CN108083755B - 利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,包括:球磨工序、水洗工序、调质工序、制浆工序、养护工序、成型使用等几个工序。本发明通过机械能破坏二噁英、水洗去氯、土聚凝胶固化稳定化重金属三个技术处理方式,对飞灰这一危险废物进行了建材资源化利用,提升了飞灰建材利用的环境安全性,降低了飞灰建材利用的人体健康风险,并提高了飞灰建材利用的强度水平。该技术产生的建材强度一般可以达到15MPa以上,可用于人居环境的墙体、地面等的搭建和铺设。
Description
技术领域
本发明涉及危险废物建材资源化利用领域,尤其涉及一种利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法。
背景技术
生活垃圾焚烧飞灰(以下简称飞灰)是指在烟气净化系统和热回收利用系统(如节热器、余热锅炉等)中收集而得的残余物。由于焚烧过程中重金属的挥发和迁移,使飞灰中富集了大量重金属,如Hg、Pb、Cd、Cu、Cr、Zn、Ni等。在现有文献报道中,我国飞灰中,Zn最高可达17000mg/kg,Cu最高可达12000mg/kg,Pb最高可达30000mg/kg,Cd最高可达5000mg/kg,Cr最高可达3500mg/kg,Ni最高可达1500mg/kg。重金属一旦进入人体将很难排出体外,富集到一定程度,会直接伤害人的神经系统、消化系统、生殖系统、免疫系统和骨骼,引起人体酶活性降低、语言及运动障碍、肝肾损害、骨质流失、致癌、致畸、致突变、神经衰弱、贫血、甚至死亡。同样,在焚烧过程中产生的二噁英类物质(简称二噁英)也会大量富集于飞灰中,二噁英的致死剂量极低,以2,3,7,8-TCDD为例,其毒性要比氢氰酸强10000倍以上。1988年世界卫生组织规定二噁英的日容许摄入量应低于1~4pg/kg体重。二噁英会损坏生物体的免疫系统、生殖系统、消化系统,并直接导致遗传功能改变、恶性肿瘤等。而在我国生活垃圾焚烧飞灰中,二噁英含量一般为400-600ng-TEQ/kg。由此,飞灰因含有高毒性可浸出的重金属和高毒性当量的二噁英类物质(简称二噁英),早在2008年被列入《国家危险废物名录》,并仍出现在2016年版的《国家危险废物名录》,属危险工业固体废物。
近年来,我国生活垃圾焚烧发电得到快速发展。截止2015年底,全国已建成生活垃圾焚烧厂219座,年处理垃圾量8000万吨。焚烧技术发展的同时,也带来了每年近500万吨飞灰,占我国每年各类危险废物产生总量的近12%。
目前,飞灰这一危险工业固体废物的主要处理方式是固化稳定化后进行填埋。虽然2016年版的《国家危险废物名录》对稳定化后的飞灰进入生活垃圾填埋场实施了豁免管理,但是在垃圾围城的现状下,填埋只是权宜之计。而在我国,一般工业固体废物的主要去向是进行再利用,由于工业固废富含Si、Al、Ca等元素,所以建材生产行业是工业固废的最大消纳和利用行业。依据中国环保产业协会的统计,2013年,我国43%的尾矿、68%的煤矸石、93%的粉煤灰、绝大部分的钢铁冶炼渣都用于建材生产、筑路等方面。而飞灰这一危险工业固体废物的主要元素亦为Si、Al、Fe、Mg、Ca、K、Na和Cl,SiO2、A12O3、CaO、Fe2O3、Na2O、K2O在飞灰中普遍存在,SiO2含量6.35~35.5%,A12O3含量0.92~13.7%,Fe2O3含量0.63~10.5%,CaO含量16.6~45.4%,MgO、Na2O、K2O各占1%~5%。这样的元素组成,为飞灰的建材资源化提供了必要的物质基础。但由于飞灰中二噁英和重金属的存在,如何既能通过建材进行资源化利用,又避免对人居环境造成不利影响是飞灰建材资源化利用需要解决的问题。
发明内容
基于现有技术所存在的问题,本发明的目的是提供一种利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,能提升飞灰建材利用的环境安全性,降低飞灰建材利用的人体健康风险,并提高飞灰建材利用的强度水平。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
本发明实施方式提供一种利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,包括:
步骤1,球磨工序:采用球磨机对作为原料的干飞灰直接进行球磨,通过球磨的机械能破坏飞灰中的二噁英;
