CN116199523B - 一种利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法 - Google Patents

一种利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116199523B
CN116199523B CN202211244091.4A CN202211244091A CN116199523B CN 116199523 B CN116199523 B CN 116199523B CN 202211244091 A CN202211244091 A CN 202211244091A CN 116199523 B CN116199523 B CN 116199523B
Authority
CN
China
Prior art keywords
waste
slurry
silicon
containing solid
ceramic microbeads
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211244091.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116199523A (zh
Inventor
吕溥
李金惠
郝迎志
高鹏
赵娜娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Qingziweite Environmental Protection Technology Co ltd
Original Assignee
Suzhou Qingziweite Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Qingziweite Environmental Protection Technology Co ltd filed Critical Suzhou Qingziweite Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN202211244091.4A priority Critical patent/CN116199523B/zh
Publication of CN116199523A publication Critical patent/CN116199523A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116199523B publication Critical patent/CN116199523B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/10—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/70—Chemical treatment, e.g. pH adjustment or oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/1328—Waste materials; Refuse; Residues without additional clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/36—Glass starting materials for making ceramics, e.g. silica glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明属于无机非金属材料技术领域，具体涉及一种利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法。本发明所提供的利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法，既能提高固废和副产品的利用效率，又不会造成设备腐蚀和新的环境污染，同时还能最大限度的节约能源，实现了真正意义上的绿色环保和高价值回收利用；并且本发明所制备的陶瓷微珠质轻、高强且毒物/重金属浸出量均符合相关标准，各项性能优异，能够广泛用于沙漠治理、土壤缓释、保温防火、建筑材料、药物制剂等诸多领域。

Description

一种利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法
技术领域
本发明属于无机非金属材料技术领域，具体涉及一种利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法。
