CN110395928A - 一种用水泥净浆预处理垃圾焚烧底灰骨料的方法 - Google Patents

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董林涛
王清远
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付胜明
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Abstract

本发明公开一种用水泥净浆预处理垃圾焚烧底灰骨料的方法，首先将垃圾焚烧底灰从垃圾焚烧厂拉回，通过水洗去除底灰中的杂物及表面粘结微粒，采用破碎机将大块垃圾焚烧底灰破碎，将底灰中的金属进行回收，然后通过筛分机将破碎的垃圾焚烧底灰进行骨料分级，将得到的骨料浸入水灰比为0.4的水泥净浆中充分搅拌后放置在振动台上进行振动，将处理好的底灰平铺在铁盘内，放入烘干箱烘干，干燥后进行喷水处理后继续烘干，达到恒重后得到处理好的垃圾焚烧底灰骨料。此方法，实现了垃圾焚烧底灰骨料自身强度的提高，与胶凝材料的黏结效果也变好，解决了垃圾焚烧底灰骨料利用率不高的问题并降低了垃圾焚烧底灰骨料重金属浸出的风险。

Description

一种用水泥净浆预处理垃圾焚烧底灰骨料的方法
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧底灰骨料的处理方法及再生混凝土的制备，尤其涉及一种用水泥净浆预处理垃圾焚烧底灰骨料的方法。
背景技术
随着生活水平的不断提高，我国的生活垃圾产量也在迅速增长，目前，我国的生活垃圾的处理方式主要为填埋堆肥和焚烧，但由于垃圾焚烧技术能大幅度将废物减容，无害化程度高，还可以利用燃烧垃圾产生的热能来发电，符合垃圾处理的减量化、无害化、资源化原则，因此，焚烧技术将会成为我国垃圾处理技术的重要研究和发展方向，这必然会导致大量的垃圾焚烧灰的产生，包括垃圾焚烧底灰和飞灰，其中底灰为垃圾焚烧后产生的主要剩余物，其占垃圾焚烧灰质量的80％～90％，飞灰则是垃圾在焚烧炉焚烧的过程中从烟气中收捕下来的细灰，其占比与底灰相比要少的多，垃圾焚烧底灰由于数量巨大并存在潜在的环境风险，已成为目前固废资源化的主要研究对象之一，垃圾焚烧底灰中最丰富的元素有Si、Ca、Fe和Al，还包一些重金属元素，如Cr、Pb、Cd等，有研究人员发现与天然原材料相比，垃圾焚烧底灰的物理化学性能与天然骨料相似，证明了城市生活垃圾焚烧底灰作为建筑原材料的替代物的可能性，但随后的研究结果显示，用垃圾焚烧底灰骨料来替代天然骨料而制成的再生混疑土，无论是抗压性能还是抗折性能较普通混凝土都有所欠缺，原因是垃圾焚烧底灰骨料的外表及内部存在裂缝使其本身强度不高，与混凝土中胶凝材料黏结效果又差，虽然垃圾焚烧底灰中的重金属元素含量很低，但是它们的浸出风险对环境的影响极大，因此，要实现垃圾焚烧底灰的资源化利用，还需要一种有效的处理方式。
目前的研究提出了几种处理垃圾焚烧底灰的方法，主要包括：热处理法、化学药剂法、分离萃取技术、冷凝造粒技术等。热处理的缺点主要是工艺能耗大、设备花费高、重金属容易二次污染等；化学药剂法的缺点主要是药剂本身的PH值难以把控，单一药剂对重金属的处理具有局限性，无法协同处理多种重金属；分离萃取技术的缺点主要有成本高，对操作条件和仪器要求高。冷凝造粒技术所得到的骨料需要长时间的养护过程，时间成本极高。。
发明内容
