中主要重金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，采用醋酸緩沖溶液法(HJ/T300-2007)評(píng)估飛灰的浸出毒性。

1.1 飛灰酸洗浸出實(shí)驗(yàn)

稱取5.0g干燥飛灰放入100mL杯中，按設(shè)定的液固比和濃度加入配置好的硝酸溶液，酸洗過(guò)程中持續(xù)攪拌。待洗滌終止后，采用孔徑為0.45μm的濾膜進(jìn)行過(guò)濾，收集澄清濾液備用。采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES，ThermoiCAP7400，美國(guó)ThermoFisherScientific公司)測(cè)定浸出液中Zn、Pb、Cu和Cd元素的質(zhì)量濃度，以重金屬的浸出去除率(浸出液中重金屬的總質(zhì)量與原始飛灰試樣中重金屬的總質(zhì)量的比值)表示酸洗浸出效果。探究硝酸濃度、液固比、洗滌時(shí)間對(duì)酸洗浸出效果的影響，實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)計(jì)如下。

1)濃度影響的實(shí)驗(yàn)條件為：在液固比為10和洗滌時(shí)間為60min時(shí)，取硝酸濃度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mol·L−1。

2)液固比影響的實(shí)驗(yàn)條件為：在硝酸濃度為2mol·L−1和洗滌時(shí)間為60min時(shí)，取液固比為5、10、15、20、25、30。

3)在洗滌時(shí)間影響的實(shí)驗(yàn)中，選擇硝酸濃度為2mol·L−1和液固比為10，考察洗滌時(shí)間為5、30、60、120、240、360、480min時(shí)的洗滌效果。

1.2 電沉積實(shí)驗(yàn)

電沉積裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，在中間固定陰離子交換膜(G1204，天津市蘭力科化學(xué)電子高技術(shù)有限公司)和陽(yáng)離子交換膜(G0014，天津市蘭力科化學(xué)電子高技術(shù)有限公司)將電解槽分為陰極室、中間室和陽(yáng)極室。采用由陰、陽(yáng)離子交換膜分隔的三室電解槽結(jié)構(gòu)，其目的是為了阻隔廢水中的陰離子通過(guò)離子遷移轉(zhuǎn)移到陽(yáng)極，從而防止飛灰中含有的大量氯鹽在洗滌進(jìn)入溶液后，電解時(shí)在陽(yáng)極發(fā)生副反應(yīng)產(chǎn)生氯氣而污染環(huán)境；同時(shí)也能防止陽(yáng)極區(qū)生成的O2遷移至陰極區(qū)而腐蝕陰極表面的金屬沉積物。在電沉積處理含重金屬的廢水時(shí)，將酸洗濾液置入陰極室，中間室加入0.1mol·L−1HCl溶液，陽(yáng)極室加入0.1mol·L−1Na2SO4溶液。在電沉積期間持續(xù)攪拌以保持傳質(zhì)。氧化銥板用作陽(yáng)極，直徑為6mm的銅棒用作陰極。直流電源通電電解，所控制的電解參數(shù)主要包括電壓和電解時(shí)間等。

圖1電沉積裝置示意圖

2、結(jié)果與討論

2.1 垃圾焚燒飛灰的表征結(jié)果

表1所示是飛灰元素組成的分析結(jié)果�？梢钥闯觯�飛灰的主要元素組成是Ca、Cl、S、K、Si、Na和Fe等。飛灰中的Ca成分主要源自為吸附焚燒煙氣中的酸性氣體和痕量有機(jī)物而注入的過(guò)量石灰。同時(shí)，塑料制品、廚余垃圾和其他含氯組分在焚燒過(guò)程中存在揮發(fā)-冷凝富集現(xiàn)象，因此飛灰中含有較多的可溶性氯鹽。表2為飛灰中重金屬的全量消解測(cè)試結(jié)果，結(jié)合表1數(shù)據(jù)可以看出，飛灰中Zn、Pb和Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，且毒性較高的Cd也高于檢出限。對(duì)飛灰中的重金屬進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，浸出液中Zn、Pb、Cu和Cd的質(zhì)量濃度分別達(dá)到9.971、1.030、0.620和0.340mg·L−1，其中Pb和Cd明顯超過(guò)《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)規(guī)定的限值0.25和0.15mg·L−1，說(shuō)明該飛灰具有較強(qiáng)的重金屬浸出毒性。因此，本研究主要關(guān)注Zn、Pb、Cu和Cd4種重金屬的浸出情況。