背景技术
随着科学技术的飞速发展及生活水平的日益提高，垃圾的种类和排放量也快速增长，诸如生活垃圾、废弃聚氨酯、市政污泥等固体废物的产生量越来越大，另外还出现了废弃风机叶片、废弃光伏板等新型固体废物。出于环境保护和废物利用的目的，越来越多的工作致力于如何将垃圾变废为宝且不污染环境的研究。
目前，对于生活垃圾的处置多以焚烧发电为主，据了解，国内现有生活垃圾焚烧发电厂400余家，每日处理生活垃圾约60万吨，生活垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧烟气净化系统收集而得到的粉状物质，属于危险废物(编码为HW18)，现有的飞灰处置方法以固化填埋和水泥窑协同处置为主。而对于废弃风机叶片，从国际上普遍通用的风机回收工艺来看，虽然90％的风机材料能够实现回收利用，但剩下的部分却面临着工序复杂、不可回收的挑战，究其原因在于大多数叶片由复合塑料制成，其中还含有双相玻璃钢材料，这种材料因其重量、结构和空气动力学(当成型为叶片时)而被选择，并不是为了可回收性，但将纤维与嵌入其中的聚合物树脂分离是非常困难的，只有实现这种分离才能确保最高价值的再循环利用。而实现这一目标的技术还处于初级阶段，所以迄今为止大多数实践都采用了不需要分离的选项，因此如何实现风机全生命周期的绿色处理，成为摆在全球风电行业面前的一道难题。至于其他种类垃圾的处置方法，尽管国家出台了多项管理规定，但对于废弃聚氨酯、废弃光伏板、垃圾分类回收的玻璃制品、市政污泥等的处置依然面临着技术瓶颈。
陶瓷微珠是一种由一个或多个尺寸微小的空心球组成的无机非金属材料球体，直径在几十至几百微米之间，具有质轻、低导热、隔音、耐磨、高分散、电绝缘性和热稳定性好、制备成本低等特点，与传统的空心玻璃微珠相比，陶瓷聚空心球抗压强度可以达到前者的数十倍，是一种用途广泛的质轻、高强、性能优异的新型轻质空心材料，能够满足石油固井、保温耐火材料、建筑夹层的保温和吸声降噪、建筑外墙的保温节能、回归反射材料、生物制药缓释药物载体等的要求。此外，在电子工业轻质封装材料、吸波材料、深水浮力材料、低度粘合剂、轻质高强混凝土等方面也有潜在的应用。现有技术公开了以垃圾焚烧飞灰、废玻璃、垃圾渗滤液等为原料，通过造粒、烧结工艺制备玻璃陶粒的方法，该方法可分解原料中的二噁英污染物，并将重金属固化在烧结产品中，由此制得的玻璃陶粒满足毒性浸出标准。但上述方法也存在着如下缺陷：(1)直接使用垃圾焚烧飞灰作为原料，而未对其进行任何预处理，由于垃圾焚烧飞灰中含有大量的氯元素，会导致设备的腐蚀，并且也不利于氯的综合利用；(2)未考虑其他类型固体废物的合理利用，并且对于制备过程中产生的烟气、热量等也未充分利用，一方面造成了现有资源的浪费，另一方面也带来了新的环境污染与破坏。
发明内容
鉴于此，本发明要解决的技术问题是现有的利用固废制备陶粒的方法缺乏对固废及副产品的有效利用，且对设备和环境不友好，进而提供一种利用含硅固废制备陶瓷微珠的新方法，该方法既能提高固废和副产品的利用效率，又不会造成设备腐蚀和新的环境污染，实现了真正意义上的绿色环保和高价值回收利用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法，包括以下步骤：
(1)将生活垃圾焚烧飞灰用水清洗脱氯，获得脱氯飞灰、氨气和含盐废水；
(2)将所述脱氯飞灰与高热值含硅固废、分散剂和水混合，研磨，制得第一浆料；向所述第一浆料中加入发泡剂并通入所述氨气，混合，制得第二浆料；
其中，所述高热值含硅固废包括废弃风机叶片、废弃光伏板、废弃聚氨酯、脱水市政污泥中的任意一种或多种；
(3)将所述第二浆料雾化造粒，所得湿颗粒经干燥、气固分离后获得坯体，将所述坯体烧结，冷却。
可选地，所述脱氯飞灰与所述高热值含硅固废、所述分散剂的质量比为50～60：17～30：1～2。
可选地，在所述第一浆料的制备过程中还包括添加废弃玻璃制品的步骤，所述废弃玻璃制品与所述脱氯飞灰的质量比为18～23:50～60。
可选地，所述第一浆料中固体颗粒的粒径为1～100μm。
可选地，所述第二浆料的含水率为40～70％。
可选地，所述发泡剂与所述第一浆料的质量比为1～2:85～115。
可选地，所述氨气的通入速率为0.35L/min。
可选地，所述干燥的温度为300～800℃。
可选地，在所述干燥过程中加入过量二噁英阻滞剂。
可选地，所述烧结的温度为850～1050℃，烧结时间为30～40min。
可选地，在所述烧结过程中加入过量二噁英阻滞剂。
可选地，收集所述气固分离步骤和/或所述烧结步骤产生的烟气，对所述烟气进行除尘处理以回收灰尘，用作配制所述第一浆料的原料。
可选地，向所述含氯废水中加入碳酸盐沉淀剂，过滤除去沉淀物后调节液相的pH值至7.0，除去悬浮物，浓缩，得工业盐。