步骤2,水洗工序:采用单级水洗或多级水洗对步骤1球磨后的飞灰进行水洗脱出氯盐;
步骤3,调质工序:向步骤2水洗后的飞灰中添加提高水洗后飞灰土聚反应活性的富含活性Si、Al的介稳态物料和水,制成调质物料;
步骤4,制浆工序:将水和土聚反应激活剂与步骤3调质后制成的调质物料混合搅拌均质制成浆料;
步骤5,养护工序:将步骤4制成的浆料置入建材模具后在设定环境中养护,待土聚凝胶发育成型,即制得能作为人居用建材的砖块。
由上述本发明提供的技术方案可以看出,本发明实施例提供的利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,其有益效果为:
通过球磨工序、水洗工序、调质工序、制浆工序和养护工序的配合,通过机械能破坏二噁英、水洗去氯、土聚凝胶固化稳定化重金属三个工序,提升了飞灰建材利用的环境安全性,降低了飞灰建材利用的人体健康风险,并提高了飞灰建材利用的强度水平。该方法工艺可靠,设备简易,原理简单,制得的建材产品安全,可安全、高效的利用不同地区、不同炉型的生活垃圾焚烧飞灰,为飞灰的人居建材资源化利用提供了一条新途径。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法流程图。
具体实施方式
下面结合本发明的具体内容,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
参见图1,本发明实施例提供一种利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,包括:
步骤1,球磨工序:采用球磨机对作为原料的干飞灰直接进行球磨,通过球磨的机械能破坏飞灰中的二噁英;
步骤2,水洗工序:采用单级水洗或多级水洗对步骤1球磨后的飞灰进行水洗脱出氯盐;
步骤3,调质工序:向步骤2水洗后的飞灰中添加提高水洗后飞灰土聚反应活性的富含活性Si、Al的介稳态物料和水,制成调质物料;
步骤4,制浆工序:将水和土聚反应激活剂与步骤3调质后制成的调质物料混合搅拌均质制成浆料;
步骤5,养护工序:将步骤4制成的浆料置入建材模具后在设定环境中养护,待土聚凝胶发育成型,即制得能作为人居用建材的砖块。
上述方法还包括:步骤6,成型使用:步骤5的养护结束后,砖块强度达到15MPa以上,用于人居环境的墙体、地面的搭建和铺设。
上述方法步骤1的球磨工序中,飞灰采用不锈钢球的球磨机进行球磨,球磨时间为8h,不加助剂,飞灰填充率为35%。通过球磨利用机械能破坏飞灰中的二噁英,将建材中二噁英控制在<10ng TEQ/kg,同时飞灰中因焚烧烟气除酸工艺而含有大量CaO(30%~40%),这些CaO足以吸收二噁英分解后的Cl元素,保证二噁英脱氯过程不可逆。
上述方法步骤2的水洗工序中,水温为25~30℃,水与飞灰的质量比为4:1,对飞灰进行单级水洗或多级水洗的水洗时间不低于15min;
通过膜蒸发组件对洗灰水进行再生处理,将膜蒸发组件膜上的氯盐不饱和水回用于水洗处理,收集膜蒸发组件膜下的浓盐水蒸发制粗盐进行后续结晶分离提纯。
上述方法步骤3的调质工序中,向水洗后的飞灰中加入介稳态物料和水中,介稳态物料的加入量为作为原料的干飞灰重量的20%~25%;所述介稳态物料为粉煤灰、偏高岭土、钢渣中的一种或几种;水的加入量为介稳态物料重量的50%。
上述方法步骤4的制浆工序中,加入的土聚反应激活剂由NaOH和Na2SiO3组成,NaOH的加入量是作为原料的干飞灰重量的6%~9%,Na2SiO3的加入重量是NaOH加入重量的20%;
将水、土聚反应激活剂和调质物料充分搅拌均质5~10min制成浆料。
上述方法步骤5的养护工序中,将步骤4制成的浆料置于建材模具中在60~75℃、相对湿度小于30%RH的设定环境中养护3天后开模,开模后砖块再在该环境中养护4天,共养护7天。
本发明的方法能实现废物建材资源化利用,可以针对不同地区、不同炉型的生活垃圾焚烧飞灰进行资源化,生产出的建材可用于人居环境,提升了飞灰建材利用的环境安全性,降低了飞灰建材利用的人体健康风险,并提高了飞灰建材利用的强度水平。
下面通过具体的实施例来进一步说明本发明的飞灰建材再利用方法。
如图1所示,本发明提供的利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,依次包括球磨工序、水洗工序、调质工序、制浆工序、养护工序、成型使用等几个工序,其中,
