CN113501679A - 协同利用垃圾焚烧飞灰和钢渣制备高强度砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种协同利用垃圾焚烧飞灰和钢渣制备高强度砖的方法，包括以下步骤：(1)将钢渣进行研磨，得到钢渣粉；(2)将高炉矿渣研磨，得到高炉矿渣粉；(3)将钢渣粉、高炉矿渣粉、飞灰混合，得到飞灰互掺粉；(4)将水和飞灰互掺粉混合，搅拌均匀，入模，养护，得到阳极组件块；(5)将磷酸钠和硅酸钠混合，得到硅磷试剂；(6)将硅磷试剂与水混合，搅拌至磷酸钠和硅酸钠完全溶解，得到硅磷溶液；(7)将乙醇加入硅磷溶液，得电解液；(8)将阳极组件块连接到阳极并浸泡在电解液中，连接直流电源，活化，取下阳极组件块，养护，得到高强度砖。本发明工艺简单，可在常温环境下操作实现将垃圾焚烧飞灰转化为高强度砖。

Description

协同利用垃圾焚烧飞灰和钢渣制备高强度砖的方法
技术领域
本发明属于垃圾焚烧飞灰资源化利用领域，尤其涉及协同利用垃圾焚烧飞灰和钢渣制备高强度砖的方法。
背景技术
随着经济快速发展，城市不断扩展，居民生活中产生的垃圾量指数增加，预计未来五年内生活垃圾产生量将达到惊人的4亿吨。当前我国处理生活垃圾主要有三种方式，包括填埋、堆肥、和焚烧。其中焚烧处理可大幅降低生活垃圾体积减少占地压力，同时供应电能，其已逐渐成为生活垃圾处置最受青睐的方式。仅2019年我国拟在建的垃圾焚烧发电厂就达到了600座。生活垃圾焚烧过程中会产生3％～5％的垃圾焚烧飞灰。垃圾焚烧飞灰被列在《国家危险废弃物名录》中，属于危险废弃物的一种。垃圾焚烧飞灰颗粒细小、比表面积大，含有重金属和二噁英类污染物。生活垃圾焚烧飞灰若未经处置直接排放到环境中会对土壤和地表地下水体造成严重污染，从而危害周边居民健康。因此，2020年试发布的《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范(试行)》(HJ 1134)对生活垃圾焚烧飞灰收集、贮存、运输、处理和处置过程的污染控制提出了相关技术要求。目前，垃圾焚烧飞灰的资源化途径主要包括用垃圾焚烧飞灰生产水泥、混凝土、陶粒和砖。行业标准HJ 1134中明确禁止利用垃圾焚烧飞灰制备烧结砖，因此，对于利用垃圾焚烧飞灰制备砖，特指的是免烧砖。利用垃圾焚烧飞灰制备免烧砖，一般是用胶凝材料混合垃圾焚烧飞灰，然后养护后获得。因此当前利用垃圾焚烧飞灰制备的免烧砖普遍存在强度低和重金属浸出浓度高问题，制备的砖无法在建材领域实现安全的资源化利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种协同利用垃圾焚烧飞灰和钢渣制备高强度砖的方法，以解决现有技术存在的利用垃圾焚烧飞灰制备的免烧砖普遍存在强度低和重金属浸出浓度高问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种协同利用垃圾焚烧飞灰和钢渣制备高强度砖的方法，包括以下步骤：
(1)将钢渣进行研磨，得到钢渣粉；
(2)将高炉矿渣研磨，得到高炉矿渣粉；
(3)将钢渣粉、高炉矿渣粉、飞灰混合，得到飞灰互掺粉；
(4)将水和飞灰互掺粉混合，搅拌均匀，入模，养护，得到阳极组件块；
(5)将磷酸钠和硅酸钠混合，得到硅磷试剂；
(6)将硅磷试剂与水混合，搅拌至磷酸钠和硅酸钠完全溶解，得到硅磷溶液；
(7)将乙醇加入硅磷溶液，得电解液；
(8)将阳极组件块连接到阳极并浸泡在电解液中，连接直流电源，活化，取下阳极组件块，养护，得到高强度砖。
所述步骤(1)和(2)中，研磨时间均为1～6小时。
所述步骤(3)中，钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰的质量比为5～25:20～60:100。
所述步骤(4)中，水和飞灰互掺粉水灰比为0.2～0.5:1，养护3～7天。
所述步骤(5)中，磷酸钠和硅酸钠质量比为5～15:100。
所述步骤(6)中，硅磷试剂与水的质量液体比为20～60:100g:mL。
所述步骤(7)中，电解液中乙醇含量为20～40％。
所述步骤(8)中，200～1000V电压条件下活化2～4小时，养护5～25天。
