CN110961436A - 飞灰固化稳定化处理的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种飞灰固化稳定化处理的工艺,包括以下步骤:将飞灰、依地酸二钠溶液、凝石、细砂料和石棉按照100∶2~6∶3~7∶2~5∶1~4的质量比进行混合并搅拌,经成型、养护后,完成固化稳定化处理。本发明的工艺有针对性的对飞灰中的铅进行了稳定化,有效提高了飞灰固化单体的强度,提高了飞灰填埋堆体的强度和稳定性,延长了飞灰毒性浸出的时间,防止飞灰固化体浸水以后出现松散,保障了飞灰填埋的堆体安全。

Description

飞灰固化稳定化处理的工艺
技术领域
本发明属于垃圾焚烧处理领域,涉及一种飞灰固化稳定化处理的工艺,尤其涉及一种通过改变原料成分和比例进行飞灰固化稳定化处理的工艺。
背景技术
垃圾焚烧飞灰是指生活垃圾经焚烧后,在烟气处理过程中由各污染控制设备所收集的极细颗粒,飞灰多为粉末状,颜色普遍为灰色,粒径普遍为40~60μm,堆积密度为0.5~1.0g/cm3,自然堆积的孔隙率较高,具有较高的吸湿能力。因为垃圾中含有较高的塑料成分,经焚烧产生的飞灰铅含量普遍超出国家规范的要求,其余重金属含量基本符合国家规范的要求。飞灰具有水溶解性,即使通过常用固化处理以后,飞灰填埋堆体在浸水状态下仍然可能出现松散、沉降或者滑动的情况,严重时将会影响飞灰堆体的安全稳定,特别是填埋堆体高度较高的处理场,堆体稳定性尤为重要。
目前,国家对飞灰的污染控制非常严格,所以垃圾经过焚烧产生的飞灰必须经过固化稳定化处理使各项指标符合国家标准以后才能进行填埋处置,目前固化稳定化处理的工艺主要是通过在飞灰中添加一定比例的水泥、螯合剂、水,再经混合搅拌,初步形成类似固化体的结构,这种结构虽然能成型也具有一定的强度,但这种常用的工艺采用的辅料均为粉剂或者水剂,整体结构中没有骨料进行支撑,也没有进行类似“加筋”的方式进行固化处理,所以在现场填埋处置时堆填至一定高度后,经上层载荷作用下极易造成飞灰堆体超负荷,已经成型的飞灰固化体将会出现变形、崩裂等情况,加上飞灰堆体底部浸水后容易出现松散、沉降或者滑动,整体堆体的安全稳定性的隐患逐步增加,安全风险难以保障。另一方面,因为国内外市场能够采购到的鳌合剂是针对规范要求的全指标进行稳定化,不是有针对性地对飞灰中的铅进行钝化,所以鳌合剂成分复杂,价格高昂。基于上述问题,研究一种既能稳定化处理飞灰中的重金属,又能提高垃圾焚烧飞灰固化强度和防止飞灰固化体浸水以后出现松散的工艺非常有必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种单体和堆体固化强度高、稳定性好、毒性浸出时间长、堆体安全性高的飞灰固化稳定化处理的工艺。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案。
一种飞灰固化稳定化处理的工艺,将飞灰、依地酸二钠溶液、凝石、细砂料和石棉按照100∶2~6∶3~7∶2~5∶1~4的质量比进行混合并搅拌,经成型、养护后,完成固化稳定化处理。
上述的飞灰固化稳定化处理的工艺,优选的,所述飞灰、依地酸二钠溶液、凝石、细砂料和石棉的质量比为100∶3~5∶3~6∶2~4∶1~3。
上述的飞灰固化稳定化处理的工艺,优选的,所述依地酸二钠溶液(水溶液)中,依地酸二钠与水的质量比为1∶40~60。
上述的飞灰固化稳定化处理的工艺,优选的,所述凝石的粒径为20μm~60μm。
上述的飞灰固化稳定化处理的工艺,优选的,所述细砂料的粒径为0.25mm~0.35mm,所述细砂料包括清水砂、山砂和海砂中的一种或多种。
