CN103420612B - 一种利用生活垃圾制备有机物干料及无机物配合料、制备微晶泡沫玻璃材料的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用生活垃圾制备有机物干料及无机物配合料、制备微晶泡沫玻璃材料的方法，以生活垃圾固态废弃物为主体原料，首先经除铁，并通过分拣分离出有机物垃圾和无机物垃圾；所述有机物垃圾经过翻垛均化、干燥工序获得有机物干料；所述无机物垃圾经过粗碎、均化、制砂工序后获得无机物粒料，所述无机物粒料经过配合料制备获得无机物配合料。将有机物干料及无机物配合料投入等离子体焚烧炉进行高温等离子体焚烧，经高温等离子体焚烧所得的液态垃圾渣通过水淬得到玻璃态垃圾渣，再经过泡沫玻璃发泡步骤获得微晶泡沫玻璃材料。生活垃圾的有效利用率高，发泡过程中自发形成的棒状微晶体均匀分布于泡沫玻璃中，大幅提高了材料的机械强度。

Description

一种利用生活垃圾制备有机物干料及无机物配合料、制备微晶泡沫玻璃材料的方法

技术领域

本发明属于环境工程技术与节能保温材料技术领域，涉及利用生活垃圾制备有机物干料及无机物配合料、制备玻璃材料的方法。

背景技术

生活垃圾作为人类生活中的一种废弃物，对环境的影响越来越突出。为了解决此问题，各国先后采用卫生填埋、高温堆肥和焚烧等方式进行生活垃圾的无害化处理，这些方法各具特点，但分别在占地、有害物泄露或排放、垃圾资源的再利用等方面仍存在一些问题。因此，高效而环保的生活垃圾处置技术的开发，一直是环境技术领域的一个重要课题。

等离子体气化技术最初用于低放射性废物、化学武器和常规武器销毁等领域，随着这项技术的不断成熟，近年来也开始应用于生活垃圾处置技术领域。等离子体是由气体同电弧接触而产生的一种高温、离子化和传导性的气体，其最高温度可达5500℃，将其应用于生活垃圾焚烧处理时，可以实现有机物的高效分解，避免二噁英等有害气体的排出，而垃圾中的无机物则经高温熔融后冷却形成玻璃态的固体，垃圾处理过程中减量化效率高、无污染、无有害气体排放，但其垃圾处理成本较高。因此，如何利用其产出的玻璃态固体渣实现有效的资源再利用，成为高温等离子体垃圾焚烧技术得以商业化运作的一项重要任务。

泡沫玻璃是一种在玻璃态原料粉末中添加适量发泡剂、添加剂等经混合形成均匀的配合料，并经预热、熔融、发泡、退火等工艺而制成的多孔玻璃材料，是一类性能优异、附加值高的隔热、吸声、防潮、防火的轻质高强建筑材料和装饰材料。如能在泡沫玻璃中形成一些针状、棒状晶体，则泡沫玻璃的强度还可明显提升。目前用于泡沫玻璃生产的玻璃态原料粉末主要来源于专门熔制符合泡沫玻璃生产工艺需求的玻璃料，或者收集符合性能要求的废玻璃或其他玻璃态原料，并经粉碎制成泡沫玻璃发泡所需的基础玻璃粉料。

分析常见生活垃圾焚烧灰渣的化学成分可知，其二氧化硅的含量较传统玻璃要低很多，而氧化钙含量较高，这种垃圾灰渣即使玻璃化之后其软化温度较高，无法满足泡沫玻璃发泡工艺的需求。如果根据传统的泡沫玻璃基础玻璃组分范围通过添加其它原料或重新熔制，则垃圾利用率大幅下降，同时重新熔制基础玻璃也会带来生产能耗大幅上升的问题。中国发明专利CN101274819B公开了一种医疗垃圾焚烧残渣制备泡沫玻璃的技术，其焚烧残渣的利用率20%左右，无法用于生活垃圾的大规模处置。同时来源于不同地方、不同时间的生活垃圾成分波动很大，也难以满足泡沫玻璃制品稳定生产的需求。