本发明的原理是：将钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰混合后，加水搅拌过程，搅拌及养护过程中飞灰及钢渣中的碱性物质(氧化钙与碳酸钙)发生水解，生成大量氢氧根。氢氧根通过碱激作用促进高炉矿渣及钢渣中的硅酸盐、铝酸盐溶解并与高炉矿渣及钢渣中的氧化钙与氧化铁生成水化硅酸钙、铁铝酸四钙及地质聚合物，从而固化形成含铁的阳极组件块。接通电源后，连接在阳极的阳极组件块内搅拌及养护过程中未溶解二氧化硅发生氧化转化成具有更高活性的硅酸盐，随后与钙、铝、铁反应水化硅酸钙和地质聚合物，从而强化固化阳极组件块。从钢渣中引入到阳极组件块中的铁元素保证了阳极组件的导电性。在接通电源后，电解液中的硅酸根与磷酸根在电迁移作用下迁移至阳极组件块表面并与阳极组件块表面的钙铁反应生成磷酸铁、水化硅酸钙、硅磷酸钙等物质组成的致密强化层。在电解液中加入适量的乙醇可以抑制水解作用，从而保证磷酸根和硅酸根迁移、加载和反应过程持续进行。
有益效果：本发明为垃圾焚烧飞灰资源化开辟了一条路径。本发明工艺简单，可在常温环境下操作实现将垃圾焚烧飞灰转化为高强度砖。本发明协同利用垃圾焚烧飞灰和钢渣制备的高强度砖的抗压强度最高可达79.45MPa，高强度砖的重金属及二噁英浸出浓度符合飞灰处理产物污染控制要求。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
生活垃圾焚烧飞灰取自常熟某垃圾焚烧发电厂，为布袋除尘器收集。垃圾焚烧飞灰样中主要含有30％～45％CaO、10％～20％Cl、6％～12％Na2O、6％～12％K2O、3％～8％SO2、3％～8％SiO2、2％～6％MgO、2％～6％Fe2O3、2％～6％Al2O3、0.5％～1.5％CrO3、0.1％～0.5％CdO、0.1％～0.5％NiO、0.1％～0.5％PbO等成分。
实施例1
钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比对所制备高强度砖强度及重金属浸出浓度影响
将钢渣进行研磨1小时，得到钢渣粉。将高炉矿渣研磨1小时，得到高炉矿渣粉。按照钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比5:10:100、5:15:100、5:18:100、2.5:20:100、3.5:20:100、4.5:20:100、5:20:100、5:40:100、5:60:100、15:20:100、15:40:100、15:60:100、25:20:100、25:40:100、25:60:100、26:60:100、28:60:100、30:60:100、25:62:100、25:65:100、25:70:100分别称取钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰，混合，得到飞灰互掺粉。按照水和飞灰互掺粉水灰比0.2:1分别称取水和飞灰互掺粉，混合，搅拌均匀，入模，养护3天，得到阳极组件块。按照磷酸钠和硅酸钠质量比5:100分别称取磷酸钠和硅酸钠，混合，得到硅磷试剂。按照硅磷试剂与水质量液体比20:100g:mL分别称取硅磷试剂与水，混合，搅拌至磷酸钠和硅酸钠完全溶解，得到硅磷溶液。将乙醇加入硅磷溶液，得电解液，电解液中乙醇含量为20％。将阳极组件块连接到阳极并浸泡在电解液中，连接直流电源，200V电压条件下活化2小时，取下阳极组件块，养护5天，得到高强度砖。
抗压强度测试：本发明制备高强度砖的抗压强度测试按照《混凝土实心砖》(GBT21144)标准执行。
浸出液制备：本发明制备高强度砖的浸出液按照《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ 557)制备。
浸出液中重金属离子浓的度测定：浸出液中铅、镍、镉三种污染物浓度按照《水质32种元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》(HJ 776)测定。浸出液中总铬按照《水质铬的测定火焰原子吸收分光光度法》(HJ 757-2015)测定。