采用XRD技術(shù)對(duì)飛灰的礦物學(xué)成分進(jìn)行分析，其結(jié)果如圖2(a)所示�？梢钥闯觯�飛灰具有CaCO3和Ca(OH)2相，這使得飛灰具有極強(qiáng)的酸緩沖能力。然而，飛灰中非晶態(tài)物質(zhì)占比約為50%~55%，高占比的無(wú)定形物質(zhì)增強(qiáng)了XRD衍射花樣的噪聲背景，掩蓋了一些晶體衍射的特征峰。因此，通過(guò)XRD測(cè)定結(jié)果很難分析和識(shí)別飛灰中重金屬的具體礦物相種類。飛灰的SEM結(jié)果如圖2(b)所示。從中可看出，無(wú)定形顆粒松散地排列，顆粒大小不一，呈近似球狀，表面疏松多孔，這將大大增加飛灰的比表面積，從而使飛灰中的可溶性鹽和重金屬具有易浸出的特性。

圖2MSWI飛灰的XRD結(jié)果和SEM結(jié)果

2.2 酸洗浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在飛灰的洗滌預(yù)處理中，常用的無(wú)機(jī)酸包括HCl、HNO3和H2SO4等。由于飛灰酸洗產(chǎn)生的Pb2+和大量Ca2+能與SO42−反應(yīng)生成難溶物而覆蓋飛灰顆粒表面，阻礙洗滌反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。因此，H2SO4作為浸出試劑是不適宜的。HCl和HNO3均具有較高的酸洗去除飛灰中重金屬的能力，特別是高濃度的HCl，Cl−可與金屬離子形成配合物，如2−等，這有利于重金屬浸出率的提高。但配合物通常帶有較多的負(fù)電荷，在陰極表面所受到的電場(chǎng)排斥力較大。同時(shí)，相較于簡(jiǎn)單金屬離子，配合物因具有較低的能態(tài)而更加穩(wěn)定，放電時(shí)需要克服更高的活化能壘，使電沉積所需的電壓升高，最終導(dǎo)致金屬電沉積回收成本提高。因此，選用鹽酸作為浸出劑對(duì)浸出廢液的電沉積處理不利。而高濃度的HNO3具有一定的氧化性，可以洗出飛灰中較難溶的重金屬。因此，選擇硝酸作為浸出劑進(jìn)行研究。

圖3所示是不同酸洗條件對(duì)重金屬洗滌去除率影響的測(cè)定結(jié)果。從圖3(a)硝酸濃度的影響中可以看出，當(dāng)用0.5mol·L−1的HNO3浸漬洗滌時(shí)，飛灰中各重金屬的浸出去除率均較低，僅為1%左右，這是因?yàn)榇藭r(shí)所用HNO3的濃度較低。在洗滌的初期，其中的H+均已被飛灰中高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的CaCO3、Ca(OH)2等所消耗，飛灰顆粒的結(jié)構(gòu)未被破壞，包裹在顆粒內(nèi)部的金屬離子外遷浸出困難，最終導(dǎo)致浸出去除率較低。這一結(jié)果也說(shuō)明，飛灰具有較強(qiáng)的酸緩沖能力，想消耗較少酸從飛灰中徹底洗出重金屬幾乎是不可能的。在硝酸濃度為1.0mol·L−1時(shí)，各重金屬的去除率均得到顯著提高，其中Cd的去除率已達(dá)80%以上。此時(shí)飛灰顆粒的表層結(jié)構(gòu)已遭到酸的溶解破壞，這對(duì)顆粒內(nèi)部金屬離子的外遷浸出是有利的。隨著硝酸濃度的進(jìn)一步提高，重金屬的去除率也在不斷提高，在硝酸濃度提高至2.0mol·L−1后，重金屬去除率的增速已明顯變緩，再提高硝酸的濃度對(duì)飛灰中重金屬的溶出已意義不大�？紤]到飛灰處理的效果和硝酸的消耗量，選擇濃度為2.0mol·L−1的硝酸作為酸洗劑較為合適。