因此，如何解决生活垃圾成分波动、高温等离子体焚烧垃圾所得玻璃态垃圾渣软化温度与泡沫玻璃发泡工艺相适应等问题，是利用高温等离子体焚烧垃圾渣实现泡沫玻璃或微晶泡沫玻璃有效生产的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用高温等离子体焚烧垃圾渣制备微晶泡沫玻璃的成套技术，解决高温等离子体垃圾焚烧技术实际应用中的玻璃态垃圾渣资源化再利用的问题。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种利用生活垃圾制备有机物干料及无机物配合料的方法，以生活垃圾固态废弃物为主体原料，首先经除铁，并通过分拣分离出有机物垃圾和无机物垃圾；所述有机物垃圾经过翻垛均化、干燥工序获得有机物干料；所述无机物垃圾经过粗碎、均化、制砂工序后获得无机物粒料，所述无机物粒料经过配合料制备获得无机物配合料。

进一步，所述无机物垃圾经过粗碎、均化、制砂工序后获得的无机物粒料的粒径在1毫米以下。

所述配合料制备中，是将通过生活垃圾预处理工艺所得的无机物粒料，经二次混合均化、化学成分检测，添加含有氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化钠、氧化硼其中之一或几种原料，配制成固定化学组成的无机物配合料。

按重量计，所述无机物配合料中含有：无机物粒料55～82份、石英砂或砂岩4～32份、长石0～18份、石灰石0～6份、纯碱或芒硝或烧碱3～16份、硼砂或硼酸1～4份；优选的，进而在无机物配合料中按无机物配合料:煤粉为100:20～40的质量比加入煤粉并混合均匀，压制成配合料块。

一种采用上述的有机物干料及无机物配合料制备玻璃材料的方法，在生活垃圾预处理均化工艺中分别通过对分拣分离出的有机物垃圾翻垛均化、粗碎后的无机物垃圾均化以保证其化学成分波动控制在±10%以内，制砂后的无机物粒料二次混合均化以保证其化学成分波动控制在±3%以内，实现无机物粒料化学组成的均匀化；

优选的，同时在每次配料前均对所用无机物粒料进行化学成分分析，并根据玻璃材料的化学成分要求进行配料，以保证无机物配合料及经高温等离子体焚化所得的玻璃态垃圾渣化学成分波动范围在±1%以内。

一种采用上述的有机物干料及无机物配合料制备微晶泡沫玻璃材料的方法，将有机物干料及无机物配合料投入等离子体焚烧炉进行高温等离子体焚烧，经高温等离子体焚烧所得的液态垃圾渣通过水淬得到玻璃态垃圾渣，再经过泡沫玻璃发泡步骤获得微晶泡沫玻璃材料。

所述高温等离子体焚烧步骤，其液态垃圾渣流态床温度为1600～1800℃，排渣口温度为1500～1700℃；优选的，或者：

根据多元硅酸盐系统的低共熔区域特点，将玻璃态垃圾渣的化学组成点控制在多元硅酸盐系统相图的低共熔点或液相线附近，以降低玻璃态垃圾渣的低共熔温度；优选的，进一步，则通过引入1～4%质量百分含量的氧化硼使其软化温度降至适宜发泡温度范围，并降低发泡温度对玻璃态垃圾渣化学成分波动的敏感性，以满足泡沫玻璃发泡工艺要求。

所述玻璃态垃圾渣中，含有氧化物的质量百分含量控制范围为：SiO₂42～50%、Al₂O₃8～13%、CaO12～21%、Na₂O5～16%、B₂O₃1～4%；优选的，进一步，无机物配合料的具体化学组成根据泡沫玻璃发泡温度要求进行调整，在发泡过程中可自发析出分布均匀的棒状微晶体；优选的，稳定生产时无机物配合料中各氧化物质量百分含量的允许波动范围为±1%；