在球磨工序中,飞灰采用不锈钢球球磨机进行球磨,球磨时间8h,不加助剂,飞灰填充率35%。
在水洗工序中,在25~30℃水温下,水与飞灰质量比为4:1,进行飞灰的单级水洗或多级水洗,水洗时间不低于15min,让氯盐充分溶解,通过膜蒸发组件再生洗灰水,并收集粗盐。通过水洗处理,一是脱出飞灰中的Cl,保护钢筋,杜绝“泛霜”,二是熟化球磨后剩余的CaO,将CaO转化为Ca(OH)2,防止因CaO导致的建材内压力。洗灰水通过膜蒸发技术进行水的再生,将膜上的氯盐不饱和水回用于水洗工艺,膜下的浓盐水蒸发制粗盐,粗盐中95%以上是NaCl、CaCl2和MgCl2,可进行后续结晶分离提纯,以资源化。
在调质工序中,向水洗后的飞灰中加入介稳态物料和水制成调质物料,介稳态物料加入量为本次作为原料的飞灰(干灰)重量的20%~25%,介稳态物料为粉煤灰、偏高岭土或钢渣等,加入水的重量是介稳态物料(干料)重量的50%。通过调质处理,能提高飞灰中介稳态Si、Al的元素含量,以达到后续的成型强度要求。
在制浆工序中,向调质物料中投加NaOH和Na2SiO3作为土聚反应激活剂,NaOH的加入量是作为原料的飞灰(干灰)重量的6%~9%,Na2SiO3的加入重量是NaOH加入重量的20%,将调质物料和加入NaOH和Na2SiO3充分搅拌均质,搅拌时间为5~10min。均质后即可进入养护环境。
在养护工序中,浆料置入建材模具在60~75℃、小于30%RH(相对湿度)的设定环境下养护3天后开模,开模后砖块再在该环境中养护4天,共养护7天。在这样特定的环境下养护,浆料在NaOH和Na2SiO3的激活下发生土聚反应,Si、Al溶出并在Na离子的桥联作用下发生聚合,形成Si-Al-O长链的网络状聚合物。土聚为非晶体凝胶,通过包裹作用完成对重金属的固化稳定化,同时产生良好机械强度。
成型使用时,制成的砖块强度达到15MPa以上,且经过机械能解毒二噁英、水洗去氯、土聚凝胶固化重金属后,可用于人居环境的墙体、地面等的搭建和铺设。
实施例1
本实施例提供一种利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,包括以下步骤:
飞灰样品来自北京大兴区某垃圾焚烧厂,样品中重金属含量及浸出量见表1。浸出方法参照《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ557-2010),限值标准参照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅴ类水体标准。由表1可知,Pb浸出量严重超标。
表1 北京大兴某垃圾焚烧厂飞灰中重金属含量及浸出量
该利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,具体步骤如下:
步骤1)将飞灰置于不锈钢球球磨机中,填充率35%,不加助剂,球磨时间8h。
步骤2)在水洗工序中,飞灰在30℃水温下,以水灰比4/1的比例,进行3级水洗,水洗时间10min。通过膜蒸发组件再生洗灰水,并收集粗盐。
步骤3)向该批次水洗灰中加入该批次飞灰(干灰)质量25%的I级粉煤灰作为调质材料,加水搅拌,水的加量为粉煤灰(干料)质量的50%。
步骤4)向调质后的浆料中投加NaOH和Na2SiO3,NaOH的加量是该批次飞灰(干灰)质量的8%,Na2SiO3的加量是NaOH加量的20%。浆料充分搅拌5min均质。
步骤5)浆料入模,在60℃、<30%RH(相对湿度)养护3天后开模,开模后砖块再在该环境中养护4天,共养护7天。
步骤6)成型建材可达到18MPa以上,二噁英含量低于8ng-TEQ/kg,无“泛霜”现象,Cl离子浸出量低于250mg/L,重金属浸出量满足Ⅲ类水体质量要求,重金属固化率>99.3%。用于人居环境的墙体搭建。
实施例2
本实施例提供一种利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,包括以下步骤:
飞灰样品来自河北邢台某垃圾焚烧厂,样品中重金属含量及浸出量见表2。浸出方法参照《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ557-2010),限值标准参照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅴ类水体标准。由表2可知,Pb、Zn浸出量严重超标。