圖3不同酸洗條件對(duì)飛灰中Zn、Pb、Cu和Cd去除率的影響

液固比是影響酸洗效果的另一重要因素。如圖3(b)所示，當(dāng)液固比在5~30范圍內(nèi)，隨著液固比的增加，重金屬的去除率起初急劇增加，然后緩慢增加并最終趨于平穩(wěn)。當(dāng)液固比超過(guò)10之后，液固比的增加對(duì)Zn浸出的影響最為明顯，對(duì)Cu浸出的影響次之，而對(duì)Pb和Cd浸出的影響較小，說(shuō)明Zn和Cu的浸出主要受酸溶解過(guò)程控制。在液固比為30處，Zn、Pb、Cu和Cd的去除率分別達(dá)到98.44%、86.35%、74.66%和97.46%。綜合考慮重金屬的浸出效果和硝酸的消耗量，液固比為25應(yīng)是較為合適的洗滌浸出條件。

洗滌時(shí)間對(duì)重金屬浸出去除率的影響如圖3(c)所示，在洗滌時(shí)間達(dá)到60min時(shí)，Zn、Cu和Cd的去除率已基本穩(wěn)定，即其溶解基本達(dá)到平衡，而此時(shí)Pb的浸出去除率仍在顯著地增加，其達(dá)到穩(wěn)定的浸出時(shí)間大致在360min之后。根據(jù)JIAO等的浸出試驗(yàn)結(jié)果，Cu和Zn的沉淀-吸附平衡與飛灰中含鈣化合物顯著相關(guān)，在強(qiáng)酸性條件下碳酸鈣等的溶解將導(dǎo)致Cu和Zn的快速浸出。同時(shí)，CAVIGLIA等的浸出動(dòng)力學(xué)研究表明，Pb的擴(kuò)散過(guò)程非常緩慢，這可能是Pb浸出達(dá)到平衡需要更長(zhǎng)時(shí)間的原因。

在硝酸濃度為2mol·L−1、液固比為25和洗滌時(shí)間為60min條件下，酸洗能去除飛灰中95.26%的Zn、83.06%的Pb、72.62%的Cu和97.85%的Cd。延長(zhǎng)洗滌時(shí)間至360min，可將Pb的去除率提升至85%以上。林濤等采用鹽酸洗滌飛灰，使Pb生成了配合物2−，這雖能進(jìn)一步提高Pb的去除率，但由于2−帶有負(fù)電荷且比簡(jiǎn)單金屬離子更加穩(wěn)定，在后續(xù)浸出廢液的電沉積處理時(shí)，將極大地增加Pb在陰極表面上析出回收的難度。因此，采用硝酸洗滌更為合適。

2.3 飛灰酸洗前后特性的對(duì)比

酸洗后飛灰的微觀形貌如圖4(a)所示，對(duì)比圖2(b)酸洗前飛灰的微觀形貌可以看出，酸洗后飛灰中疏松多孔的非晶態(tài)物質(zhì)大部分得到溶解，粒徑顯著縮小，使棒狀或條狀晶體顆粒充分暴露出來(lái)。這進(jìn)一步表明飛灰的成分較為復(fù)雜，酸洗能將包裹飛灰顆粒的CaCO3和Ca(OH)2外殼去除，同時(shí)也能去除飛灰中大量的水溶性離子(如Cl−、Na+等)，將飛灰中的金屬組分釋放出來(lái)，從而顯著降低洗后飛灰的浸出毒性，為垃圾焚燒飛灰的資源化利用提供了可能。