优选的，进一步，在生活垃圾预处理均化工艺中分别通过对分拣分离出的有机物垃圾翻垛均化、粗碎后的无机物垃圾均化以保证其化学成分波动控制在±10%以内，制砂后的无机物粒料二次混合均化以保证其化学成分波动控制在±3%以内，实现无机物粒料化学组成的均匀化；

优选的，进一步，在每次配料前均对所用无机物粒料进行化学成分分析，并根据泡沫玻璃用基础玻璃粉料的化学成分要求进行配料，以保证经高温等离子体焚烧所得的玻璃态垃圾渣化学成分波动范围在±1%以内；优选的，同时在泡沫玻璃用基础玻璃化学组成设计时优选玻璃软化温度对化学组成波动较不敏感的区域，当玻璃态垃圾渣化学成分波动范围在±1%以内时，玻璃软化温度波动范围在±5℃以内、微晶泡沫玻璃表观密度波动在±15%以内，以满足微晶泡沫玻璃稳定生产的需求。

所述泡沫玻璃发泡步骤中，玻璃态垃圾渣经粉碎制得泡沫玻璃用基础玻璃粉料，并经添加发泡剂与添加剂、混合、装模压实、发泡、退火、切割，得到微晶泡沫玻璃材料。

所述基础玻璃粉料的粒度为120～260目；所述的发泡剂为C粉、CaCO₃粉中的一种或一种以上，其质量百分含量为基础玻璃粉料的0.5～3%；添加剂为硼酸、磷酸钠、三氧化二锑中的一种或一种以上，其质量百分含量为基础玻璃粉料的0～2%；发泡温度为800～980℃，发泡时间10～60min。

更进一步而言，通过生活垃圾高温等离子体焚烧之前添加所需物料，调控焚烧后产生的玻璃态渣的化学组成，以满足泡沫玻璃发泡过程中对基础玻璃软化温度以及微晶体析出的需求，生活垃圾焚烧与基础玻璃组成调控相结合的一次性等离子体焚烧熔融工艺可大幅降低生产能耗；通过生活垃圾预处理均化工艺中的多种均化工序设置、以及每次配料前对生活垃圾中无机物粒料进行化学组分检测与添加物料配料调控相结合的配合料制备工艺等手段，获得化学组成均匀性满足微晶泡沫玻璃生产要求的生活垃圾配合料块，并满足微晶泡沫玻璃产品稳定生产的要求。

其制备方法包括如下步骤：

一种利用高温等离子体焚烧垃圾渣制备微晶泡沫玻璃的方法，包含生活垃圾预处理均化、无机物配合料制备、高温等离子体焚烧、泡沫玻璃发泡等工艺步骤。

在生活垃圾预处理均化工艺中，生活垃圾首先经除铁，并通过分拣分离出有机物垃圾和无机物垃圾；有机物垃圾经过翻垛均化、干燥工序获得有机物干料，无机物垃圾经过粗碎、均化、制砂工序获得粒径在1毫米以下的无机物粒料。有机物干料和无机物粒料分别置于相应料库或料仓中，预处理均化过程中的均化工序可保证有机物干料和无机物粒料的化学成分波动控制在±10%以内。制砂工序中的粒径控制可在兼顾生活垃圾组成特点及制砂成本的前提下，保证无机物粒料在二次混合均化后，其化学成分波动控制在±3%以内，可初步满足无机物配合料制备的工艺要求。

在无机物配合料制备工艺中，通过预处理工艺所得的无机物粒料，经过二次混合均化成为化学成分相对均匀的原料，在配料前经化学成分检测，并根据泡沫玻璃用基础玻璃粉料的化学成分要求添加含有氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化钠、氧化硼其中之一或几种的化工或矿物原料，配制成固定化学组成的无机物配合料。按重量计，无机物配合料中含有：无机物粒料55～82份、石英砂或砂岩4～32份、长石0～18份、石灰石0～6份、纯碱或芒硝或烧碱3～16份、硼砂或硼酸1～4份。配料前化学成分检测工序设置的目的是考虑到二次混合均化后的无机物粒料化学成分波动仍然偏大，通过对每付配料中的无机物粒料进行检测并按需配料，以保证无机物配合料中的化学成分波动在±1%以内。

与此同时，在无机物配合料中按无机物配合料:煤粉为100:20～40的质量比加入煤粉并混合均匀，压制成配合料块，对所述配合料块的形状没有限定，可以采用球状或其它形状。煤粉加入的目的在于在等离子体焚烧过程中提供补充的燃料，保证等离子体焚烧炉维持足够的温度以满足有机物完全气化、无机物玻璃化的要求。在无机物配合料中直接加入煤粉的目的则在于保证焚烧所得玻璃态垃圾渣的化学成分均匀，同时减少粉煤灰飞灰的产生。

在高温等离子体焚烧工艺中，通过投料机向等离子体焚烧炉加入配合料块，同时加入生活垃圾预处理工艺中所得的有机物干料，进行高温焚烧，等离子体焚烧炉中的液态垃圾渣流态床温度为1600～1800℃，排渣口温度为1500～1700℃，经高温等离子体焚烧所得的液态垃圾渣通过水淬得到玻璃态垃圾渣。

为了满足泡沫玻璃发泡工艺及微晶体析出的要求，同时兼顾生活垃圾的化学成分特点，要求经高温等离子体焚烧所得的玻璃态垃圾渣中，含有氧化物的质量百分含量控制范围为：SiO₂42～50%、Al₂O₃8～13%、CaO12～21%、Na₂O5～16%、B₂O₃1～4%，该化学组分由无机物配合料、煤粉、有机物干料经高温等离子焚烧后残留的固态残留物综合而得。当无机物配合料中源自于生活垃圾的无机物粒料质量占比为55～82%，且配合料块中无机物配合料:煤粉质量比为100:20～40时，利用液态垃圾渣流态床温度为1600～1800℃、排渣口温度为1500～1700℃的等离子体焚烧炉可以焚烧获得微晶泡沫玻璃发泡要求的玻璃态垃圾渣。无机物配合料的具体化学组成根据泡沫玻璃发泡温度要求进行调整，当微晶泡沫玻璃的发泡温度适当提高时，配合料中SiO₂质量百分含量可有所减少、或无机物粒料添加量有所增加，配合料中Al₂O₃、CaO质量百分含量的升高、或Na₂O含量的较低也会导致发泡温度有所提高，当这些化学成分的含量变化2～4个百分点时，微晶泡沫玻璃的发泡温度可变化数十度。因此稳定生产时无机物配合料中各氧化物质量百分含量的允许波动范围为±1%。

在泡沫玻璃发泡工艺中，玻璃态垃圾渣经粉碎制得泡沫玻璃用基础玻璃粉料，基础玻璃粉料的控制粒度为120～260目。

在泡沫玻璃用基础玻璃粉料中加入C粉、CaCO₃粉中的一种或一种以上为发泡剂，这种C粉可以是碳粉、石墨粉、煤粉、炭黑等富含C原料粉体中的一种或几种，CaCO₃粉可以是碳酸钙粉、石灰石粉、方解石粉、大理石粉等富含CaCO₃原料粉体中的一种或几种，其质量百分含量为基础玻璃粉料的0.5～3%。同时可根据需要加入硼酸、磷酸钠、三氧化二锑中的一种或一种以上作为添加剂，其质量百分含量为基础玻璃粉料的0～2%。经混合均匀，装模，装模过程中优选对配合粉料压实，并置于发泡窑中发泡，发泡温度为800～980℃，发泡时间10～60min，发泡过程中基础玻璃自发析出分布均匀的微晶体；经退火、切割后得到微晶泡沫玻璃材料。

泡沫玻璃的发泡工艺条件与基础玻璃粉料的软化温度、发泡剂的分解或氧化温度密切相关，只有当基础玻璃粉料的软化温度与发泡剂的分解或氧化温度相匹配时才能获得性能优良的泡沫玻璃材料。而玻璃的软化温度与其化学组成有关，因而泡沫玻璃基础玻璃化学组分的调节成为泡沫玻璃成功制备的一个关键。在本发明中，由于生活垃圾的化学成分中氧化硅含量较低、而氧化钙、氧化铝含量较高，如直接经高温等离子体焚烧，所得的玻璃态垃圾渣其软化温度可超过1100℃，难以与常规的发泡剂相匹配。为解决此问题，本发明一方面根据多元硅酸盐系统的低共熔区域特点，将玻璃态垃圾渣的化学组成点控制在多元硅酸盐系统相图的低共熔点或液相线附近，以降低玻璃态垃圾渣的低共熔温度，另一方面则通过1～4%质量百分含量的氧化硼的引入使其软化温度降至适宜发泡温度范围，并降低发泡温度对玻璃态垃圾渣化学成分波动的敏感性，以满足泡沫玻璃发泡工艺要求。与此同时，通过对玻璃态垃圾渣的化学组成调整，控制其在发泡温度范围可析出适量的针状、棒状微晶体，以达到泡沫微晶玻璃制备的目的。与已有泡沫玻璃制备用基础玻璃化学成分报道相比，该玻璃态垃圾渣的化学成分的特点在于生活垃圾的利用量大，泡沫玻璃发泡时可自发析出分布均匀的棒状微晶体，且对化学成分波动的敏感性较小。

在微晶泡沫玻璃实际生产过程中，泡沫玻璃用基础玻璃粉料的化学组成均匀性是实现泡沫玻璃稳定生产的关键。但由于生活垃圾在收集过程中因来源地和来源时间的不同，其成分波动很大，成为垃圾资源再利用的一个瓶颈。在本发明中，在生活垃圾预处理均化工艺中分别通过对分拣分离出的有机物垃圾翻垛均化、粗碎后的无机物垃圾均化以保证其化学成分波动控制在±10%以内，制砂后的无机物粒料二次混合均化以保证其化学成分波动控制在±3%以内，基本实现无机物粒料化学组成的均匀化，同时在每次配料前均对所用无机物粒料进行化学成分分析，并根据泡沫玻璃用基础玻璃粉料的化学成分要求进行配料，以保证无机物配合料及经高温等离子体焚化所得的玻璃态垃圾渣化学成分波动范围在±1%以内。这种高温等离子体焚烧玻璃态垃圾渣的化学成分波动控制方法也可应用于利用生活垃圾焚烧渣生产其它玻璃制品中。同时在泡沫玻璃用基础玻璃化学组成设计时优选玻璃软化温度对化学组成波动较不敏感的区域，当玻璃态垃圾渣化学成分波动范围在±1%以内时，玻璃软化温度波动范围在±5℃以内、微晶泡沫玻璃表观密度波动在±15%以内，以满足微晶泡沫玻璃稳定生产的需求。

由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

在本发明中，在利用生活垃圾高温等离子体焚烧渣制备微晶泡沫玻璃时，生活垃圾的有效利用率可达55%以上，通过多项均化工序与基础玻璃粉料化学组成优化相结合的方式可解决生活垃圾化学组分波动对微晶泡沫玻璃稳定生产的影响，可实现对生活垃圾再生资源的有效利用。另一方面，发泡过程中自发形成的棒状微晶体均匀分布于泡沫玻璃中，大幅提高了材料的机械强度。