可选地，在MVR蒸发池内进行蒸发浓缩，将产生的凝结水用作所述冷却步骤的冷源。
可选地，将所述冷却步骤回收的热量，用作所述浓缩步骤的热源。
可选地，所述方法制得的陶瓷微珠的粒径为5～32mm，平均粒型系数≤2，密度等级为800，堆积密度为700～800Kg/m3，表观密度为750～900Kg/m3，筒压强度≥4.3MPa，导热系数≤0.12W/(m·K)，吸水率≤10％。
本发明还提供了上述的陶瓷微珠在沙漠治理、土壤缓释、保温防火、建筑材料、药物制剂中的应用。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：
1.本发明提供的利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法，采用生活垃圾焚烧飞灰和高热值含硅固废为原料，其中高热值含硅固废包括废弃风机叶片、废弃光伏板、废弃聚氨酯、脱水市政污泥中的任意一种或多种，既扩大了原料的适用范围，极大地缓解了环境压力，同时又能充分利用这些固废中所含的有机可燃物的高热值为烧结过程提供热量，从而可减少整个工艺的能量消耗。
本发明还对生活垃圾焚烧飞灰进行了水洗脱氯处理，一方面可避免因氯元素的存在而导致设备腐蚀问题，另一方面还可将水洗过程中所挥发的氨气用于发泡过程，以使浆料发泡更均匀、顺速，由此制成的陶瓷微珠空密度更大，吸附性明显提升，同时还避免了因氨气排放而带来的新的环境污染。
2.本发明提供的利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法，通过控制干燥和烧结步骤的温度，利用高温消解固体(危险)废物中存在的二噁英，根据需要还可加入阻滞剂以阻滞高温过程中可能产生的二噁英，使得最终制备的陶瓷微珠满足《固体废物再生利用污染防治技术导则》(HJ1091-2020)的相关要求。
3.本发明提供的利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法，通过对气固分离步骤和/或烧结步骤产生的烟气进行除尘处理，不仅可净化副产的气体，有利于保护环境，同时还可将回收的灰尘用作制备陶瓷微珠的原料，最大程度地实现了资源的充分利用和环境保护。
4.本发明提供的利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法，还包括对水洗飞灰步骤副产的含盐废水进行除杂和浓缩处理，得到工业盐副产品，实现了固废最大价值的资源化利用，并且将陶瓷微珠冷却过程中产生的余热用于蒸发浓缩，再将蒸发浓缩过程中产生的凝结水用于陶瓷微珠的冷却，由此实现了热能的循环利用，进一步降低了整个工艺的能量消耗。
综上所述，本发明提供的利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法既能提高固废和副产品的利用效率，又不会造成设备腐蚀和新的环境污染，同时还能最大限度的节约能源，实现了真正意义上的绿色环保和高价值回收利用。
5.本发明制备的陶瓷微珠质轻、高强且毒物/重金属浸出量均符合相关标准，各项性能优异，能够广泛用于沙漠治理、土壤缓释、保温防火、建筑材料、药物制剂等诸多领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明提供的利用含硅固废制备陶瓷微珠的工艺流程图。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
如图1所示，本发明提供了一种利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法，包括以下步骤：
(1)将生活垃圾焚烧飞灰用水清洗脱氯，获得脱氯飞灰、氨气和含盐废水；
(2)氯废水中加入碳酸盐沉淀剂，过滤除去沉淀物后调节液相的pH值至7.0，除去悬浮物，MVR蒸发池内进行蒸发浓缩，得工业盐，蒸发浓缩所产生的凝结水回收，用于后续烧结后陶瓷微珠坯体的冷却。
(3)将脱氯飞灰与高热值含硅固废、分散剂和水混合，脱氯飞灰与高热值含硅固废、分散剂的质量比为50～60：17～30：1～2，其中，高热值含硅固废中废弃风机叶片：光伏板：废弃聚氨酯：脱水市政污泥的质量之比为2～7：3～5：8～12：4～6，可根据需要加入废弃玻璃制品，废弃玻璃制品与脱氯飞灰的质量比为18～23：50～60，研磨，制得固体颗粒的粒径为1～100μm第一浆料，第一浆料的含水率为40～70％；向所述第一浆料中加入发泡剂，发泡剂与所述第一浆料的质量比为1～2：85～115，加入发泡剂的同时以0.35L/min的速率通入氨气，混合，制得第二浆料；