上述的飞灰固化稳定化处理的工艺,优选的,所述细砂料为清水砂,所述清水砂的细度模数为1.6~2.2,单级最大压碎指标≤30%,含水率≤14%,所述清水砂中含有的泥颗粒和石粉的总质量分数≤3%,所述泥颗粒的粒径≤75μm。
上述的飞灰固化稳定化处理的工艺,优选的,所述石棉为石棉纤维或石棉绒。
上述的飞灰固化稳定化处理的工艺,优选的,所述养护的时间为3天~7天。
本发明中,凝石是由冶金渣、粉煤灰、煤矸石等各种工业废弃物磨细后再“凝聚”而成的混合材料。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
本发明的工艺在飞灰固化稳定化处理过程中减少了螯合剂、水泥这两类主要材料,同时增加了依地酸二钠溶液、凝石、细砂料和石棉,并且限定了添加比例,在单耗成本大幅降低的前提下提高了飞灰固化稳定化质量,主要体现在可直接增加飞灰固化体的抗压强度、抗拉强度、整体密度,减少渗透系数,改善浸出情况,协同实现了以下效果:(1)提高飞灰固化单体强度;(2)提高飞灰固化体填埋堆体的强度和稳定性;(3)延长飞灰毒性浸出的时间;(4)防止飞灰固化体浸水以后出现松散;(5)保障了飞灰填埋的堆体安全。
本发明的工艺通过采用依地酸二钠有针对性的对飞灰中的铅进行稳定化,减少毒性浸出时间,节省了鳌合剂采购成本,通过采用凝石达到与水泥相同效果的同时大幅节省了材料采购成本,通过采用石棉可提高了结构体的抗拉力和耐水溶性,而细砂料可提高了整体密度。在各材料发挥功效的同时,彼此之间还能产生协同作用,石棉可将飞灰固化体中的砂结构连接在一起,提高整体抗拉强度,有效减少飞灰的吸水性,依地酸二钠、凝石、细砂料和石棉的结合整体增加了飞灰固化体的无侧限抗压强度、抗拉强度和抗渗性,在堆填至现场以后,大大提高了飞灰堆体的承载力和稳定性。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述,但并不因此而限制本发明的保护范围。
以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
实施例1:
一种本发明的飞灰固化稳定化处理的工艺,包括以下步骤:按质量份计,将飞灰100份、依地酸二钠溶液2份、凝石3份、细砂料2份、石棉2份加入强制式搅拌机进行混合,通过强制式均匀搅拌60s,搅拌过程中,飞灰中的重金属类与添加的材料发生反应,生成不溶于水的物质而被稳定化。充分搅拌后,装袋成型,再贮存于养护车间进行平行养护7天,完成固化稳定化处理。
本实施例中,依地酸二钠溶液是由依地酸二钠与水按1∶50的质量比混合得到,依地酸二钠为工业级。
本实施例中,凝石的粒径为20μm~60μm。
本实施例中,细砂料为清水砂,清水砂的粒径为0.25mm~0.35mm,细度模数为1.6~2.2,单级最大压碎指标≤30%,含水率≤14%,所述清水砂中含有的泥颗粒和石粉的总质量分数≤3%,所述泥颗粒的粒径≤75μm。
本实施例中,石棉采用石棉绒。
对比例1:
一种飞灰固化稳定化处理的工艺,与实施例1基本相同,区别仅在于:未加入依地酸二钠溶液、凝石、细砂料和石棉、添加了4份螯合剂、10份水泥。
对实施例1和对比例1进行抽样内检,实施例1成型后的飞灰混合料体积与对比例1进行比较无明显变化,实施例1成型后的飞灰混合料与对比例1进行比较铅含量明显降低,实施例1的铅浸出成分0.11mg/L,对比例1的铅浸出成分0.23mg/L,实施例1的密度为1.7g/cm3,对比例1的密度为1.0g/cm3,实施例1的渗透系数为10-6 cm/s,对比例1的渗透系数为10-5 cm/s,实施例1无侧限抗压强度为3.5MPa,对比例1无侧限抗压强度为1.0MPa,实施例1的抗拉强度为0.63N/mm2,对比例1的抗拉强度为0.12N/mm2,其它重金属及毒性浸出情况均符合国家标准。