附图说明

图1为本发明利用高温等离子体焚烧垃圾渣制备微晶泡沫玻璃的工艺流程图。

图2为本发明实施例所获得的微晶泡沫玻璃中气孔结构的光学显微镜照片。

图3为本发明实施例所获得的微晶泡沫玻璃中微晶体的扫描电镜照片。

具体实施方式

生活垃圾首先经过除铁、分拣分离获得有机物垃圾和无机物垃圾；有机物垃圾经过翻垛均化、干燥工序获得有机物干料；无机物垃圾经过粗碎、均化、制砂工序获得粒径在1毫米以下的无机物粒料。无机物粒料经二次混合均化，并在每次配料前均经化学成分检测，根据泡沫玻璃用基础玻璃粉料化学成分要求添加石英砂或砂岩、长石、石灰石、纯碱或芒硝或烧碱、硼砂或硼酸等原料，配制成固定化学组分的无机物配合料，并加入煤粉混合均匀，压制成配合料块。

配合料块和有机物干粉进入高温等离子体焚烧炉焚烧，经水淬、粉碎后得到泡沫玻璃用基础玻璃粉料，进而加入发泡剂和添加剂，经混合均匀后，装模并压实，置于发泡窑中发泡，并经退火、切割后得到微晶泡沫玻璃材料。

表1为一些利用高温等离子体焚烧垃圾渣制备微晶泡沫玻璃的配方、工艺参数和性能指标。

实施例1

根据表1中的配方，按质量百分比为：55%生活垃圾无机物粒料、32%砂岩、3%石灰石、9%烧碱、1%硼酸制成无机物配合料，进而按无机物配合料:煤粉为100:40的质量比加入煤粉、混合均匀并压块，与有机物干料一起投入等离子体焚烧炉中进行高温等离子体焚烧，焚烧炉中液态垃圾渣流态床温度为1600℃，排渣口温度为1500℃，液态垃圾渣经水淬、粉碎后加入3%C粉、1%Na₃PO₄混合均匀，装模压实后在800℃下发泡60min，经退火后得到的微晶泡沫玻璃，其表观密度为0.49g/cm³，抗压强度为5.05MPa。

实施例2

根据表1中的配方，按质量百分比为：62%生活垃圾无机物粒料、14%石英砂、6%石灰石、16%纯碱、2%硼酸制成无机物配合料，进而按无机物配合料:煤粉为100:34的质量比加入煤粉、混合均匀并压块，与有机物干料一起投入等离子体焚烧炉中进行高温等离子体焚烧，焚烧炉中液态垃圾渣流态床温度为1680℃，排渣口温度为1560℃，液态垃圾渣经水淬、粉碎后加入1%CaCO₃粉、0.5%H₃BO₃混合均匀，装模压实后在920℃下发泡20min，经退火后得到的微晶泡沫玻璃，其表观密度为0.27g/cm³，抗压强度为2.60MPa。

实施例3

根据表1中的配方，按质量百分比为：65%生活垃圾无机物粒料、4%砂岩、18%长石、10%芒硝、3%硼砂制成无机物配合料，进而按无机物配合料:煤粉为100:30的质量比加入煤粉、混合均匀并压块，与有机物干料一起投入等离子体焚烧炉中进行高温等离子体焚烧，焚烧炉中液态垃圾渣流态床温度为1700℃，排渣口温度为1600℃，液态垃圾渣经水淬、粉碎后加入0.5%CaCO₃粉混合均匀，装模压实后在920℃下发泡30min，经退火后得到的微晶泡沫玻璃，其表观密度为0.52g/cm³，抗压强度为6.35MPa。

实施例4

根据表1中的配方，按质量百分比为：75%生活垃圾无机物粒料、12%砂岩、8%长石、4%芒硝、1%硼酸制成无机物配合料，进而按无机物配合料:煤粉为100:26的质量比加入煤粉、混合均匀并压块，与有机物干料一起投入等离子体焚烧炉中进行高温等离子体焚烧，焚烧炉中液态垃圾渣流态床温度为1740℃，排渣口温度为1650℃，液态垃圾渣经水淬、粉碎后加入2.5%C粉、1%Sb₂O₃粉混合均匀，装模压实后在950℃下发泡10min，经退火后得到的微晶泡沫玻璃，其表观密度为0.16g/cm³，抗压强度为0.44MPa。