本发明为解决目前背景技术中存在的缺点，提供了一种用水泥净浆预处理垃圾焚烧底灰骨料的方法，步骤如下：
步骤1：首先将垃圾焚烧底灰通过水洗将未燃尽的木屑，塑料等杂物洗去，同时去除底灰表面粘结的微小颗粒；
步骤2：采用破碎机将大块垃圾焚烧底灰破碎；
步骤3：人工或机器将黑色金属和有色金属挑选出来；
步骤4：通过筛分机将破碎的垃圾焚烧底灰进行骨料分级后得到三种粒径的垃圾焚烧底灰骨料 (5-10mm、10-15mm和15-20mm)；
步骤5：将按水灰比为0.4、0.5和0.6三种水泥净浆处理的底灰骨料进行压碎指标试验测试，测试结果表明水灰比为0.4的水泥净浆裹浆有最优的力学性能，将得到的骨料浸入水灰比为0.4的水泥净浆中充分搅拌后，放置在振动台上进行振动8～10min，利用震动减少底灰内的气泡，使浆体充分侵入骨料内部，填充内部孔隙；
步骤6：将处理好的底灰平铺在铁盘内，放入烘干箱烘干，每隔10-15min取出底灰使用木棒搅拌分离粘结在一起的底灰颗粒，后继续烘干直至底灰颗粒表面干燥；
步骤7：在表面干燥的底灰颗粒上使用喷壶均匀喷洒自来水，使得底灰表面湿润但无水滴流下，继续放入烘箱内烘干，待底灰烘干至恒重后取出，得到处理好的垃圾焚烧底灰骨料；
步骤8：将处理后的骨料按照传统配合比设计进行混凝土天然骨料的等体积替换，替换率分别为0％、 25％、50％、75％和100％。经过28天养护后，测试抗压强度值如下表。通过数据可知A3组75％替换率的处理骨料的抗压强度仍有A0对照组的91.82％，比B3组的未处理骨料底灰的抗压强度高16.78％。
对本发明的进一步描述，所述将得到的骨料浸入水灰比为0.4的水泥净浆中充分搅拌并放置在振动台上进行振动8min～10min，利用震动减少底灰内的气泡，使浆体充分侵入骨料内部，填充内部孔隙，增强处理效果；
对本发明的进一步描述，所述将处理好的底灰平铺在铁盘内，放入烘干箱烘干，烘干箱温度设置为 105℃，在底灰干燥后采用表面喷水使得水泥充分水化而使得强度提高。
采用上述技术方案，具有如下有益效果：
本发明提出一种成本低廉、操作简单且效果较优的技术，通过用水泥净浆预处理垃圾焚烧底灰骨料的方法，实现了垃圾焚烧底灰骨料自身强度的提高，与胶凝材料的黏结效果也变好，从而使得用垃圾焚烧底灰骨料制作的混凝土的强度的大幅提升，解决了垃圾焚烧底灰骨料利用率不高的问题并降低了垃圾焚烧底灰骨料重金属浸出的风险。
附图说明
图1为本发明按照一定替换率替换天然骨料后测试的抗压强度值表；
图2为本发明制备流程示意图。
具体实施方式
下面依据附图1，附图2详细对本发明做进一步说明。
实施案例：一种用水泥净浆预处理垃圾焚烧底灰骨料的方法，步骤如下：
步骤1：首先将垃圾焚烧底灰通过水洗将未燃尽的木屑，塑料等杂物洗去，同时去除底灰表面粘结的微小颗粒；
步骤2：采用破碎机将大块垃圾焚烧底灰破碎；
步骤3：人工或机器将黑色金属和有色金属挑选出来；
步骤4：通过筛分机将破碎的垃圾焚烧底灰进行骨料分级后得到三种粒径的垃圾焚烧底灰骨料 (5-10mm、10-15mm和15-20mm)；
步骤5：将按水灰比为0.4、0.5和0.6三种水泥净浆处理的底灰骨料进行压碎指标试验测试，测试结果表明水灰比为0.4的水泥净浆裹浆有最优的力学性能，将得到的骨料浸入水灰比为0.4的水泥净浆中充分搅拌后，放置在振动台上进行振动8～10min，利用震动减少底灰内的气泡，使浆体充分侵入骨料内部，填充内部孔隙；
