CN101073895A

CN101073895A - 垃圾焚烧飞灰成型方法

Info

Publication number: CN101073895A
Application number: CN 200610054301
Authority: CN
Inventors: 刘清才; 杜云贵; 董凌燕; 刘艺; 杨剑; 杨福云
Original assignee: Chongqing University; CPI Yuanda Environmental Protection Engineering Co Ltd
Current assignee: Chongqing University; CPI Yuanda Environmental Protection Engineering Co Ltd
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2026-05-16
Also published as: CN101073895B

Abstract

本发明公开一种垃圾焚烧飞灰成型方法，包括如下步骤：1)在飞灰中加入2～15％添加剂、5～7％的水分混合均匀，用圆盘造球机造球，球团在自然条件下养护成型；2)所述添加剂配方为以下任一种：A.425号普通硅酸盐水泥，含量范围为2～10％；B.混合添加剂：3～10％的消石灰和1～5％的工业糖浆。本发明将粉状飞灰经物理和化学变性处理成球团状，不仅由于滚动成球和粒子密集而发生物理性质变化，更重要的是发生了化学和物理化学改性，使物料的冶金性能得到改善。使飞灰其浸出毒性大大降低，各种重金属的浸出浓度均低于固体废物浸出毒性鉴别标准，不易产生二次污染；且飞灰球团，其抗压强度完全达到了运输及熔融分离重金属过程的要求。

Description

垃圾焚烧飞灰成型方法

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧飞灰的处理方法，具体涉及将垃圾焚烧飞灰成型，使其在运输、储存过程不产生二次污染，抗压强度完全达到运输及熔融分离要求的方法。

技术背景

垃圾焚烧会产生大量飞灰，飞灰中含有大量重金属，如对其处理不当，会浸出毒性物质，产生二次污染。现有技术中，对垃圾焚烧中产生的大量飞灰，通常的处理方法是：1)水泥固化，该技术虽然有很多优点，但是最关键的问题是由于最终固化体中的重金属仍然存在，固化体中的重金属在不同的化学条件下仍可能浸出重新进入环境，对环境造成不可预见的影响。2)熔融固化法即直接将飞灰加热到熔融状态，使其生成玻璃体以达到稳定重金属的目的，这种方法不但耗费大量的能源，而且其仍然存在浸出毒性大，在运输及冶炼过程中易产生二次污染。目前的飞灰处理技术还有如下几种，各种处理方法的优缺点比较如下表所示：

处理技术	优点	缺点
处理技术	优点	缺点	水泥、固化	1、水泥来源广泛且价格便宜。2、处理工艺和操作简单3、处理费用低4、飞灰中重金属固化效果好，且可防止粉尘飞扬。5、不同物理和化学性质的飞灰，都可以采用水泥固化法处理。6、固化体的抗压强度可以通过调节水泥的添加量来控制。	1、水泥需要量比较大。2、飞灰中的重金属和可溶氯化物、硫化物的存在会影响水泥的水合过程。3、水泥和其它添加剂会增加固化体的重量和体积。4、由于最终固化体中的重金属仍将存在，固化体中的重金属在不同的化学条件下仍可能浸出重新进入环境，对环境造成不可预见的影响。
熔融固化	1、飞灰的减容效果好，熔融处理后，飞灰的体积可减少75％以上。2、经处理后产生的熔渣，重金属的浸出率非常低，固化效果好。3、熔渣可作为骨材及砖块等建筑材料，可以实现资源化再利用。	1、需维持高温状况(1200℃)以上，因此耗费大量的能源，操作费用昂贵。2、熔融过程产生了含大量重金属及酸性气体的烟尘，增加了系统处理的费用。3、复杂的设备系统使处理费用非常高并且建设一个熔融处理的投资也相当高。	水泥、固化

		4、固化体中的重金属在不同的化学条件下仍可能浸出重新进入环境，对环境造成不可预见的影响。
		4、固化体中的重金属在不同的化学条件下仍可能浸出重新进入环境，对环境造成不可预见的影响。	化学药剂固化	1、重金属的捕集效率高且捕集的重金属的种类多。2、处理类型广泛。3、处理后的飞灰达到重金属废物的填埋标准，最终的稳定化产物受外部环境变化的影响小。	1、稳定剂的价格昂贵。2、处理费用高。3、工艺复杂、且不成熟。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种降低浸出毒性，不产生二次污染，使其抗压强度完全达到运输及熔融分离重金属过程要求的垃圾焚烧飞灰成型新方法。

本发明的目的是这样实现的：垃圾焚烧飞灰成型方法，其特征在于包括如下步骤：1)在飞灰中加入2～15％添加剂、5～7％的水分混合均匀，用圆盘造球机造球，球团在自然条件下养护成型；