(4)将所述第二浆料雾化造粒，所得湿颗粒在300～800℃温度下干燥，干燥同时加入过量二噁英阻滞剂，干燥后气固分离后获得坯体，将坯体在850～1050℃温度下烧结30～40min，烧结的同时加入过量二噁英阻滞剂，冷却即得陶瓷微珠，将冷却时所产生的热量用于含氯废水的蒸发结晶，制备工业盐；
(5)收集步骤(3)中所述气固分离步骤和/或所述烧结步骤产生的烟气，对所述烟气进行除尘处理以回收灰尘，用作配制所述第一浆料的原料。
本发明实施例还提供了上述方法制得的陶瓷微珠，其理化性质为：粒径为5～32mm，平均粒型系数≤2，密度等级为800，堆积密度为700～800Kg/m3，表观密度为750～900Kg/m3，筒压强度≥4.3MPa，导热系数≤0.12W/(m·K)，吸水率≤10％。
实施例1
(1)将生活垃圾焚烧飞灰用水清洗脱氯，获得脱氯飞灰、氨气、含盐废水；
(2)将脱氯飞灰与废弃风机叶片、光伏板、废弃聚氨酯、脱水市政污泥、分散剂和水混合，加入废弃玻璃制品，研磨，制得第一浆料，其中脱氯飞灰与废弃风机叶片、光伏板、废弃聚氨酯、脱水市政污泥、废弃玻璃制品、分散剂的质量比为50：7：5：12：6：23：2；
(3)将步骤(1)中清洗生活垃圾焚烧飞灰所产生的含盐废水，放入缓冲水池暂存后将废水转入二级沉淀反应池，加入Na2CO3将钙离子沉淀，过滤，取滤液，滤液加酸调节ph至7.0，经砂滤、精滤池滤过滤，取滤液，滤液转入MVR蒸发池内，待陶瓷微珠坯体烧结后冷却时利用其冷却所散发热量的进行蒸发浓缩，制备工业盐；
(4)将步骤(2)中所制备的第一浆料以发泡剂与第一浆料的质量比为1：85的比例加入的发泡剂，加入发泡剂的同时以0.35L/min的速率通入将步骤(1)中清洗生活垃圾焚烧飞灰所产生的氨气，混合，再次研磨混合均匀，获得第二浆料，控制第二浆料的含水率为40％；
(5)将步骤(4)中所制备的第二浆料放入造粒雾化器雾化为浆料液滴后进入干燥炉内在300℃温度条件下进行干燥，干燥同时加入过量二噁英阻滞剂，干燥后，使用旋风分离器进行气固分离，获得陶瓷微珠坯体，将坯体放置在温度为850℃的烧结炉中烧结40min成型，烧结的同时加入过量二噁英阻滞剂；将气固分离和陶瓷微珠坯体烧结时所产生的烟气进行除尘，除尘后气体经烟气处理系统处理后排放，灰尘回收继续用于制备步骤(2)中的第一浆料；
(5)将步骤(4)中烧结成型的陶瓷微珠取出后用MVR蒸发工艺凝结的凝结水经换热器对烧结后的陶粒/陶瓷微珠进行冷却，陶瓷微珠坯体冷却后即得陶瓷微珠，同时将冷却时所产生的部分热量用于步骤(3)中含盐废水的蒸发浓缩，制备工业盐。
实施例2
(1)将生活垃圾焚烧飞灰用水清洗脱氯，获得脱氯飞灰、氨气、含盐废水；
(2)将脱氯飞灰与废弃风机叶片、光伏板、废弃聚氨酯、脱水市政污泥、分散剂和水混合，加入废弃玻璃制品，研磨，制得第一浆料，其中脱氯飞灰与废弃风机叶片、光伏板、废弃聚氨酯、脱水市政污泥、废弃玻璃制品、分散剂的质量比为60：2：3：8：4：18：1；
(3)将步骤(1)中清洗生活垃圾焚烧飞灰所产生的含盐废水，放入缓冲水池暂存后将废水转入二级沉淀反应池，加入Na2CO3将钙离子沉淀，过滤，取滤液，滤液加酸调节ph至7.0，经砂滤、精滤池滤过滤，取滤液，滤液转入MVR蒸发池内，待陶瓷微珠坯体烧结后冷却时利用其冷却所散发热量的进行蒸发浓缩，制备工业盐；
(4)将步骤(2)中所制备的第一浆料以发泡剂与第一浆料的质量比为2：115的比例加入发泡剂，加入发泡剂的同时以0.35L/min的速率通入将步骤(1)中清洗生活垃圾焚烧飞灰所产生的氨气，混合，再次研磨混合均匀，获得第二浆料，控制第二浆料的含水率为70％；
(5)将步骤(4)中所制备的第二浆料放入造粒雾化器雾化为浆料液滴后进入干燥炉内在800℃温度条件下进行干燥，干燥同时加入过量二噁英阻滞剂，干燥后，使用旋风分离器进行气固分离，获得陶瓷微珠坯体，将坯体放置在温度为1050℃的烧结炉中烧结30min成型，烧结的同时加入过量二噁英阻滞剂；将气固分离和陶瓷微珠坯体烧结时所产生的烟气进行除尘，除尘后气体经烟气处理系统处理后排放，灰尘回收继续用于制备步骤(2)中的第一浆料；
(5)将步骤(4)中烧结成型的陶瓷微珠取出后用MVR蒸发工艺凝结的凝结水经换热器对烧结后的陶粒/陶瓷微珠进行冷却，陶瓷微珠坯体冷却后即得陶瓷微珠，同时将冷却时所产生的部分热量用于步骤(3)中含盐废水的蒸发浓缩，制备工业盐。
对比例1
除以下内容外，其余内容与实施例1相同。
省略第二浆料的制备，直接将第一浆料用于离心雾化干燥造粒。
实验例1理化性能检测
本发明实施例1～2及对比例1制备的陶瓷微珠的理化性能如表1所示。
表1
实验例2二噁英含量检测
取实施例1～2及对比例1制得的陶瓷微珠试验样品7个，检测其中的二噁英含量，结果如表2所示。
表2
结果表明，根据本发明提供的方法制备的陶瓷微珠样品中浸出的二噁英数值均未超过《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范》(HJ 1134-2020)中(6.3a)规定的标准限值50ng TEQ/kg的限值。