步骤6：将处理好的底灰平铺在铁盘内，放入烘干箱烘干，每隔10-15min取出底灰使用木棒搅拌分离粘结在一起的底灰颗粒，后继续烘干直至底灰颗粒表面干燥；
步骤7：在表面干燥的底灰颗粒上使用喷壶均匀喷洒自来水，使得底灰表面湿润但无水滴流下，继续放入烘箱内烘干，待底灰烘干至恒重后取出，得到处理好的垃圾焚烧底灰骨料；
步骤8：将处理后的骨料按照传统配合比设计进行混凝土天然骨料的等体积替换，替换率分别为0％、 25％、50％、75％和100％。经过28天养护后，测试抗压强度值如下表。通过数据可知A3组75％替换率的处理骨料的抗压强度仍有A0对照组的91.82％，比B3组的未处理骨料底灰的抗压强度高16.78％。
所述将得到的骨料浸入水灰比为0.4的水泥净浆中充分搅拌并放置在振动台上进行振动8～10min，利用震动减少底灰内的气泡，使浆体充分侵入骨料内部，填充内部裂缝，增强处理效果，所述将处理好的底灰平铺在铁盘内，放入烘干箱烘干，烘干箱温度设于105℃，在底灰干燥后采用表面喷水使得水泥充分水化而使得强度提高。
本发明提出一种成本低廉、操作简单且效果较优的技术，通过用水泥净浆预处理垃圾焚烧底灰骨料的方法，实现了垃圾焚烧底灰骨料自身强度的提高，与胶凝材料的黏结效果也变好，从而使得用垃圾焚烧底灰骨料制作的混凝土的强度的大幅提升，解决了垃圾焚烧底灰骨料利用率不高的问题并降低了垃圾焚烧底灰骨料重金属浸出的风险。
以上描述了本发明的基本原理和主要特征，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种用水泥净浆预处理垃圾焚烧底灰骨料的方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：首先将垃圾焚烧底灰通过水洗将未燃尽的木屑，塑料等杂物洗去，同时去除底灰表面粘结的微小颗粒；
步骤2：采用破碎机将大块垃圾焚烧底灰破碎；
步骤3：人工或机器将黑色金属和有色金属挑选出来；
步骤4：通过筛分机将破碎的垃圾焚烧底灰进行骨料分级后得到三种粒径的垃圾焚烧底灰骨料(5-10mm、10-15mm和15-20mm)；
步骤5：将按水灰比为0.4、0.5和0.6三种水泥净浆处理的底灰骨料进行压碎指标试验测试，测试结果表明水灰比为0.4的水泥净浆裹浆有最优的力学性能，将得到的骨料浸入水灰比为0.4的水泥净浆中充分搅拌后，放置在振动台上进行振动8～10min，利用震动减少底灰内的气泡，使浆体充分侵入骨料内部，填充内部孔隙；
步骤6：将处理好的底灰平铺在铁盘内，放入烘干箱烘干，每隔10-15min取出底灰使用木棒搅拌分离粘结在一起的底灰颗粒，后继续烘干直至底灰颗粒表面干燥；
步骤7：在表面干燥的底灰颗粒上使用喷壶均匀喷洒自来水，使得底灰表面湿润但无水滴流下，继续放入烘箱内烘干，待底灰烘干至恒重后取出，得到处理好的垃圾焚烧底灰骨料；
步骤8：将处理后的骨料按照传统配合比设计进行混凝土天然骨料的等体积替换，替换率分别为0％、25％、50％、75％和100％。
2.根据要求1所述的一种用水泥净浆预处理垃圾焚烧底灰骨料的方法，其特征在于，所述将得到的骨料浸入水灰比为0.4的水泥净浆中充分搅拌并放置在振动台上进行振动8min～10min。
3.根据要求1所述的一种用水泥净浆预处理垃圾焚烧底灰骨料的方法，其特征在于，所述将处理好的底灰平铺在铁盘内，放入烘干箱烘干，烘干箱温度设置为105℃，干燥后喷水继续烘干。
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