表2 河北邢台某垃圾焚烧厂飞灰中重金属含量及浸出量
该利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,具体步骤如下:
步骤1)将飞灰置于不锈钢球球磨机中,填充率35%,不加助剂,球磨时间8h。
步骤2)在水洗工序中,飞灰在30℃水温下,以水灰比4/1的比例,进行单级水洗,水洗时间10min。洗灰水通过膜蒸发组件再生,并收集粗盐。
步骤3)向该批次水洗灰中加入该批次飞灰(干灰)质量25%的I级粉煤灰作为调质材料,加水搅拌,水的加量是粉煤灰(干料)质量的50%。
步骤4)向调质后的浆料中投加NaOH和Na2SiO3,NaOH的加量是该批次飞灰(干灰)质量的7%,Na2SiO3的加量是NaOH加量的20%。浆料需要充分搅拌均质,用时10min。
步骤5)浆料入模,在70℃、<30%RH(相对湿度)养护3天后开模,开模后砖块再在该环境中养护4天,共养护7天。
步骤6)成型建材可达到19MPa以上,二噁英含量小于10ng-TEQ/kg,无“泛霜”现象,Cl离子浸出量低于250mg/L,重金属浸出量满足Ⅲ类水体质量要求,重金属固化率>99.2%。用于人居环境的墙体搭建。
实施例3
本实施例提供一种利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,包括以下步骤:
飞灰样品来自山东临朐某垃圾焚烧厂,样品中重金属含量及浸出量见表3。浸出方法参照《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ557-2010),限值标准参照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅴ类水体标准。由表3可知,Pb、Cr浸出量超标。
表3 山东临朐某垃圾焚烧厂飞灰中重金属含量及浸出量
该利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,具体步骤如下:
步骤1)将飞灰置于不锈钢球球磨机中,填充率35%,不加助剂,球磨时间8h。
步骤2)在水洗工序中,飞灰在30℃水温下,以水灰比4/1的比例,进行3级水洗,水洗时间15min。洗灰水通过膜蒸发组件再生,并收集粗盐。
步骤3)向该批次水洗灰中加入该批次飞灰(干灰)质量25%的钢渣(破碎粉末)作为调质材料,加水搅拌,加水量是钢渣(干料)质量的50%。
步骤4)向调质后的浆料中投加NaOH和Na2SiO3,NaOH的加量是该批次飞灰(干灰)质量的6%,Na2SiO3的加量是NaOH加量的20%。浆料需要充分搅拌均质,用时5min。
步骤5)浆料入模,在60℃、<30%RH(相对湿度)养护3天后开模,开模后砖块再在该环境中养护4天,共养护7天。
步骤6)成型建材可达到18MPa以上,二噁英含量低于10ng-TEQ/kg,无“泛霜”现象,Cl离子浸出量低于250mg/L,重金属浸出量满足Ⅲ类水体质量要求,重金属固化率>99.7%。用于人居环境的地面铺设。
实施例4
本实施例提供一种利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,包括以下步骤:
飞灰样品来自吉林德惠某垃圾焚烧厂,样品中重金属含量及浸出量见表4。浸出方法参照《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ557-2010),限值标准参照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅴ类水体标准。由表4可知,Pb、Zn、Cd浸出量超标。
表4 吉林德惠某垃圾焚烧厂飞灰中重金属含量及浸出量
该利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,具体步骤如下:
步骤1)将飞灰置于不锈钢球球磨机中,填充率35%,不加助剂,球磨时间8h。
步骤2)在水洗工序中,飞灰在30℃水温下,以水灰比4/1的比例,进行3级水洗,水洗时间15min。洗灰水通过膜蒸发组件再生,并收集粗盐。
步骤3)向该批次水洗灰中加入该批次飞灰(干灰)质量25%的I级粉煤灰作为调质材料,加水搅拌,水的加量是粉煤灰(干料)质量的50%。
步骤4)向调质后的浆料中投加NaOH和Na2SiO3,NaOH的加量是该批次飞灰(干灰)质量的9%,Na2SiO3的加量是NaOH加量的20%。浆料需要充分搅拌均质,搅拌时间10min。