2)所述添加剂配方为以下任一种：

A、425号普通硅酸盐水泥，含量范围为2～10％，养护时间为2～10天；

B、混合添加剂：3～10％的消石灰和1～5％的工业糖浆，养护时间3～14天。

所述飞灰的造球成型分为三个成长阶段：成核阶段、过渡阶段、球的长大阶段，即母球→母球长大→成球紧密。

本发明将粉状飞灰经物理和化学变性处理成球团状，不仅由于滚动成球和粒子密集而发生物理性质变化，如密度、孔隙率、形状、大小和机械强度等变化，更重要的是发生了化学和物理化学改性，如化学组成、还原性、膨胀性、高温还原软化性、低温还原软化性、熔融性等变化，使物料的冶金性能得到改善。其主要优点是：

(1)经本发明处理后的飞灰其浸出毒性大大降低，不易产生二次污染；

(2)经本发明处理后的飞灰球团，其抗压强度完全达到了运输的要求。

(3)经本发明处理后的飞灰球团，物理化学性能满足飞灰中重金属元素熔融分离要求。

具体实施方式

1、试验装置及成型技术

本发明采用圆盘式造球机造球成型。采用现有成熟技术，如重庆大学实验厂的自制设备。

具体过程为：在飞灰中加入2～15％添加剂、5％～7％的水分混合均匀，用圆盘造球机造球，球团在自然条件下养护成型。飞灰在成型过程中，本发明所涉及的添加剂配方有以下两种(任选其一)：

(1)425号普通硅酸盐水泥，含量范围为2～10％，养护时间为2～10天；

(2)混合添加剂：3～10％的消石灰和1～5％的工业糖浆，养护时间3～14天。

飞灰的造球成型可分为三个成长阶段：成核阶段、过渡阶段、球的长大阶段，即母球→母球长大→成球紧密。

母球在φ800mm的小型造球盘上制备。母球水分控制在8.5％~9.3％。母球中8~15粒级占95％以上，取10~12mm的球团作为实验球团。

2、实施例：

实施例1：实验材料为425号普通硅酸盐水泥；焚烧飞灰取自于重庆市同兴垃圾焚烧厂。

在飞灰中加入425号普通硅酸盐水泥，其比例为2％、5％、8％或10％；和5％～7％的水分混合均匀，用圆盘造球机造球，球团在自然条件下养护成型。在养护室养护2～10天后，分别进行水泥固化体的浸出毒性测定和强度测试。

经添加水泥和混合添加剂固化成型后，飞灰的浸出毒性大大降低，各种重金属的浸出浓度均低于固体废物浸出毒性鉴别标准。

经检测，球团的抗压强度大于500N/球，完全符合熔融分离重金属强度的要求。

实施例2：实验材料为混合添加剂：3～10％的消石灰和1～5％的工业糖浆，焚烧飞灰取自于重庆市同兴垃圾焚烧厂。

将混合添加剂、飞灰和水分别按2∶93∶5的配比或5∶90∶5的配比混合均匀，用圆盘造球机造球，球团在自然条件下养护成型。在养护室养护7～10天后，分别进行浸出毒性测定和强度测试。

采用本发明的混合添加剂成分范围及养护时间进行试验，经混合添加剂混合成型后，其浸出毒性与原飞灰相比大大降低，各种重金属的浸出浓度均低于固体废物浸出毒性鉴别标准。

对飞灰进行熔融分离处理可以有效地分离飞灰中的重金属。该方法同现有的熔融固化法的最大区别是：熔融分离技术采用铁浴熔池，使飞灰中的重金属溶入铁水中，形成合金，因而重金属更加稳定，不易产生二次污染，同时，金属元素可再生利用，分离后的灰渣可安全利用。

在熔融分离处理技术中，飞灰的成型是一项关键技术，研究其成型性的目的是：(1)为了达到一定的强度，满足运输或储存要求；(2)满足冶炼要求，防止熔融分离时飞灰粉末飞出；(3)改善冶金性能；(4)飞灰成型后可降低浸出毒性，减少飞灰在运输或堆放过程中产生二次污染的可能。

Claims

1、垃圾焚烧飞灰成型方法，其特征在于包括如下步骤：

1)在飞灰中加入2～15％添加剂、5～7％的水分混合均匀，用圆盘造球机造球，球团在自然条件下养护成型：

2)所述添加剂配方为以下任一种：

2、根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰成型方法，其特征在于所述飞灰的造球成型分为三个成长阶段：成核阶段、过渡阶段、球的长大阶段，即母球→母球长大→成球紧密。