实施例5

根据表1中的配方，按质量百分比为：82%生活垃圾无机物粒料、7%石英砂、2%长石、2%石灰石、3%烧碱、4%硼砂制成无机物配合料，进而按无机物配合料:煤粉为100:20的质量比加入煤粉、混合均匀并压块，与有机物干料一起投入等离子体焚烧炉中进行高温等离子体焚烧，焚烧炉中液态垃圾渣流态床温度为1800℃，排渣口温度为1700℃，液态垃圾渣经水淬、粉碎后加入2%CaCO₃粉混合均匀，装模压实后在980℃下发泡30min，经退火后得到的微晶泡沫玻璃，其表观密度为0.54g/cm³，抗压强度为3.86MPa。

表1

在本发明中，通过与生活垃圾化学成分范围及其波动特性相适应的基础玻璃化学组成设计及制备工艺优化，不仅可实现生活垃圾资源的高效利用，同时这种玻璃在发泡过程中可以自发形成尺寸数微米的棒状微晶，使得泡沫玻璃的机械强度较传统泡沫玻璃得到大幅上升，综合品质优良。其中图2为实施例2所得微晶泡沫玻璃中气孔结构的光学显微镜照片，可见泡沫玻璃中气孔及其尺寸分布均匀。图3为实施例2所得微晶泡沫玻璃中析出微晶体的扫描电镜照片，可见泡沫玻璃中析出了直径约200纳米、长约1微米的棒状辉石类晶体，对泡沫玻璃进行了有效机械增强。

在本发明中，所采用的高温等离子体焚烧玻璃态垃圾渣的化学成分波动控制方法也可应用于利用生活垃圾焚烧渣生产其它玻璃制品中，其对高温等离子体焚烧玻璃态垃圾渣的化学成分波动控制范围根据具体玻璃制品性能要求有所不同。具体实施方式结合下列实施例进一步说明：

实施例6

在生活垃圾预处理均化工艺中通过对分拣分离出的有机物垃圾翻垛均化、粗碎后的无机物垃圾均化使其化学成分波动控制在±10%以内，并通过制砂后的无机物粒料二次混合均化使其化学成分波动控制在±3%以内；均化后的无机物粒料经配料、高温等离子体焚化、浇注成型获得化学成分波动在±3%以内的黑色耐磨、耐化学腐蚀玻璃板材。

实施例7

在生活垃圾预处理均化工艺中通过对分拣分离出的有机物垃圾翻垛均化、粗碎后的无机物垃圾均化使其化学成分波动控制在±10%以内，并通过制砂后的无机物粒料二次混合均化使其化学成分波动控制在±3%以内；进而在每次配料前均对所用无机物粒料进行化学成分分析，并根据玻璃棉的化学成分要求进行配料，使无机物配合料的化学成分波动范围在±1%以内；再经高温等离子体焚化、喷棉成型获得化学成分波动在±1%以内的玻璃棉。

实施例8

在生活垃圾预处理均化工艺中通过对分拣分离出的有机物垃圾翻垛均化、粗碎后的无机物垃圾均化使其化学成分波动控制在±8%以内，并通过制砂后的无机物粒料二次混合均化使其化学成分波动控制在±2%以内；进而在每次配料前均对所用无机物粒料进行化学成分分析，并根据微晶玻璃的化学成分要求进行配料，使无机物配合料的化学成分波动范围在±0.5%以内；再经高温等离子体焚化、压延成型、热处理获得化学成分波动在±0.5%以内的高强微晶玻璃板材。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种采用有机物干料及无机物配合料制备微晶泡沫玻璃材料的方法，其特征在于：将有机物干料及无机物配合料投入等离子体焚烧炉进行高温等离子体焚烧，经高温等离子体焚烧所得的液态垃圾渣通过水淬得到玻璃态垃圾渣，再经过泡沫玻璃发泡步骤获得微晶泡沫玻璃材料；