步骤5)浆料入模,在65℃、<30%RH(相对湿度)养护3天后开模,开模后砖块再在该环境中养护4天,共养护7天。
步骤6)成型建材可达到15MPa以上,二噁英含量低于9ng-TEQ/kg,无“泛霜”现象,Cl离子浸出量低于250mg/L,重金属浸出量满足Ⅲ类水体质量要求,重金属固化率>99.9%。用于人居环境的墙体搭建。
实施例5
本实施例提供一种利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,包括以下步骤:
飞灰样品来自重庆开县某垃圾焚烧厂,样品中重金属含量及浸出量见表5。浸出方法参照《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ557-2010),限值标准参照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅴ类水体标准。由表5可知,Pb、Zn、Cd、Cr浸出量超标。
表5 重庆开县某垃圾焚烧厂飞灰中重金属含量及浸出量
该利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,具体步骤如下:
步骤1)将飞灰置于不锈钢球球磨机中,填充率35%,不加助剂,球磨时间8h。
步骤2)在水洗工序中,飞灰在30℃水温下,以水灰比4/1的比例,进行3级水洗,水洗时间15min。洗灰水通过膜蒸发组件再生,并收集粗盐。
步骤3)向该批次水洗灰中加入该批次飞灰(干灰)质量20%的I级粉煤灰作为调质材料,加水搅拌,水的加量是粉煤灰(干料)质量的50%。
步骤4)向调质后的浆料中投加NaOH和Na2SiO3,NaOH的加量是该批次飞灰(干灰)质量的8%,Na2SiO3的加量是NaOH加量的20%。浆料需要充分搅拌均质,用时5min。
步骤5)浆料入模,在65℃、<30%RH(相对湿度)养护3天后开模,开模后砖块再在该环境中养护4天,共养护7天。
步骤6)成型建材可达到15MPa以上,二噁英含量低于6ng-TEQ/kg,无“泛霜”现象,Cl离子浸出量低于250mg/L,重金属浸出量满足Ⅲ类水体质量要求,重金属固化率>99.9%。用于人居环境的墙体搭建。
实施例6
本实施例提供一种利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,包括以下步骤:
飞灰样品来自山东德州某垃圾焚烧厂,样品中重金属含量及浸出量见表6。浸出方法参照《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ557-2010),限值标准参照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅴ类水体标准。由表6可知,Pb、Zn、Cd浸出量超标。
表6 山东德州某垃圾焚烧厂飞灰中重金属含量及浸出量
该利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,具体步骤如下:
步骤1)将飞灰置于不锈钢球球磨机中,填充率35%,不加助剂,球磨时间8h。
步骤2)在水洗工序中,飞灰在30℃水温下,以水灰比4/1的比例,进行飞灰的3级水洗,水洗时间15min。洗灰水通过膜蒸发组件再生,并收集粗盐。
步骤3)向该批次水洗灰中加入该批次飞灰(干灰)质量20%的I级粉煤灰作为调质材料,加水搅拌,水的加量是粉煤灰(干料)质量的50%。
步骤4)向调质后的浆料中投加NaOH和Na2SiO3,NaOH的加量是该批次飞灰(干灰)质量的9%,Na2SiO3的加量是NaOH加量的20%。浆料需要充分搅拌均质,用时5min。
步骤5)浆料入模,在70℃、<30%RH(相对湿度)养护3天后开模,开模后砖块再在该环境中养护4天,共养护7天。
步骤6)成型建材可达到15MPa以上,二噁英含量低于10ng-TEQ/kg,无“泛霜”现象,Cl离子浸出量远低于250mg/L,重金属浸出量满足Ⅲ类水体质量要求,重金属固化率>99.9%。用于人居环境的墙体搭建。
本发明的方法,具有以下的优点:
(1)广谱性:本发明的方法能利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材,可针对不同地区、不同炉型的生活垃圾焚烧飞灰进行资源化。
