CN104803705B - 一种固废焚烧废渣制备轻质墙板的方法 - Google Patents

一种固废焚烧废渣制备轻质墙板的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种固废焚烧废渣制备轻质墙板的方法。包括以下步骤：A、将炉渣先进行烘干冷却，筛分成为废粉；B、飞灰和废粉混合均匀，混合后的物料称为废料；C、向反应器中加入废料，向废料中加入重金属稳定螯合剂水溶液，螯合稳定后的泥浆状即为废料基料A；D、向另一搅拌反应器中加入水泥、粉煤灰、聚丙烯纤维、稳泡剂，加入温水，搅拌后形成原料基料B；E、向原料基料B中加入废料基料A，搅拌均匀，即为混合基料C；F、向混合基料C中加入发泡剂，搅拌后，拆模即为墙板胚体；G、将墙板胚体放入养护室中，自然风干脱模即为轻质墙板。优点是：工艺简单、成本低，制备的轻质墙板其密度、养护强度、导热系数、吸水率等各项指标符合标准。

Description

一种固废焚烧废渣制备轻质墙板的方法
技术领域
本发明涉及一种固体焚烧废渣资源化利用处置方法，具体地说是一种固废焚烧废渣制备轻质墙板的方法。
背景技术
现有技术中使固体废弃物减量化、无害化的治理方法有：卫生填埋、集中焚烧、回收利用资源化等，焚烧处理因其自身独特的优势越来越被很多国家所采用，也是我国固废处置的重要手段，在焚烧过程中将产生大量炉渣、灰渣和飞灰等废渣，废渣的产量与固废的种类、焚烧条件、焚烧炉型及烟气处理工艺有关，一般约占被焚烧垃圾量的3％～5％。固废焚烧废渣包括焚烧炉底部炉渣、布袋除尘器排出的飞灰等，焚烧炉排出的炉渣为普通废物，可以直接使用；布袋除尘器排出的飞灰因含有重金属等有害物质属于危险废物，分析也表明固废焚烧废渣并不是化学惰性物质，其中有含有Cd、Pb、Zn、Cr等多种有害重金属和盐类，若处理不当将会造成重金属迁移，污染水体、土壤及空气。由于焚烧废渣中的重金属难于自然降解，对环境的影响十分严重，国际现有的环境法规将它归类为危险废物，如何安全有效地处置垃圾焚烧飞灰成为急需解决的环境和社会问题；目前固废焚烧废渣的处理主要是作为危险废物在有资质的危险废物填埋场安全填埋，不仅占用大量的土地，而且从长远考虑会造成环境的二次污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本低且能够进行稳定固化处理以满足资源化利用要求的固废焚烧废渣制备轻质墙板的方法。
为了解决上述技术问题，本发明的固废焚烧废渣制备轻质墙板的方法，包括以下步骤：
A、将炉渣先进行烘干冷却，然后经过500目的筛网进行筛分，粒径大于500目的废渣倒入球磨机中研磨至粒度小于500目，再与之前筛分出的粒径小于500的废渣混合均匀，成为废粉；
B、飞灰和废粉按照比例混合均匀，其中飞灰的质量比控制在1～0.5，废粉的比例0～0.5，两者按比例混合后的物料称为废料；
C、向带有搅拌器的反应器中加入废料，按照3～10:1的固液比向废料中加入浓度为0.5～3％的重金属稳定螯合剂水溶液，搅拌0.5～2h至试样呈现泥浆状，废料中的重金属离子与稳定螯合剂进行反应，生成难溶性的化合物，螯合稳定后的泥浆状即为废料基料A；
D、按照水泥50～70％、粉煤灰20～30％、聚丙烯纤维0.1～0.5％、稳泡剂1～2％的配比向另一搅拌反应器中加入以上物质，启动搅拌机，再加入30～40度的温水，温水的加入量占以上四种物质总量的10～25％，搅拌后形成原料基料B；
E、向原料基料B中加入废料基料A，废料基料A的加入量为原料基料B的10～20％，搅拌均匀，即为混合基料C；
F、向混合基料C中加入发泡剂，搅拌2～3s后，将浆料倒入模具中，将模具表面用塑料薄膜包裹好；静停8h～15h之后拆模即为墙板坯体；
G、将墙板坯体放入养护室中，在60～80度温度下养护5～10h；然后使养护室自然降温至室外温度，墙板坯体自然风干脱模即为轻质墙板。
步骤C中所使用的重金属稳定螯合剂为有机螯合剂，优选为含有二硫代氨基甲酸盐类螯合剂、二硫代磷酸铵盐类螯合剂。
步骤D中，搅拌时，首先搅拌1～2min，确保搅拌反应器中无搅拌不均匀的现象，然后继续搅拌3～5min，即为原料基料B。
将轻质墙板养护15～20天后对产品进行检测，其密度为150～200kg/m3，养护后强度≥0.3Mpa、导热系数≤0.065W/(m k)，吸水率在5％～10％。
对轻质墙板做浸出毒性实验测试：截取小块的轻质墙板，放入PH为6.8～7.2的水中，浸泡72h，每间隔2h取浸出液分析其中As、Zn、Pb、Cd的浓度，结果显示随着浸出时间的延长，浸出液中重金属的含量变化不大，均小于0.005mg/L。
本发明的优点在于：采用重金属稳定螯合剂使废渣中的有害成分得到稳定固化，使危险废物转化为普通废物，满足了资源化利用的要求；解决了固废焚烧产生的大量废渣处理问题，使废料得到了合理的再生利用，避免了安全填埋造成的土地浪费和二次污染，具有一定的环保意义，其工艺简单、成本低，制备的轻质墙板其密度、养护强度、导热系数、吸水率等各项指标符合市场产品标准。
附图说明
图1为本发明固废焚烧废渣制备轻质墙板的方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的固废焚烧废渣制备轻质墙板的方法作进一步详细说明。
如图所示，本发明的固废焚烧废渣制备轻质墙板的方法，包括以下步骤：
A、将炉渣先进行烘干冷却，然后经过500目的筛网进行筛分，粒径大于500目的废渣倒入球磨机中研磨至粒度小于500目，再与之前筛分出的粒径小于500的废渣混合均匀，成为废粉；
B、飞灰和废粉按照一定比例混合均匀，其中飞灰的质量比控制在1～0.5，废粉的比例0～0.5，两者按比例混合后的物料称为废料；所说的飞灰为布袋除尘器排出的飞灰；
C、向带有搅拌器的反应器中加入废料，按照3～10:1的固液比向废料中加入浓度为0.5～3％的重金属稳定螯合剂水溶液，搅拌0.5～2h至试样呈现泥浆状，废料中的重金属离子与稳定螯合剂进行反应，生成难溶性的化合物，螯合稳定后的泥浆状即为废料基料A；
D、按照水泥50～70％、粉煤灰20～30％、聚丙烯纤维0.1～0.5％、稳泡剂1～2％的配比向另一搅拌反应器中加入以上物质，启动搅拌机，再加入30～40度的温水，温水的加入量占以上四种物质总量的10～25％，搅拌后形成原料基料B；
搅拌时，首先搅拌1～2min，确保搅拌反应器中无搅拌不均匀的现象，然后继续搅拌3～5min，即为原料基料B。
E、向原料基料B中加入废料基料A，废料基料A的加入量为原料基料B的10～20％(质量比)，搅拌均匀，即为混合基料C；
F、向混合基料C中加入发泡剂，搅拌2～3s后，将浆料倒入模具中，将模具表面用塑料薄膜包裹好；防止水分蒸发太快造成表面出现裂痕；静停8h～15h之后拆模即为墙板坯体；
G、将墙板坯体放入养护室中，在60～80度温度下养护5～10h；然后使养护室自然降温至室外温度，墙板坯体自然风干脱模即为轻质墙板。
其中，步骤C中所使用的重金属稳定螯合剂为有机螯合剂，优选为含有二硫代氨基甲酸盐类螯合剂、二硫代磷酸铵盐类螯合剂。
需要说明的是，在本发明上述步骤之前，也就是在固废焚烧烟气处理时消石灰加入量的过量系数控制在50％左右，飞灰中过量的Ga(OH)2完全满足粉煤灰激发所需的激发剂的用量，所以该发明具体操作中无需另外加入粉煤灰激发剂。
将轻质墙板养护15～20天后对产品进行检测，其密度为150～200kg/m3，养护后强度≥0.3Mpa、导热系数≤0.065W/(m k)，吸水率在5％～10％。
对轻质墙板做浸出毒性实验测试：截取小块的轻质墙板，放入PH为6.8～7.2的水中，浸泡72h，每间隔2h取浸出液分析其中As、Zn、Pb、Cd的浓度，结果显示随着浸出时间的延长，浸出液中重金属的含量变化不大，均小于0.005mg/L，符合国家排放标准。
本发明结合以下优选参数对本发明做具体说明：
优选实例一：
(1)称取25kg炉渣进行烘干冷却，然后经过500目的筛网进行筛分，粒径大于500目的废渣倒入球磨机中研磨至粒度小于500目，再与之前筛分出的粒径小于500的废渣混合均匀，成为废粉；
(2)称取50kg的飞灰与废粉混合均匀，两者混合后的物料称为废料。
(3)将制备好的废料加入带有搅拌器的反应器中，再加入浓度为2％的含有二硫代氨基甲酸盐螯合剂水溶液15kg，搅拌1h试样呈现泥浆状，废料中的重金属离子与稳定螯合剂进行反应，生成难溶性的化合物，螯合稳定后的泥浆状得到废料基料A。
(4)称取水泥300kg、粉煤灰100kg、聚丙烯纤维1.5kg、稳泡剂7.5kg加入另一搅拌反应器中，启动搅拌机，再慢慢加入35度的温水91kg，搅拌1min后反应器中无搅拌不均匀的现象，然后继续搅拌3min，得原料基料B。
(5)向原料基料B中加入废料基料A，搅拌均匀，得到混合基料C。
(6)向混合基料C中加入发泡剂，搅拌2s后，立即将浆料倒入模具中，将模具表面用塑料薄膜包裹好，防止水分蒸发太快造成表面出现裂痕。静停8h后拆模得到墙板坯体。将墙板坯体放入养护室中，在70度温度下养护10h。然后使养护室自然降温至室外温度，坯体自然风干脱模即得到轻质墙板。
(7)养护18天后对产品进行检测，其密度为168kg/m3，养护后强度为0.39Mpa、导热系数为0.061W/(m k)，吸水率在6.7％。
(8)浸出毒性实验测试：截取小块的轻质墙板，放入PH为自来水中，浸泡72h，取浸出液分析其中As、Zn、Pb、Cd的浓度，均小于0.005mg/L。
优选实例二：
(1)称取20kg炉渣进行烘干冷却，然后经过500目的筛网进行筛分，粒径大于500目的废渣倒入球磨机中研磨至粒度小于500目，再与之前筛分出的粒径小于500的废渣混合均匀，成为废粉；
(2)称取80kg的飞灰与废粉混合均匀，两者混合后的物料称为废料。
(3)将制备好的废料加入带有搅拌器的反应器中，再加入浓度为1％的含有二硫代磷酸铵盐类螯合剂水溶液10kg，搅拌0.5h试样呈现泥浆状，废料中的重金属离子与稳定螯合剂进行反应，生成难溶性的化合物，螯合稳定后的泥浆状得到废料基料A。
(4)称取水泥250kg、粉煤灰150kg、聚丙烯纤维2.5kg、稳泡剂5kg加入另一搅拌反应器中，启动搅拌机，再慢慢加入30度的温水92.5kg，搅拌1min后反应器中无搅拌不均匀的现象，然后继续搅拌5min，得原料基料B。
(5)向原料基料B中加入废料基料A，搅拌均匀，得到混合基料C。
(6)向混合基料C中加入发泡剂，搅拌3s后，立即将浆料倒入模具中，将模具表面用塑料薄膜包裹好，防止水分蒸发太快造成表面出现裂痕；静停10h后拆模得到墙板坯体。将墙板坯体放入养护室中，在65度温度下养护8h。然后使养护室自然降温至室外温度，坯体自然风干脱模即得到轻质墙板。
(7)养护25天后对产品进行检测，其密度为196kg/m3，养护后强度为0.41Mpa、导热系数为0.054W/(m k)，吸水率在5.3％。
(8)浸出毒性实验测试：截取小块的轻质墙板，放入PH为自来水中，浸泡72h，取浸出液分析其中As、Zn、Pb、Cd的浓度，均小于0.005mg/L。