表1钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比对所制备高强度砖强度及重金属浸出浓度影响
Figure BDA0003133582210000041
由表1可看出，当钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比小于5:20:100时(如表1中，钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比＝4.5:20:100、3.5:20:100、2.5:20:100、5:18:100、5:15:100、5:10:100时以及表1中未列举的更低比值)，钢渣粉末和高炉矿渣粉末掺入较少，水化硅酸钙、铁铝酸四钙及地质聚合物生成量减少，阳极主件块导电性变差，导致所制备的高强度砖的抗压强度随着钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比减小而显著降低，铅、总铬、镉、镍浸出浓度出现超过《污水综合排放标准》(GB 8978)限值的情况。当钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比等于5～25:20～60:100时(如表1中，钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比＝5:20:100、5:40:100、5:60:100、15:20:100、15:40:100、15:60:100、25:20:100、25:40:100、25:60:100时)，将钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰混合后，加水搅拌过程，搅拌及养护过程中飞灰及钢渣中的碱性物质(氧化钙与碳酸钙)发生水解，生成大量氢氧根。氢氧根通过碱激作用促进高炉矿渣及钢渣中的硅酸盐、铝酸盐溶解并与高炉矿渣及钢渣中的氧化钙与氧化铁生成水化硅酸钙、铁铝酸四钙及地质聚合物，从而固化形成含铁的阳极组件块。最终，所制备的高强度砖抗压强度均大于37MPa，浸出液中重金属浓度均不超过GB 8978中规定的最高允许排放浓度限值，即镉低于0.1mg/L、铬低于0.5mg/L、镍低于1.0mg/L、铅低于1.0mg/L。当钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比大于25:60:100时(如表1中，钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比＝26:60:100、28:60:100、30:60:100、25:62:100、25:65:100、25:70:100时以及表1中未列举的更高比值)，所制备的高强度砖抗压强度随着钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比进一步增加变化不显著，浸出液中重金属浓度均不超过GB 8978中规定的最高允许排放浓度限值，即镉低于0.1mg/L、铬低于0.5mg/L、镍低于1.0mg/L、铅低于1.0mg/L。因此，综合而言，结合效益与成本，当钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比等于5～25:20～60:100时，最有利于提高所制备的高强度砖性能。
实施例2
磷酸钠和硅酸钠质量比对所制备高强度砖强度及重金属浸出浓度影响
将钢渣进行研磨3.5小时，得到钢渣粉。将高炉矿渣研磨3.5小时，得到高炉矿渣粉。按照钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比25:60:100分别称取钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰，混合，得到飞灰互掺粉。按照水和飞灰互掺粉水灰比0.35:1分别称取水和飞灰互掺粉，混合，搅拌均匀，入模，养护5天，得到阳极组件块。按照磷酸钠和硅酸钠质量比2.5:100、3.5:100、4.5:100、5:100、10:100、15:100、15.5:100、16.5:100、17.5:100分别称取磷酸钠和硅酸钠，混合，得到硅磷试剂。按照硅磷试剂与水质量液体比40:100g:mL分别称取硅磷试剂与水，混合，搅拌至磷酸钠和硅酸钠完全溶解，得到硅磷溶液。将乙醇加入硅磷溶液，得电解液，电解液中乙醇含量为30％。将阳极组件块连接到阳极并浸泡在电解液中，连接直流电源，600V电压条件下活化3小时，取下阳极组件块，养护15天，得到高强度砖。
抗压强度测试、浸出液制备、浸出液中重金属离子浓的度测定均同实施例1。
表2磷酸钠和硅酸钠质量比对所制备高强度砖强度及重金属浸出浓度影响
Figure BDA0003133582210000061
由表2可看出，在磷酸钠和硅酸钠质量比现有取值范围，浸出液中重金属浓度均不超过GB 8978中规定的最高允许排放浓度限值，即镉低于0.1mg/L、铬低于0.5mg/L、镍低于1.0mg/L、铅低于1.0mg/L。同时，当磷酸钠和硅酸钠质量比小于5:100时(如表2中，磷酸钠和硅酸钠质量比＝4.5:100、3.5:100、2.5:100时以及表2中未列举的更低比值)，磷酸钠较少，接通电源后在阳极组件块表面生成的强化层致密度降低，导致制备的高强度砖的抗压强度随着磷酸钠和硅酸钠质量比减小而显著降低。当磷酸钠和硅酸钠质量比等于5～15:100时(如表2中，磷酸钠和硅酸钠质量比＝5:100、10:100、15:100时)，在接通电源后，电解液中的硅酸根与磷酸根在电迁移作用下迁移至阳极组件块表面并与阳极组件块表面的钙铁反应生成磷酸铁、水化硅酸钙、硅磷酸钙等物质组成的致密强化层。最终，所制备的高强度砖抗压强度均大于44MPa。当磷酸钠和硅酸钠质量比大于15:100时(如表2中，磷酸钠和硅酸钠质量比＝15.5:100、16.5:100、17.5:100时以及表2中未列举的更高比值)，磷酸钠过多，接通电源后在阳极组件块表面生成的强化层致密度降低，导致制备的高强度砖的抗压强度随着磷酸钠和硅酸钠质量比进一步增加而显著降低。因此，综合而言，结合效益与成本，当磷酸钠和硅酸钠质量比等于5～15:100时，最有利于提高所制备的高强度砖性能。
实施例3
电压对所制备高强度砖强度及重金属浸出浓度影响
将钢渣进行研磨6小时，得到钢渣粉。将高炉矿渣研磨6小时，得到高炉矿渣粉。按照钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比25:60:100分别称取钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰，混合，得到飞灰互掺粉。按照水和飞灰互掺粉水灰比0.5:1分别称取水和飞灰互掺粉，混合，搅拌均匀，入模，养护7天，得到阳极组件块。按照磷酸钠和硅酸钠质量比15:100分别称取磷酸钠和硅酸钠，混合，得到硅磷试剂。按照硅磷试剂与水质量液体比60:100g:mL分别称取硅磷试剂与水，混合，搅拌至磷酸钠和硅酸钠完全溶解，得到硅磷溶液。将乙醇加入硅磷溶液，得电解液，电解液中乙醇含量为40％。将阳极组件块连接到阳极并浸泡在电解液中，连接直流电源，100V、150V、180V、200V、600V、1000V、1050V、1100V、1200V电压条件下分别活化4小时，取下阳极组件块，养护25天，得到高强度砖。
抗压强度测试、浸出液制备、浸出液中重金属离子浓的度测定均同实施例1。
表3电压对所制备高强度砖强度及重金属浸出浓度影响
Figure BDA0003133582210000071
由表3可看出，当电压小于200V时(如表3中，电压＝180V、150V、100V时以及表3中未列举的更低值)，电压较小，接通电源后阳极组件块表面生成的磷酸铁、水化硅酸钙、硅磷酸钙等物质减少，导致所制备的高强度砖的抗压强度随着电压减小而显著降低，铅、总铬、镉、镍浸出浓度出现超过《污水综合排放标准》(GB 8978)限值的情况。当电压等于200～1000V时(如表3中，电压＝200V、600V、1000V时)，在接通电源后，电解液中的硅酸根与磷酸根在电迁移作用下迁移至阳极组件块表面并与阳极组件块表面的钙铁反应生成磷酸铁、水化硅酸钙、硅磷酸钙等物质组成的致密强化层。最终，所制备的高强度砖抗压强度均大于37MPa，浸出液中重金属浓度均不超过GB 8978中规定的最高允许排放浓度限值，即镉低于0.1mg/L、铬低于0.5mg/L、镍低于1.0mg/L、铅低于1.0mg/L。当电压大于1000V时(如表3中，电压＝1050V、1100V、1200V时以及表3中未列举的更大值)，所制备的高强度砖抗压强度随着电压进一步增加变化不显著，浸出液中重金属浓度均不超过GB 8978中规定的最高允许排放浓度限值，即镉低于0.1mg/L、铬低于0.5mg/L、镍低于1.0mg/L、铅低于1.0mg/L。因此，综合而言，结合效益与成本，当电压等于200～1000V时，最有利于提高所制备的高强度砖性能。
对比例
不同工艺制备的高强度砖性能对比
本发明制备工艺：将钢渣进行研磨6小时，得到钢渣粉。将高炉矿渣研磨6小时，得到高炉矿渣粉。按照钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比25:60:100分别称取钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰，混合，得到飞灰互掺粉。按照水和飞灰互掺粉水灰比0.5:1分别称取水和飞灰互掺粉，混合，搅拌均匀，入模，养护7天，得到阳极组件块。按照磷酸钠和硅酸钠质量比15:100分别称取磷酸钠和硅酸钠，混合，得到硅磷试剂。按照硅磷试剂与水质量液体比60:100g:mL分别称取硅磷试剂与水，混合，搅拌至磷酸钠和硅酸钠完全溶解，得到硅磷溶液。将乙醇加入硅磷溶液，得电解液，电解液中乙醇含量为40％。将阳极组件块连接到阳极并浸泡在电解液中，连接直流电源，1000V电压条件下活化4小时，取下阳极组件块，养护25天，得到高强度砖。
对比工艺1：将钢渣进行研磨6小时，得到钢渣粉。将高炉矿渣研磨6小时，得到高炉矿渣粉。按照钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰质量比25:60:100分别称取钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰，混合，得到飞灰互掺粉。按照水和飞灰互掺粉水灰比0.5:1分别称取水和飞灰互掺粉，混合，搅拌均匀，入模，养护32天，得到高强度砖。
对比工艺2：将高炉矿渣研磨6小时，得到高炉矿渣粉。按照高炉矿渣粉末与飞灰质量比60:100分别称取高炉矿渣粉末和飞灰，混合，得到飞灰互掺粉。按照水和飞灰互掺粉水灰比0.5:1分别称取水和飞灰互掺粉，混合，搅拌均匀，入模，养护7天，得到阳极组件块。按照磷酸钠和硅酸钠质量比15:100分别称取磷酸钠和硅酸钠，混合，得到硅磷试剂。按照硅磷试剂与水质量液体比60:100g:mL分别称取硅磷试剂与水，混合，搅拌至磷酸钠和硅酸钠完全溶解，得到硅磷溶液。将乙醇加入硅磷溶液，得电解液，电解液中乙醇含量为40％。将阳极组件块连接到阳极并浸泡在电解液中，连接直流电源，1000V电压条件下活化4小时，取下阳极组件块，养护25天，得到高强度砖。
抗压强度测试、浸出液制备、浸出液中重金属离子浓的度测定均同实施例1。
表4不同工艺制备的高强度砖性能对比
Figure BDA0003133582210000091
由表4可知，本发明制备的高强度砖的抗压强度高于对比工艺1和对比工艺2且高于两者之和。本发明制备的高强度砖的浸出液中重金属浓度均不超过GB 8978中规定的最高允许排放浓度限值，即镉低于0.1mg/L、铬低于0.5mg/L、镍低于1.0mg/L、铅低于1.0mg/L。而对比工艺1和对比工艺2制备的高强度砖的浸出液中重金属浓度均有超过GB 8978中规定的最高允许排放浓度限值情况。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种协同利用垃圾焚烧飞灰和钢渣制备高强度砖的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将钢渣进行研磨，得到钢渣粉；
(2)将高炉矿渣研磨，得到高炉矿渣粉；
(3)将钢渣粉、高炉矿渣粉、飞灰混合，得到飞灰互掺粉；
