CN110279975A - 垃圾焚烧飞灰固化剂 - Google Patents

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    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
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    • A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/30—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
    • A62D3/33—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents by chemical fixing the harmful substance, e.g. by chelation or complexation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
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    • A62D2101/08—Toxic combustion residues, e.g. toxic substances contained in fly ash from waste incineration

Abstract

本发明涉及了一种垃圾焚烧飞灰固化剂，其每100份由80～95份的黄铁矿和5～20份的碳酸钙粉混合制备而成。本发明的垃圾焚烧飞灰固化剂，由黄铁矿和碳酸钙粉复配粉末而成，通过此配比，制备出的固化剂固化效果好；利用该固化剂对垃圾焚烧飞灰进行处理，可使垃圾飞灰中的有害物质(包括重金属、砷、氟等)得到有效的固化，固化龄期短，极大地降低了固化成本，且固化剂稳定性好，固化后不会存在有害物质浸出的问题，也不会产生其他高浓度废物。

Description

垃圾焚烧飞灰固化剂
技术领域
本发明涉及环保技术，特别是涉及一种垃圾焚烧飞灰固化剂。
背景技术
随着集中焚烧法逐渐成为我国城市生活垃圾处理的主要方式，焚烧飞灰的安全处置与利用也成为学者普遍关注的问题。由于在填埋过程中受到各种环境要素的形响，垃圾焚烧飞灰中的重金属有可能会发生迁移和转化，因此如何对焚烧飞灰进行处理随着社会的发展越来越受到关注。在对焚烧飞灰进行最终处置之前必须进行稳定、飞灰固化处理，这是因为焚烧飞灰中含有浸出浓度较高的铅、镉等重金属。当然焚烧飞灰还能运往专门的危废填埋场。近年来不少城市都对焚烧飞灰进行固化处理，并取得良好的效果。
目前尚可实行的稳定化处理有以下三种方法：
1、水泥固化技术：水泥固化是将飞灰、水泥按一定比例混合加入适量的水，使之固化的一种方法；其固化机理是在水泥水化的过程中，通过吸附、化学吸收、沉降、离子交换、钝化等多种方式，重金属最终以氢氧化物或络合物的形式停留在水泥固化形成的水化硅酸盐胶体C-S-H表面，同时水泥的加入也为重金属提供了碱性环境，抑制了飞灰中重金属的渗滤；水泥固化飞灰技术是一种比较成熟的危险废弃物处理技术，在经济性和可操作方面具有明显的优势，但水泥的用量高，一般在20～30％，导致固化体增容率高，随着时间推移，固化体部分有毒物质可能会逐渐溶出，对环境存在长期且潜在的威胁。
2、熔融固化技术：熔融固化技术主要是将飞灰和细小的玻璃质混合，经混合造粒成型后，在1000-1400℃高温下熔融，通常30min左右(熔融时间视飞灰性质的不同而定)，待飞灰的物理和化学状态改变后，降温使其固化，形成玻璃固化体，借助玻璃体的致密结晶结构，确保重金属的稳定；熔融固化技术对残渣的减容率高，固化效果好，但是致命缺点是部分有毒物质会挥发出来，必须采取尾气处理措施，其系统较复杂，运行成本高。
3、化学药剂稳定技术：化学药剂稳定技术是利用化学药剂，经过化学反应将有毒有害物质转变为低溶解性、低迁移性和低毒性物质的过程。常用的稳定剂为无机物和有机物。无机物主要有Na、S及磷酸类药剂，有机药剂主要是螯合高分子物质，将飞灰与带有络合基的不溶性药剂进行混合，飞灰中易溶性金属(Cd、Pb等)同药剂中的络合基反应后，形成稳定性络合物，以此达到降低飞灰中有害成分浸出的可能性。利用上述这些药剂处理飞灰，一般都可达到较好的效果，此方法具有处理过程简单，设备投资少等优点，但缺点是会产生高浓度无机盐废水，需要进一步处理，而且，固化体部分有毒物质可能会逐渐溶出，对环境存在长期的、潜在的威胁。
上述现有技术中，对重金属的针对性都不高，因此垃圾焚烧飞灰的处理剂及处理方法迫切需要改进，需要开发出一种更有效且合理的垃圾焚烧飞灰的处理剂。
发明内容
本发明提供了一种垃圾焚烧飞灰固化剂，利用该固化剂对垃圾焚烧飞灰进行处理，可以使垃圾飞灰中的重金属、砷、氟等有害物质得到有效的固化，固化龄期短，极大地降低了固化成本，且固化剂稳定性好。
垃圾焚烧飞灰固化剂，每100份由80～95份的黄铁矿和5～20份的碳酸钙粉混合制备而成。
优选的，固化剂每100份由80份的黄铁矿和20份的碳酸钙粉混合制备而成。
优选的，固化剂每100份由85份的黄铁矿和15份的碳酸钙粉混合制备而成。
优选的，固化剂每100份由95份的黄铁矿和5份的碳酸钙粉混合制备而成。
优选的，所述黄铁矿中硫的质量百分比含量为40～52％。
优选的，所述黄铁矿中硫的质量百分比含量为40％。
优选的，所述黄铁矿中硫的质量百分比含量为45％。
优选的，所述黄铁矿中硫的质量百分比含量为48％。
优选的，所述黄铁矿中硫的质量百分比含量为52％。
优选的，所述碳酸钙粉的平均粒度为220～230目。
本发明的优点：本发明的垃圾焚烧飞灰固化剂，由黄铁矿和碳酸钙粉复配粉末而成，通过此配比，制备出的固化剂固化效果好；可根据具体的垃圾焚烧工艺和重金属含量进行适当的调配；利用该固化剂对垃圾焚烧飞灰进行处理，可使垃圾飞灰中的有害物质(包括重金属、砷、氟等)得到有效的固化，沉淀金属及螯合金属范围广，尤其是对铅等难处理的重金属的螯合；可有效而简单地处理传统手段难于处理的铅，水银以及复合污染，高浓度污染等，能有效地处理会溶出各种元素的煤灰和各种各样的焚烧灰等不溶物质；固化龄期短，极大地降低了固化成本；固化机主要由无机成分组成，拥有很强的耐光性和耐候性，具有优良的抗浸出性、抗干湿性、抗渗透性、抗冻性，固化剂稳定性好，固化后浸出符合相应的国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)中毒性浸出标准≤0.25mg/L；无需添加水泥固化，能耗低，增容比小，具有长久保持处理效果的特点。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例一
本实施例提供了一种垃圾焚烧飞灰固化剂，每100份由80份的黄铁矿和20份的碳酸钙粉混合制备而成；所述黄铁矿中硫的质量百分比含量为52％。按照该配比，将黄铁矿和碳酸钙粉经充分研磨混合后，得到所需的固化剂。
实施例二
本实施例提供了一种垃圾焚烧飞灰固化剂，每100份由85份的黄铁矿和15份的碳酸钙粉混合制备而成；所述黄铁矿中硫的质量百分比含量为48％。按照该配比，将黄铁矿和碳酸钙粉经充分研磨混合后，得到所需的固化剂。
实施例三
本实施例提供了一种垃圾焚烧飞灰固化剂，每100份由90份的黄铁矿和10份的碳酸钙粉混合制备而成；所述黄铁矿中硫的质量百分比含量为48％。按照该配比，将黄铁矿和碳酸钙粉经充分研磨混合后，得到所需的固化剂。
实施例四
本实施例提供了一种垃圾焚烧飞灰固化剂，每100份由95份的黄铁矿和5份的碳酸钙粉混合制备而成；所述黄铁矿中硫的质量百分比含量为40％。按照该配比，将黄铁矿和碳酸钙粉经充分研磨混合后，得到所需的固化剂。
上述四个实施例中的具体配比，可根据具体的垃圾焚烧工艺和重金属含量进行适当的调配；固化剂制备完成后，利用该固化剂对垃圾焚烧飞灰进行固化处理，用量一般为2～4％。其中，黄铁矿对飞灰中的重金属离子具有沉淀和吸附作用；碳酸钙粉对飞灰中的金属离子具有吸附作用。黄铁矿与碳酸钙粉混合，可使静电引力、范德华力、离子交换和化学沉淀等反应同时进行，从而吸附固化飞灰中的有害物质。
上述四个实施例中的垃圾焚烧飞灰固化剂中，使用不溶化固化剂本发明产品对重金属物质进行固结，其原理是通过不溶化固化剂中的有效化学成份和重金属元素反应来实现的。重金属原子经化学反应在二硫化铁(黄铁矿的主要成分)粉末表面形成硫化物从而固结，在Al、Mg等协同作用下，在足够量水份(30-40％)中充分混和，熟化2～3天，形成不溶化固结晶体物质。
以实施例一的固化剂为例对飞灰进行固化处理，其与不填加固化剂做对比，进行溶出实验，具体数据如下表所示：
从上表可得出，添加实施例一的固化剂进行飞灰固化处理，用量少，固化龄期短，极大地降低了固化成本；固化后稳定性好，固化后浸出符合相应的国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)中毒性浸出标准≤0.25mg/L。
上述实施例不应以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧飞灰固化剂，其特征在于：其每100份由80～95份的黄铁矿和5～20份的碳酸钙粉混合制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰固化剂，其特征在于：固化剂每100份由80份的黄铁矿和20份的碳酸钙粉混合制备而成。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰固化剂，其特征在于：优选的，固化剂每100份由85份的黄铁矿和15份的碳酸钙粉混合制备而成。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰固化剂，其特征在于：优选的，固化剂每100份由95份的黄铁矿和5份的碳酸钙粉混合制备而成。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种垃圾焚烧飞灰固化剂，其特征在于：所述黄铁矿中硫的质量百分比含量为含有40～52％。
6.根据权利要求5所述的一种垃圾焚烧飞灰固化剂，其特征在于：所述黄铁矿中硫的质量百分比含量为40％。
7.根据权利要求5所述的一种垃圾焚烧飞灰固化剂，其特征在于：所述黄铁矿中硫的质量百分比含量为45％。
8.根据权利要求5所述的一种垃圾焚烧飞灰固化剂，其特征在于：所述黄铁矿中硫的质量百分比含量为48％。
9.根据权利要求5所述的一种垃圾焚烧飞灰固化剂，其特征在于：所述黄铁矿中硫的质量百分比含量为52％。
10.根据权利要求1、2、3或4所述的一种垃圾焚烧飞灰固化剂，其特征在于：所述碳酸钙粉的平均粒度为220～230目。
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