Claims (4)

1.一种固废焚烧废渣制备轻质墙板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将炉渣先进行烘干冷却，然后经过500目的筛网进行筛分，粒径大于500目的废渣倒入球磨机中研磨至粒度小于500目，再与之前筛分出的粒径小于500目的废渣混合均匀，成为废粉；
B、飞灰和废粉按照比例混合均匀，其中飞灰的质量比控制在1～0.5，废粉的比例0～0.5，两者按比例混合后的物料称为废料；
C、向带有搅拌器的反应器中加入废料，按照3～10:1的固液比向废料中加入浓度为0.5～3％的重金属稳定螯合剂水溶液，搅拌0.5～2h至试样呈现泥浆状，废料中的重金属离子与稳定螯合剂进行反应，生成难溶性的化合物，螯合稳定后的泥浆状即为废料基料A；
D、按照水泥50～70％、粉煤灰20～30％、聚丙烯纤维0.1～0.5％、稳泡剂1～2％的配比向另一搅拌反应器中加入以上物质，启动搅拌机，再加入30～40度的温水，温水的加入量占以上四种物质总量的10～25％，搅拌后形成原料基料B；
E、向原料基料B中加入废料基料A，废料基料A的加入量为原料基料B的10～20％，搅拌均匀，即为混合基料C；
F、向混合基料C中加入发泡剂，搅拌2～3s后，将浆料倒入模具中，将模具表面用塑料薄膜包裹好；静停8h～15h之后拆模即为墙板坯体；
G、将墙板坯体放入养护室中，在60～80度温度下养护5～10h；然后使养护室自然降温至室外温度，墙板坯体自然风干脱模即为轻质墙板。
2.按照权利要求1所述的固废焚烧废渣制备轻质墙板的方法，其特征在于：步骤C中所使用的重金属稳定螯合剂为有机螯合剂。
3.按照权利要求2所述的固废焚烧废渣制备轻质墙板的方法，其特征在于：所述有机螯合剂为含有二硫代氨基甲酸盐类螯合剂、二硫代磷酸铵盐类螯合剂。
4.按照权利要求1所述的固废焚烧废渣制备轻质墙板的方法，其特征在于：步骤D中，搅拌时，首先搅拌1～2min，确保搅拌反应器中无搅拌不均匀的现象，然后继续搅拌3～5min，即为原料基料B。
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