(4)将水和飞灰互掺粉混合，搅拌均匀，入模，养护，得到阳极组件块；
(5)将磷酸钠和硅酸钠混合，得到硅磷试剂；
(6)将硅磷试剂与水混合，搅拌至磷酸钠和硅酸钠完全溶解，得到硅磷溶液；
(7)将乙醇加入硅磷溶液，得电解液；
(8)将阳极组件块连接到阳极并浸泡在电解液中，连接直流电源，活化，取下阳极组件块，养护，得到高强度砖。
2.根据权利要求1所述的协同利用垃圾焚烧飞灰和钢渣制备高强度砖的方法，其特征在于：所述步骤(1)和(2)中，研磨时间均为1～6小时。
3.根据权利要求1所述的协同利用垃圾焚烧飞灰和钢渣制备高强度砖的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，钢渣粉末、高炉矿渣粉末、飞灰的质量比为5～25:20～60:100。
4.根据权利要求1所述的协同利用垃圾焚烧飞灰和钢渣制备高强度砖的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，水和飞灰互掺粉水灰比为0.2～0.5:1，养护3～7天。
5.根据权利要求1所述的协同利用垃圾焚烧飞灰和钢渣制备高强度砖的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，磷酸钠和硅酸钠质量比为5～15:100。
6.根据权利要求1所述的协同利用垃圾焚烧飞灰和钢渣制备高强度砖的方法，其特征在于：所述步骤(6)中，硅磷试剂与水的质量液体比为20～60:100g:mL。
7.根据权利要求1所述的协同利用垃圾焚烧飞灰和钢渣制备高强度砖的方法，其特征在于：所述步骤(7)中，电解液中乙醇含量为20～40％。
8.根据权利要求1所述的协同利用垃圾焚烧飞灰和钢渣制备高强度砖的方法，其特征在于：所述步骤(8)中，200～1000V电压条件下活化2～4小时，养护5～25天。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114477868A (zh) * 2022-01-26 2022-05-13 常熟理工学院 一种同步制备垃圾焚烧飞灰路基砖和聚合氯化铝的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110125139A (zh) * 2019-04-25 2019-08-16 长江水利委员会长江科学院 基于钢渣和矿渣协同处理飞灰中二噁英和重金属的方法
CN110734250A (zh) * 2019-12-06 2020-01-31 常熟理工学院 一种低导热系数珍珠岩保温板及其制备方法
CN112536156A (zh) * 2020-11-05 2021-03-23 北京大学深圳研究生院 一种处理飞灰中重金属的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110125139A (zh) * 2019-04-25 2019-08-16 长江水利委员会长江科学院 基于钢渣和矿渣协同处理飞灰中二噁英和重金属的方法
CN110734250A (zh) * 2019-12-06 2020-01-31 常熟理工学院 一种低导热系数珍珠岩保温板及其制备方法
CN112536156A (zh) * 2020-11-05 2021-03-23 北京大学深圳研究生院 一种处理飞灰中重金属的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
许鹏等: "垃圾焚烧飞灰制作碱激发砖的环境安全性评估", 《哈尔滨工业大学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114477868A (zh) * 2022-01-26 2022-05-13 常熟理工学院 一种同步制备垃圾焚烧飞灰路基砖和聚合氯化铝的方法
CN114477868B (zh) * 2022-01-26 2022-10-14 常熟理工学院 一种同步制备垃圾焚烧飞灰路基砖和聚合氯化铝的方法

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