对比例2:
一种飞灰固化稳定化处理的工艺,与实施例1基本相同,区别仅在于:未加入依地酸二钠溶液和凝石,添加了2份螯合剂和3份水泥。
对实施例1和对比例2进行抽样内检,实施例1成型后的飞灰混合料体积与对比例2进行比较无明显变化,实施例1成型后的飞灰混合料与对比例2进行比较铅含量明显降低,实施例1的铅浸出成分0.11mg/L,对比例2的铅浸出成分0.24mg/L,实施例1的密度为1.7g/cm3,对比例2的密度为1.1g/cm3,实施例1的渗透系数为10-6 cm/s,对比例2的渗透系数为10-5 cm/s,实施例1无侧限抗压强度为3.5MPa,对比例2无侧限抗压强度为1.6MPa,实施例1的抗拉强度为0.63N/mm2,对比例2的抗拉强度为0.45N/mm2,其它重金属及毒性浸出情况均符合国家标准。
对比例3:
一种飞灰固化稳定化处理的工艺,与实施例1基本相同,区别仅在于:未加入细砂料和石棉。
对实施例1和对比例3进行抽样内检,实施例1成型后的飞灰混合料体积与对比例3进行比较无明显变化,实施例1成型后的飞灰混合料与对比例3进行比较铅含量变化轻微,实施例1的铅浸出成分0.11mg/L,对比例3的铅浸出成分0.12mg/L,实施例1的密度为1.7g/cm3,对比例3的密度为1.0g/cm3,实施例1的渗透系数为10-6 cm/s,对比例3的渗透系数为10-5 cm/s,实施例1无侧限抗压强度为3.5MPa,对比例3无侧限抗压强度为1.4MPa,实施例1的抗拉强度为0.63N/mm2,对比例3的抗拉强度为0.16N/mm2,其它重金属及毒性浸出情况均符合国家标准。
综上可知,本发明通过在飞灰中同时添加依地酸二钠溶液、凝石、细砂料和石棉,有效地对飞灰中的铅进行了稳定化,提高了飞灰固化体的整体密度,增加了飞灰固化体的无侧限抗压强度、抗拉强度和抗渗性,在堆填至现场以后,可以提高飞灰堆体的承载力和稳定性,且本发明的方案通过采用依地酸二钠和凝石,大幅节约了采购成本。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种飞灰固化稳定化处理的工艺,其特征在于,包括以下步骤:将飞灰、依地酸二钠溶液、凝石、细砂料和石棉按照100∶2~6∶3~7∶2~5∶1~4的质量比进行混合并搅拌,经成型、养护后,完成固化稳定化处理。
2.根据权利要求1所述的飞灰固化稳定化处理的工艺,其特征在于,所述飞灰、依地酸二钠溶液、凝石、细砂料和石棉的质量比为100∶3~5∶3~6∶2~4∶1~3。
3.根据权利要求1或2所述的飞灰固化稳定化处理的工艺,其特征在于,所述依地酸二钠溶液中,依地酸二钠与水的质量比为1∶40~60。
4.根据权利要求1或2所述的飞灰固化稳定化处理的工艺,其特征在于,所述凝石的粒径为20μm~60μm。
5.根据权利要求1或2所述的飞灰固化稳定化处理的工艺,其特征在于,所述细砂料的粒径为0.25mm~0.35mm,所述细砂料包括清水砂、山砂和海砂中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的飞灰固化稳定化处理的工艺,其特征在于,所述细砂料为清水砂,所述清水砂的细度模数为1.6~2.2,单级最大压碎指标≤30%,含水率≤14%,所述清水砂中含有的泥颗粒和石粉的总质量分数≤3%,所述泥颗粒的粒径≤75μm。
7.根据权利要求1或2所述的飞灰固化稳定化处理的工艺,其特征在于,所述石棉为石棉纤维或石棉绒。
8.根据权利要求1或2所述的飞灰固化稳定化处理的工艺,其特征在于,所述养护的时间为3天~7天。
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