(2)工艺简单:本发明的方法中,主要依靠温控、加料、搅拌、破碎等设备,其他无特殊要求,流程简便、可靠。
(3)重金属固化稳定化效果好:按照本发明方法中的工艺步骤和参数设定,可以对飞灰中的重金属进行有效的固话稳定化,效果良好。
(4)二噁英去除效果稳定:按照本发明方法中的工艺步骤和参数设定,资源化建材中二噁英的含量均低于10ng-TEQ/kg,消除了对人体健康的潜在风险。
(5)环境效益好:按照本发明方法中的工艺步骤,安全的利用建材化手段消纳了飞灰这一危险废物,解决了环境污染问题。
(6)社会经济效益好:本发明利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,既对飞灰这一危险废物进行了建材资源化利用,又提升了飞灰建材利用的环境安全性,降低了飞灰建材利用的人体健康风险,并提高了飞灰建材利用的强度水平,将产生良好的社会经济效益。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其进行限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,但本领域的技术人员应当理解:依旧可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中一个或者多个部分的技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不能使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,其特征在于,包括:
步骤1,球磨工序:采用球磨机对作为原料的干飞灰直接进行球磨,通过球磨的机械能破坏飞灰中的二噁英;
步骤2,水洗工序:采用单级水洗或多级水洗对步骤1球磨后的飞灰进行水洗脱出氯盐;该水洗工序中,水温为25~30℃,水与飞灰的质量比为4:1,对飞灰进行单级水洗或多级水洗的水洗时间不低于15min;通过膜蒸发组件对洗灰水进行再生处理,将膜蒸发组件膜上的氯盐不饱和水回用于水洗处理,收集膜蒸发组件膜下的浓盐水蒸发制粗盐进行后续结晶分离提纯;
步骤3,调质工序:向步骤2水洗后的飞灰中添加提高水洗后飞灰土聚反应活性的富含活性Si、Al的介稳态物料和水,制成调质物料;
步骤4,制浆工序:将水和土聚反应激活剂与步骤3调质后制成的调质物料混合搅拌均质制成浆料;
步骤5,养护工序:将步骤4制成的浆料置入建材模具后在设定环境中养护,待土聚凝胶发育成型,即制得能作为人居用建材的砖块。
2.根据权利要求1所述的利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,其特征在于,还包括:步骤6,成型使用:步骤5的养护结束后,砖块强度达到15MPa以上,用于人居环境的墙体、地面的搭建和铺设。
3.根据权利要求1或2所述的利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,其特征在于,所述方法步骤1的球磨工序中,飞灰采用不锈钢球的球磨机进行球磨,球磨时间为8h,不加助剂,飞灰填充率为35%。
4.根据权利要求1或2所述的利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,其特征在于,所述方法步骤3的调质工序中,向水洗后的飞灰中加入介稳态物料和水中,介稳态物料的加入量为作为原料的干飞灰重量的20%~25%;所述介稳态物料为粉煤灰、偏高岭土、钢渣中的一种或几种;水的加入量为介稳态物料重量的50%。
5.根据权利要求1或2所述的利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,其特征在于,所述方法步骤4的制浆工序中,加入的土聚反应激活剂由NaOH和Na2SiO3组成,NaOH的加入量是作为原料的干飞灰重量的6%~9%,Na2SiO3的加入重量是NaOH加入重量的20%;
将水、土聚反应激活剂和调质物料充分搅拌均质5~10min制成浆料。
6.根据权利要求1或2所述的一种利用生活垃圾焚烧飞灰制造人居用建材的方法,其特征在于,所述方法步骤5的养护工序中,将步骤4制成的浆料置于建材模具中在60~75℃、相对湿度小于30%RH的设定环境中养护3天后开模,开模后砖块再在该环境中养护4天,共养护7天。
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