实验例3重金属毒性浸出试验
(1)实施例1～2及对比例1中7个陶瓷微珠试验样品(同实验例2)重金属砷、铅、镉、铬、铜、镍、锌和锰的浸出浓度测定结果如表3所示：
表3
其中，浸出方法为《水泥胶砂中可浸出重金属的测定方法》(GB/T 30810-2014)；砷元素检测方法为《水质汞、砷、硒、铋、锑的测定原子荧光法》(HJ 694-2014)；其余元素检测方法为《固体废物金属元素的测定电感耦合等离子体质谱法》(HJ 766-2015)。
(2)实施例1～2及对比例1中7个陶瓷微珠试验样品(同实验例2)中重金属汞、烷基汞、砷、铅、镉、铬、铜、镍、锌、锰、六价铬、铍、银和硒的浸出浓度测定结果如表4所示：
表4
其中，浸出方法为《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ 557-2010)；汞、砷元素检测方法为《水质汞、砷、硒、铋、锑的测定原子荧光法》(HJ 694-2014)；烷基汞检测方法为《水质烷基汞的测定气相色谱法》(GB/T 14204-1993》；六价铬检测方法为《固体废物六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法》(GB/T 15555.4-1995)；其余元素的检测方法为《水质32种元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》(HJ 776-2015)。
结果表明，根据本发明提供的方法制备的陶瓷微珠样品中重金属汞、烷基汞、砷、铅、镉、铬、铜、镍、锌、锰、六价铬、铍、银和硒的浸出浓度均满足《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范》(HJ 1134-2020)中(6.3b)的要求。
实验例4可溶性氯含量检测
实施例1～2中5个陶瓷微珠试验样品(同实验例2)中可溶性氯含量检测结果如表5所示：
表5
其中，浸出方法为《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ 557-2010)，检测方法为《水质无机阴离子(F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO32-、SO42-)的测定离子色谱法》(HJ 84-2016)。
结果表明，根据本发明提供的方法制备的陶瓷微珠样品均满足《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范》(HJ 1134-2020)中(6.3c)的要求。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将生活垃圾焚烧飞灰用水清洗脱氯，获得脱氯飞灰、氨气和含盐废水；
（2）将所述脱氯飞灰与高热值含硅固废、分散剂和水混合，研磨，制得第一浆料；向所述第一浆料中加入发泡剂并通入所述氨气，混合，制得第二浆料，所述第二浆料的含水率为40~70%；
其中，所述高热值含硅固废包括废弃风机叶片、废弃光伏板、废弃聚氨酯、脱水市政污泥中的任意一种或多种；所述脱氯飞灰与所述高热值含硅固废、所述分散剂的质量比为50~60：17~30：1~2；
（3）将所述第二浆料雾化造粒，所得湿颗粒经干燥、气固分离后获得坯体，将所述坯体烧结，所述烧结的温度为850~1050℃，烧结时间为30~40min，冷却；
收集所述气固分离步骤和/或所述烧结步骤产生的烟气，对所述烟气进行除尘处理以回收灰尘，用作配制所述第一浆料的原料。
2.根据权利要求1所述的利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法，其特征在于，
在所述第一浆料的制备过程中还包括添加废弃玻璃制品的步骤，所述废弃玻璃制品与所述脱氯飞灰的质量比为18~23：50~60；和/或，
所述第一浆料中固体颗粒的粒径为1～100μm。
3.根据权利要求1所述的利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法，其特征在于，所述发泡剂与所述第一浆料的质量比为85~115:1~2；和/或，
所述氨气的通入速率为0.35L/min。
4.根据权利要求1所述的利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法，其特征在于，所述干燥的温度为300~800℃；和/或，
在所述干燥过程中加入二噁英阻滞剂。
5.根据权利要求1所述的利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法，其特征在于，
