CN110293111B - 一种利用固体废物高温熔融玻璃体制建材的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用固体废物高温熔融玻璃体制建材的方法，该方法包括：将固体废物高温熔融炉中熔浆进行水淬冷却，然后进行磁选分离出金属杂物后续利用，将得到的水淬玻璃体进行破碎筛分，在一定温度条件下对玻璃体压蒸养护一段时间，去除玻璃体中游离的CaO、MgO等碱性金属氧化物，解决玻璃体的安定性问题，最终将熟化后玻璃体干燥制备建材细骨料。该方法可以有效地利用固废熔融玻璃体制备建筑材料，开辟了熔融玻璃体资源化利用的新途径，具有显著的经济效益和环境效益。
Description
技术领域
本发明涉及固体废物的无害化与资源化处置技术领域，具体而言，涉及一种一种利用固体废物高温熔融玻璃体制建材的方法。
背景技术
垃圾焚烧、医疗废物及工业危废焚烧过程中均会产生大量的焚烧飞灰及底渣。飞灰中含有大量重金属和二噁英等有害物质，属于危险废物，必须无害化处理处置，垃圾焚烧底渣约占垃圾原重的20%~35%，也需要进一步减容处置。目前，等离子体高温熔融处置技术能够彻底破坏飞灰、焚烧底渣中的二噁英、呋喃等有机污染物，并将飞灰及焚烧底渣变成玻璃体熔渣用作建筑材料有效利用，具有减容比高、环保效益好等诸多优点，越来越受到人们的重视。
然而飞灰及焚烧底渣熔融处理后经冷却形成的玻璃体含有游离氧化钙（f-CaO）、游离氧化镁（f-MgO）。f-CaO和f-MgO在后期水化反应生成Ca(OH)2和Mg(OH)2会产生体积膨胀(体积分别增加98%和148%)，这种严重的体积膨胀影响其安定性，使含玻璃体的建筑材料性能尤其是体积稳定性增加了不良隐患，这在工程应用中已得到了体现，日本在利用熔融玻璃体做建筑材料使用几年后发生了膨胀开裂现象，国内对熔融玻璃体做建筑材料还未见报告，参考熔融钢渣因为游离氧化钙含量过高而导致建筑设备出现胀裂、表层脱落等现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用固体废物高温熔融玻璃体制建材的方法，同时解决固体废物熔融玻璃体中含有的游离氧化钙（f-CaO）、游离氧化镁（f-MgO）造成体积安定性不良的问题，利用急冷水淬加压蒸处理的方法，降低飞灰熔融玻璃体中的游离氧化钙（f-CaO）、游离氧化镁（f-MgO）的含量，提高玻璃体的稳定性。并利用游离氧化钙等物质在急冷及压蒸过程中的水化产生的膨胀内应力，进一步破碎降低熔融玻璃体的粒径，从而使飞灰熔融玻璃体应用于建材细骨料，提高飞灰熔融玻璃体的附加值和利用途径。
为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：一种利用固体废物高温熔融玻璃体制建材的方法，包括如下步骤：
1）将高温熔融固体废物进行液态排渣，用水流来喷射从排渣口流出的熔渣，使其骤冷而凝固得到水淬玻璃体渣；
2）将水淬渣中磁性金属筛分出来，筛分出的水淬玻璃体渣破碎至一定粒径后经过筛分装置筛分；
3）破碎筛分后的水淬渣置于压蒸装置养护，经过一段时间后将熟化的水淬渣干燥脱水得到建材细骨料。
进一步地，所述固体废物为生活垃圾焚烧底渣、垃圾焚烧飞灰、医疗废弃物等危废焚烧底渣中的一种或几种。
进一步地，步骤1）中采用水淬急冷工艺利用一定压力和流量的水将从排渣口流出的高温熔渣在半空冲击水淬，水淬渣急冷后掉落至熔渣池停留一段时间后由出料装置排出。
进一步地，步骤2）中水淬渣经过磁选装置磁选后将磁性金属物质与玻璃颗粒分离出去。
进一步地，步骤2）中水淬渣经过破碎机破碎后筛分，筛分粒径<4.75mm。
进一步地，筛分后的水淬渣置于蒸压装置中进行高压蒸汽养护一段时间，从而去除水淬渣中f-CaO/f-MgO。
进一步地，所述的高压蒸汽养护的处理条件为：压力为1.5～2.5Mpa，温度为120～250℃，压蒸时间为2h以上。
进一步地，经过高温养护后的水淬玻璃体经过干燥后，再送入建材制造处用做建材细骨料。