以生活垃圾固态废弃物为主体原料，首先经除铁，并通过分拣分离出有机物垃圾和无机物垃圾；所述有机物垃圾经过翻垛均化、干燥工序获得有机物干料；所述无机物垃圾经过粗碎、均化、制砂工序后获得无机物粒料，所述无机物粒料经过配合料制备获得无机物配合料；

所述配合料制备中，是将通过生活垃圾预处理工艺所得的无机物粒料，经二次混合均化、化学成分检测，添加含有氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化钠、氧化硼其中之一或几种原料，配制成固定化学组成的无机物配合料；

按重量计，所述无机物配合料中含有：无机物粒料55～82份、石英砂或砂岩4～32份、长石0～18份、石灰石0～6份、纯碱或芒硝或烧碱3～16份、硼砂或硼酸1～4份；

在无机物配合料中按无机物配合料:煤粉为100:(20～40)的质量比加入煤粉并混合均匀，压制成配合料块；

所述高温等离子体焚烧步骤，其液态垃圾渣流态床温度为1600～1800℃，排渣口温度为1500～1700℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述无机物垃圾经过粗碎、均化、制砂工序后获得的无机物粒料的粒径在1毫米以下。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在生活垃圾预处理均化工艺中分别通过对分拣分离出的有机物垃圾翻垛均化、粗碎后的无机物垃圾均化以保证其化学成分波动控制在±10％以内，制砂后的无机物粒料二次混合均化以保证其化学成分波动控制在±3％以内，实现无机物粒料化学组成的均匀化。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在每次配料前均对所用无机物粒料进行化学成分分析，并根据玻璃材料的化学成分要求进行配料，以保证无机物配合料及经高温等离子体焚化所得的玻璃态垃圾渣化学成分波动范围在±1％以内。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据多元硅酸盐系统的低共熔区域特点，将玻璃态垃圾渣的化学组成点控制在多元硅酸盐系统相图的低共熔点或液相线附近，以降低玻璃态垃圾渣的低共熔温度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过引入1～4％质量百分含量的氧化硼使其软化温度降至适宜发泡温度范围，并降低发泡温度对玻璃态垃圾渣化学成分波动的敏感性，以满足泡沫玻璃发泡工艺要求。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述玻璃态垃圾渣中，含有氧化物的质量百分含量控制范围为：SiO₂42～50％、Al₂O₃8～13％、CaO12～21％、Na₂O5～16％、B₂O₃1～4％。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：无机物配合料的具体化学组成根据泡沫玻璃发泡温度要求进行调整，在发泡过程中自发析出分布均匀的棒状微晶体。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：稳定生产时无机物配合料中各氧化物质量百分含量的允许波动范围为±1％。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在泡沫玻璃用基础玻璃化学组成设计时选用玻璃软化温度对化学组成波动较不敏感的区域，当玻璃态垃圾渣化学成分波动范围在±1％以内时，玻璃软化温度波动范围在±5℃以内、微晶泡沫玻璃表观密度波动在±15％以内，以满足微晶泡沫玻璃稳定生产的需求。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述泡沫玻璃发泡步骤中，玻璃态垃圾渣经粉碎制得泡沫玻璃用基础玻璃粉料，并经添加发泡剂或添加剂、混合、装模压实、发泡、退火、切割，得到微晶泡沫玻璃材料。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述基础玻璃粉料的粒度为120～260目。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述的发泡剂为C粉、CaCO₃粉中的一种或一种以上，其质量百分含量为基础玻璃粉料的0.5～3％。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述添加剂为硼酸、磷酸钠、三氧化二锑中的一种或一种以上，其质量百分含量为基础玻璃粉料的0～2％。

15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述发泡温度为800～980℃，发泡时间10～60min。