在所述烧结过程中加入二噁英阻滞剂。
6.根据权利要求1~5任一项所述的利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法，其特征在于，向所述含盐废水中加入碳酸盐沉淀剂，过滤除去沉淀物后调节液相的pH值至7.0，除去悬浮物，浓缩，得工业盐。
7.根据权利要求6所述的利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法，其特征在于，在MVR蒸发池内进行蒸发浓缩，将产生的凝结水用作所述冷却步骤的冷源；和/或，
将所述冷却步骤回收的热量，用作所述浓缩步骤的热源。
8.根据权利要求1~7任一项所述的利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法制得的陶瓷微珠，其特征在于，所述陶瓷微珠的粒径为5~32mm，平均粒型系数≤2，密度等级为800，堆积密度为700~800kg/m3，表观密度为750~900kg/m3，筒压强度≥4.3MPa，导热系数≤0.12W/(m·K)，吸水率≤10%。
9.权利要求8所述的陶瓷微珠在沙漠治理、土壤缓释、建筑材料、药物制剂中的应用。
CN202211244091.4A 2022-10-11 2022-10-11 一种利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法 Active CN116199523B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211244091.4A CN116199523B (zh) 2022-10-11 2022-10-11 一种利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211244091.4A CN116199523B (zh) 2022-10-11 2022-10-11 一种利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116199523A CN116199523A (zh) 2023-06-02
CN116199523B true CN116199523B (zh) 2024-04-30

Family

ID=86518018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211244091.4A Active CN116199523B (zh) 2022-10-11 2022-10-11 一种利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116199523B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106032302A (zh) * 2016-06-16 2016-10-19 浙江富春江环保热电股份有限公司 一种垃圾焚烧飞灰的清洗废水处理方法
CN107159678A (zh) * 2017-05-12 2017-09-15 中南大学 铁矿烧结协同处理垃圾飞灰过程的二噁英控制方法
CN107556029A (zh) * 2017-10-12 2018-01-09 郑承德 一种空心微珠及其制备方法
CN108101511A (zh) * 2017-12-13 2018-06-01 北京工业大学 一种重金属污染土协同焚烧飞灰制备陶粒的微波烧结方法
CN108483930A (zh) * 2018-06-01 2018-09-04 南京新循环保科技有限公司 空心微珠的制备方法
CN109721266A (zh) * 2019-01-21 2019-05-07 江苏中宜生态土研究院有限公司 一种垃圾焚烧飞灰利废烧结陶粒及其制备方法
CN111100719A (zh) * 2019-12-18 2020-05-05 杭州电子科技大学 一种水洗飞灰衍生燃料制备方法
CN111348836A (zh) * 2020-03-12 2020-06-30 宇创环保产业有限公司 一种生活垃圾焚烧发电飞灰等离子熔融制空心玻璃微珠方法
AU2020102229A4 (en) * 2020-09-11 2020-10-29 Tianjin University A preparation method of buoyancy material of floating beads/hollow microspheres/borosilicate glass