圖4酸洗后飛灰的SEM結(jié)果和酸洗前后飛灰的BCR形態(tài)分布

BCR順序提取將飛灰中重金屬組分按其浸出的難易程度分為可溶解態(tài)>可氧化態(tài)>可還原態(tài)>殘?jiān)鼞B(tài)，其中可溶解態(tài)和可還原態(tài)是對(duì)環(huán)境危害最大的形態(tài)，殘?jiān)鼞B(tài)是最穩(wěn)定的形態(tài)，也是最不易被釋放出來(lái)的形態(tài)。從圖4(b)所示的飛灰酸洗前后BCR形態(tài)分布圖中可以看出，在酸洗前飛灰中可溶解態(tài)占比較低，這也進(jìn)一步說(shuō)明了飛灰具有極強(qiáng)的酸緩沖能力，僅靠水和弱酸很難分離飛灰中的重金屬。可氧化態(tài)占了較大的比重，Zn、Pb和Cu的可氧化態(tài)占比分別為47%、33%和40%，而Cd則達(dá)到了84%。這說(shuō)明未處理的飛灰極易浸出，對(duì)環(huán)境危害極大。而在酸洗處理之后，這一比重顯著下降，殘?jiān)鼞B(tài)成分明顯提高，Zn、Pb、Cu和Cd的殘?jiān)鼞B(tài)成分分別占到總量的72%、75%、65%和42%。這說(shuō)明酸洗對(duì)飛灰有很強(qiáng)的凈化效果，使得易浸出組分大幅降低，殘?jiān)鼞B(tài)組分占比升高。易浸出組分被分離去除或轉(zhuǎn)化為更加穩(wěn)定的形態(tài)，使酸洗后的飛灰更具穩(wěn)定性，浸出能力降低，對(duì)環(huán)境的危害減小。

酸洗前后飛灰的浸出毒性測(cè)試結(jié)果如表3所示�？梢钥闯�，酸洗前飛灰浸出液中Pb和Cd的質(zhì)量濃度均顯著高于《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)規(guī)定的浸出液質(zhì)量濃度限值，而酸洗后飛灰中各重金屬浸出質(zhì)量濃度大幅降低，均低于限值。酸洗后的飛灰可直接進(jìn)入生活垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理，也可作為非危廢固體進(jìn)行資源化開(kāi)發(fā)利用。

2.4 飛灰酸洗廢液的電沉積

為評(píng)估電沉積技術(shù)用于回收酸洗廢液中重金屬的可行性，將飛灰酸洗廢液用于電沉積處理，所用酸洗廢液的Zn、Pb、Cu和Cd質(zhì)量濃度分別為95.08、50.79、13.23和5.61mg·L−1。圖5(a)是在電沉積時(shí)間為4h時(shí)電壓對(duì)金屬回收率影響的測(cè)定結(jié)果。可以看出，各重金屬離子的回收率與電壓呈正相關(guān)，電壓越高，回收率也越高。由于飛灰的組成較為復(fù)雜，其酸洗廢液也具有較復(fù)雜的組成，酸洗廢液中往往含有影響重金屬回收率的雜質(zhì)離子，如溶液中Cl−濃度過(guò)高會(huì)使氧化還原電位升高，并抑制Zn的析出，這將導(dǎo)致在低電壓時(shí)Zn的回收率極低，如在電壓為6V時(shí)僅能回收27.89%。在酸洗廢液中含有大量的H+，并且H+的析出能力較強(qiáng)，其會(huì)與重金屬離子在陰極競(jìng)爭(zhēng)電子而不利于金屬的析出，這也會(huì)降低重金屬的回收率。隨著電沉積反應(yīng)的進(jìn)行，酸洗廢液中金屬離子的質(zhì)量濃度不斷降低，致使析出電位不斷提高，當(dāng)施加電壓不足以繼續(xù)析出金屬時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，只有進(jìn)一步提高電壓，電沉積反應(yīng)才能繼續(xù)進(jìn)行。在電壓為8V時(shí)，Pb的回收率可高達(dá)96.15%，而后基本保持平穩(wěn)。Zn在電壓為6~12V區(qū)間內(nèi)回收率迅速升高，從27.89%提高至90.68%，這表明電壓提高后，在較強(qiáng)電場(chǎng)作用下金屬離子的電遷移速率加快，克服了Cl−對(duì)Zn析出的抑制作用。在電壓為14V時(shí)，Zn、Pb、Cu和Cd的回收率分別達(dá)到了95.80%、99.04%、79.95%和90.37%，處理后廢液中Zn、Pb、Cu和Cd的殘余質(zhì)量濃度分別為3.99、0.49、2.65和0.54mg·L−1，仍不能滿足排放要求，若繼續(xù)提高電壓進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的電沉積將導(dǎo)致處理費(fèi)用急劇增加，可行的方案是將處理后的廢液用于酸洗劑的配制，進(jìn)入下一批次的飛灰洗滌而得到循環(huán)利用。

圖5不同電沉積條件對(duì)Zn、Pb、Cu和Cd回收率的影響

在電壓為16V時(shí)，電沉積時(shí)間對(duì)重金屬離子回收率的影響如圖5(b)所示。可以看出，重金屬離子回收率均隨沉積時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，在電沉積時(shí)間為4h時(shí)基本到達(dá)穩(wěn)定，表明析出反應(yīng)已基本達(dá)到平衡。電沉積反應(yīng)剛開(kāi)始時(shí)，廢液中重金屬離子質(zhì)量濃度較高，電極表面的活性位點(diǎn)也較多，這有利于金屬離子電沉積的進(jìn)行。但實(shí)際情況中回收率均不高，一方面原因是沉積反應(yīng)時(shí)間較短，另一方面可能是因?yàn)樗嵯磸U液中含有大量的H+。H+擴(kuò)散傳質(zhì)速率較快，還原電位較低，析氫副反應(yīng)與重金屬離子的析出反應(yīng)存在競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致重金屬離子還原析出緩慢。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，由于H2的析出而使溶液中H+濃度逐漸降低，析氫副反應(yīng)減少，重金屬離子的沉積反應(yīng)速率得到提高，這與在2~4h時(shí)間范圍內(nèi)重金屬離子回收率的增加隨時(shí)間的延長(zhǎng)而大致是加快的結(jié)果是一致的。

3、結(jié)論

1)硝酸洗滌能有效去除飛灰中的重金屬，其去除率隨硝酸濃度、液固比、洗滌時(shí)間的增加而提高。在硝酸濃度為2mol·L−1、液固比為25和浸出洗滌時(shí)間為60min時(shí)，酸洗能去除飛灰中95.26%的Zn、83.06%的Pb、72.62%的Cu和97.85%的Cd。

2)酸洗使飛灰中的重金屬浸出毒性降低1~2個(gè)數(shù)量級(jí)，使其滿足《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)要求，可以直接進(jìn)入生活垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋，也可作為非危廢固體進(jìn)一步資源化開(kāi)發(fā)利用，這對(duì)“無(wú)廢城市”的建設(shè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)都具有重要意義。

3)采用三室電解槽體系，在電壓為14V時(shí)，電沉積4h可回收酸洗廢液中95.80%的Zn、99.04%的Pb、79.95%的Cu和90.37%的Cd。處理后的廢液仍含有一定質(zhì)量濃度的重金屬，其可用于酸洗劑的配制而得到循環(huán)利用。（來(lái)源：天津大學(xué)化工學(xué)院，天津化工過(guò)程安全與裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）