本发明的有益效果：利用水淬急冷过程将高温熔融飞灰急速冷却，利用游离氧化钙等物质与水反应急速膨胀产生内应力使玻璃体破碎，在去除游离氧化钙、游离氧化镁物质的同时降低熔融玻璃体的粒径，经过急冷后的水淬渣粒径分布集中在1～10mm之间，降低了后期破碎装置的处置压力。再对磁选破碎筛分后的水淬渣进行压蒸处置，在压蒸过程中进一步消解水淬渣中不稳定的f-CaO和f-MgO，并通过干燥后应用于建材细骨料，提高了飞灰熔融玻璃体的附加值和利用途径。
附图说明
为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本发明利用固体废物高温熔融玻璃体制建材的方法的工艺流程图。
具体实施方式
本发明的一种利用固体废物高温熔融玻璃体制建材的方法，包括如下步骤：
S1:水淬急冷：生活垃圾焚烧飞灰在等离子体熔融炉内高温熔融液化，熔融液连续溢出至炉外，在半空中被0.3Mpa的冲渣急冷水快速冷却并掉落在熔渣池中，熔渣池中清水对水淬渣进一步冷却，并与水淬渣中游离的氧化钙、游离氧化镁发生反应，水淬渣在熔渣池中停留半小时后由出料装置排出，水淬渣的粒径分布在1～10mm之间。
S2:磁选：利用磁选装置将水淬渣中的磁性金属物质分离出去。
S3:破碎筛分：采用破碎制砂机对磁选后的水淬渣进行破碎，物料落入进料斗中进行破碎，经过破碎后的水淬渣经过筛分粒径控制在4.75mm以下，未通过筛分设备的粗渣重新返回破碎机中再次破碎。
S4:高温压蒸：破碎筛分后的水淬渣送入蒸压釜利用饱和蒸汽进行蒸汽养护，从而使水淬玻璃体中游离氧化钙/氧化镁充分水化反应，提高水淬玻璃体的安定性，压蒸处理条件为：压力为1.5～2.5Mpa，温度为120～250℃，压蒸时间为2h以上。
经过蒸汽养护后的水淬玻璃体经冷却后脱水干燥，经检验产品满足GB/T 14684-2011《建筑用砂》标准，用于建材细骨料使用。
上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。
Claims (5)
1.一种利用固体废物高温熔融玻璃体制建材的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）将高温熔融固体废物进行液态排渣，用水流来喷射从排渣口流出的熔渣，使其骤冷而凝固得到水淬玻璃体渣；
采用水淬急冷工艺利用一定压力和流量的水将从排渣口流出的高温熔渣在半空冲击水淬，水淬渣急冷后掉落至熔渣池停留一段时间后由出料装置排出；
2）将水淬玻璃体渣中磁性金属筛分出来，筛分出的水淬玻璃体渣破碎至一定粒径后经过筛分装置筛分；
3）破碎筛分后的水淬玻璃体渣置于压蒸装置养护，经过一段时间后将熟化的水淬玻璃体渣干燥脱水得到建材细骨料；筛分后的水淬玻璃体渣置于压蒸装置中进行高压蒸汽养护一段时间，从而去除水淬玻璃体渣中f-CaO/f-MgO；所述的高压蒸汽养护的处理条件为：压力为1.5～2.5Mpa，温度为120～250℃，压蒸时间为2h以上。
2.根据权利要求1所述的一种利用固体废物高温熔融玻璃体制建材的方法，其特征在于：所述固体废物为生活垃圾焚烧底渣、垃圾焚烧飞灰、医疗废弃物焚烧底渣中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种利用固体废物高温熔融玻璃体制建材的方法，其特征在于：步骤2）中水淬玻璃体渣经过磁选装置磁选后将磁性金属物质分离出去。
4.根据权利要求1所述的一种利用固体废物高温熔融玻璃体制建材的方法，其特征在于：步骤2）中水淬玻璃体渣经过破碎机破碎后筛分，筛分粒径<4.75mm。
5.根据权利要求1所述的一种利用固体废物高温熔融玻璃体制建材的方法，其特征在于：经过高压蒸汽养护后的水淬玻璃体渣经过干燥后，再送入建材制造处用做建材细骨料。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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