CN113751476A (zh) * 2021-10-18 2021-12-07 北京科技大学 一种冶金固废与城市垃圾焚烧飞灰协同处理及循环利用的方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106032302A (zh) * 2016-06-16 2016-10-19 浙江富春江环保热电股份有限公司 一种垃圾焚烧飞灰的清洗废水处理方法
CN107159678A (zh) * 2017-05-12 2017-09-15 中南大学 铁矿烧结协同处理垃圾飞灰过程的二噁英控制方法
CN107556029A (zh) * 2017-10-12 2018-01-09 郑承德 一种空心微珠及其制备方法
CN108101511A (zh) * 2017-12-13 2018-06-01 北京工业大学 一种重金属污染土协同焚烧飞灰制备陶粒的微波烧结方法
CN108483930A (zh) * 2018-06-01 2018-09-04 南京新循环保科技有限公司 空心微珠的制备方法
CN109721266A (zh) * 2019-01-21 2019-05-07 江苏中宜生态土研究院有限公司 一种垃圾焚烧飞灰利废烧结陶粒及其制备方法
CN111100719A (zh) * 2019-12-18 2020-05-05 杭州电子科技大学 一种水洗飞灰衍生燃料制备方法
CN111348836A (zh) * 2020-03-12 2020-06-30 宇创环保产业有限公司 一种生活垃圾焚烧发电飞灰等离子熔融制空心玻璃微珠方法
AU2020102229A4 (en) * 2020-09-11 2020-10-29 Tianjin University A preparation method of buoyancy material of floating beads/hollow microspheres/borosilicate glass
CN113751476A (zh) * 2021-10-18 2021-12-07 北京科技大学 一种冶金固废与城市垃圾焚烧飞灰协同处理及循环利用的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116199523A (zh) 2023-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108480360B (zh) 回转窑熔融法飞灰全资源回收利用及尾气超净排放方法
CN110408959B (zh) 一种铝电解废旧阴极炭块中回收炭和电解质的方法
CN106984633B (zh) 利用等离子体炬资源化处理垃圾焚烧飞灰的方法
CN110026411A (zh) 一种含有机物工业废盐的无害化处理方法
CN209901923U (zh) 一种工业废盐的无害化处理系统
CN112642842B (zh) 一种高温熔融及全资源分类回收处理生活垃圾焚烧飞灰的方法和系统
CN105294142A (zh) 一种赤泥基烧结轻集料及其制备方法
CN104962744A (zh) 一种废弃crt锥玻璃脱铅无害化制备玻璃微珠的方法
CN212349844U (zh) 一种飞灰水洗脱盐联合高温熔融处置的系统
CN109821863B (zh) 一种渗滤液与焚烧飞灰协同处置的方法
CN112934912A (zh) 一种垃圾焚烧飞灰的预处理方法
CN110698174A (zh) 一种轻质污泥陶粒、其制备方法及应用
CN109575880A (zh) 一种利用垃圾飞灰制备ⅰ型融雪剂的方法
CN106810204B (zh) 一种芬顿铁泥阴阳极一体化陶粒及利用芬顿铁泥制备陶粒的方法
CAO et al. Characteristics of MSWI fly ash with acid leaching treatment
CN104324931A (zh) 垃圾焚烧飞灰固化/稳定化处理方法
CN113372133A (zh) 一种以垃圾焚烧飞灰为主体生产陶粒的配方与方法
CN103172284B (zh) 一种含锌废渣与城市生活污泥的资源化利用方法
CN114538472B (zh) 一种垃圾焚烧飞灰脱氯制盐的方法
CN113072313A (zh) 一种协同利用煤化工废渣、废水制备生态混凝土的方法
CN106866243B (zh) 一种利用污泥制备陶粒支撑剂和复合肥的方法
CN116199523B (zh) 一种利用含硅固废制备陶瓷微珠的方法
CN211035721U (zh) 一种生活垃圾焚烧飞灰高温热处置资源化利用系统
CN211757532U (zh) 一种生活垃圾焚烧飞灰水洗脱盐处理系统
CN109126411B (zh) 一种剩余污泥负载铁尾矿改性吸附剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant