CN116425508B - 一种利用垃圾焚烧飞灰和铝灰制备高强度砖的方法及其产品 - Google Patents
一种利用垃圾焚烧飞灰和铝灰制备高强度砖的方法及其产品 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116425508B CN116425508B CN202310701913.5A CN202310701913A CN116425508B CN 116425508 B CN116425508 B CN 116425508B CN 202310701913 A CN202310701913 A CN 202310701913A CN 116425508 B CN116425508 B CN 116425508B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ash
- gel
- aluminum
- strength
- waste incineration
- 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
Links
- 239000002956 ash Substances 0.000 title claims abstract description 141
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 101
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 97
- 239000011449 brick Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 90
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 80
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 69
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 40
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical group [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 10
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 35
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 26
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 16
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000003011 anion exchange membrane Substances 0.000 claims description 12
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 claims description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 abstract description 39
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 27
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 abstract description 23
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 abstract description 23
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 21
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 18
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 13
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 abstract description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 6
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 34
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 12
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 12
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000185 dioxinlike effect Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N alumanylidynemethyl(alumanylidynemethylalumanylidenemethylidene)alumane Chemical compound [Al]#C[Al]=C=[Al]C#[Al] CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 4
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 fluoride ions Chemical class 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- MXZRMHIULZDAKC-UHFFFAOYSA-L ammonium magnesium phosphate Chemical compound [NH4+].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O MXZRMHIULZDAKC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- CKMXBZGNNVIXHC-UHFFFAOYSA-L ammonium magnesium phosphate hexahydrate Chemical compound [NH4+].O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O CKMXBZGNNVIXHC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 3
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 3
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 3
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000003469 silicate cement Substances 0.000 description 3
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 3
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 description 3
- 229910052567 struvite Inorganic materials 0.000 description 3
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N ammonium phosphates Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])([O-])=O ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000006298 dechlorination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 2
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003321 atomic absorption spectrophotometry Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004896 high resolution mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
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
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/34—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing cold phosphate binders
- C04B28/344—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing cold phosphate binders the phosphate binder being present in the starting composition solely as one or more phosphates
-
- 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
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种利用垃圾焚烧飞灰和铝灰制备高强度砖的方法及其产品。所述方法包括以下步骤：混合垃圾焚烧飞灰、铝灰和炉渣粉末，加水，电解，从阴极室导出浆体，固液分离，得到的固体部分为电激发凝胶，得到的吸附完阴极室气体的磷酸水溶液为磷激发剂；混合氧化镁、粉煤矸灰和电激发凝胶，加入磷激发剂，搅拌均匀，养护，得到高强度砖。本发明制备过程简单，基于电激发及电还原充分利用垃圾焚烧飞灰和铝灰中各组分，包括铝灰水解释放的气体及飞灰中的重金属元素，实现垃圾焚烧飞灰和铝灰的高效解毒，所制备的高强度砖氯含量低于1%，二噁英含量低于10ng‑TEQ/kg，重金属浸出浓度均低于0.1mg/L，砖强度均高于18MPa。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用垃圾焚烧飞灰和铝灰制备高强度砖的方法及其产品，属于危险废弃物无害化处置及资源化利用领域。
背景技术
垃圾焚烧飞灰和铝灰均为危险废弃物，需要进行科学且合理的处置。垃圾焚烧飞灰呈碱性，其成分中含有大量的钙基物质，而铝灰中含有大量的氧化铝。因此，垃圾焚烧飞灰和铝灰在成分上具有一定的互补性，具有协同处置的潜力。
然而，除了钙基物质，垃圾焚烧飞灰中还含有大量的可容盐（主要为氯化钠、氯化钾、碱式氯化钙）及少量的重金属和二噁英污染物。铝灰中含有金属铝、氧化铝、氮化铝、碳化铝、可容盐等物质。垃圾焚烧飞灰中的可溶性氯化盐不仅会直接提升所制备建材的氯含量，而且还会显著影响胶凝材料聚胶化反应过程，并延缓凝胶硬化进度，降低材料固化/稳定化性能。而铝灰中含有金属铝、氮化铝、碳化铝、可容盐等物质，当与水接触后，金属铝、氮化铝、碳化铝与水快速发生水解反应，生成氢氧化铝并释放氨气、甲烷气体和氢气。氨气、甲烷气体和氢气的释放也会显著影响胶凝材料反应过程。若直接用水泥基材料或其它胶凝材料对垃圾焚烧飞灰和铝灰进行协同处置，通常所制备的建材产品品质较差，氯含量及污染物浸出毒性高且产品强度低。
专利申请（申请号：202211389650.0，名称：一种垃圾焚烧飞灰与铝灰的协同处理方法）是将矿石渣、铝灰和垃圾焚烧飞灰混合，研磨，煅烧，冷却和磷石膏、单质硫混合，加热，加水后搅拌均匀，得到解毒浆；注入模具，室温养护，脱模，切割，蒸汽养护，得到解毒蒸养砖。该专利申请通过高温煅烧实现矿石渣、铝灰和垃圾焚烧飞灰物相间相互反应，物料间胶凝特性活化离不开高温煅烧过程。同时，该专利申请在煅烧过程直接将铝灰中的氮化铝氧化分解，不仅易造成煅烧烟气中氮氧化物超标，同时没有充分利用铝灰中氮化铝成分；再进一步，该专利申请将水和石膏硫掺煅烧料混合后，搅拌过程中需要控制温度（75~125℃），且解毒浆脱模后还需通过蒸汽养护（150~250℃）才能得到解毒蒸养砖，制备过程温控要求高，制备过程相对复杂。
因此，若想实现垃圾焚烧飞灰和铝灰在建材制备领域的协同应用，必须克服垃圾焚烧飞灰和铝灰因组分特征带来的技术弊端。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种制备过程简单的利用垃圾焚烧飞灰和铝灰制备高强度砖的方法及其产品。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用垃圾焚烧飞灰和铝灰制备高强度砖的方法，包括以下步骤：
（1）分别称取垃圾焚烧飞灰、铝灰和炉渣粉末混合，搅拌均匀，得到铝灰混合灰渣；
（2）将水和步骤（1）中所述的铝灰混合灰渣混合，加入到电解池阴极室中进行电解，从阴极室导出浆体，固液分离，得到的固体部分为电激发凝胶，得到的吸附完阴极室气体的磷酸水溶液为磷激发剂；
（3）分别称取氧化镁、粉煤矸灰和步骤（2）中所述的电激发凝胶，混合，搅拌均匀，得到镁煤凝胶；
（4）混合步骤（2）中所述的磷激发剂和步骤（3）中所述的镁煤凝胶，搅拌均匀，养护，得到高强度砖。
其中，步骤（1）中所述垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末的质量比为40~80：40~80：100。
进一步地，所述的炉渣粉末包括高炉矿渣粉末或垃圾焚烧炉渣粉末。
其中，步骤（2）中所述的水和铝灰混合灰渣的液固比为1~4：1mL/g。
其中，步骤（2）中所述的电解时间为0.5~4.5小时，电解的电流为200~2400A，电压为50~550V。
其中，步骤（2）中所述的电解池中设置有阴离子交换膜。
其中，步骤（2）中所述的磷酸水溶液浓度为0.25~4.25M。
其中，步骤（3）中所述的氧化镁、粉煤矸灰和电激发凝胶的质量比为15~45：25~75：100。
进一步地，所述粉煤矸灰包括粉煤灰或煤矸石粉末。
其中，步骤（4）中所述磷激发剂和镁煤凝胶的质量比为5~25：100。
其中，步骤（4）中所述养护的时间为14~28天。
本发明还提供了一种由所述方法制备的高强度砖。
反应机理：在电解过程中，阴极表面水解产生的氢氧根与二次铝灰中的氢氧化铝与氧化铝反应生成偏铝酸根，从而使得氮化铝与碳化铝更充分地暴露在水相中，高效释放氨气和甲烷气体。阴极室释放的氨气、甲烷、氢气通过磷酸水溶液后，氨气被截留住并与磷酸反应生成磷二酸氢铵、磷酸氢铵，甲烷和氢气被排放到空气中。电极阴极表面水解产生的氢氧根还可以促进炉渣粉末溶解形成硅基溶胶，并进一步促进硅基溶胶与铝灰中形成的偏铝酸根及飞灰中形成的氢氧化钙反应，生成硅铝钙基地质聚合凝胶。在电解过程中飞灰和铝灰中的氯离子、氟离子及硫酸根离子在电迁移作用下由阴极室向阳极室迁移，从而实现飞灰和铝灰中氯离子、氟离子及硫酸根离子的高效去除。同时电解过程中，阴极还原作用还可以实现焚烧飞灰及铝灰中重金属离子电还原，电镀到电极表面。重金属元素电镀电极可进一步催化二噁英脱氯降解，实现对飞灰中二噁英的高效去除。将氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶混合，搅拌过程中三种物料相互反应，生成硅酸镁凝胶、硅酸钙水化物、硅铝酸钙（钠，钾）地质聚合凝胶共混的胶凝产物。混合磷激发剂和镁煤凝胶，在磷酸铵盐激发作用下，镁煤凝胶进一步反应，生成鸟粪石、磷酸（铵）镁水泥凝胶、硅酸盐水泥凝胶、地聚物共混的胶凝产物。在养护过程中，胶凝产物硬化形成高强度砖。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明制备过程简单，基于电激发及电还原充分利用垃圾焚烧飞灰和铝灰中各组分，包括铝灰水解释放的气体及飞灰中的重金属元素，实现垃圾焚烧飞灰和铝灰的高效解毒，所制备的高强度砖氯含量低于1%，二噁英含量低于10ng-TEQ/kg，重金属浸出浓度均低于0.1mg/L，砖强度均高于18MPa。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
高炉矿渣：来自常熟市龙腾特钢有限公司，主要包括42.21%CaO、37.52%SiO2、10.05%Al2O3、4.62%MgO、2.39%TiO2、2.45%SO3及其它成分（不可避免的杂质及烧失量）；
垃圾焚烧炉渣：来自常熟浦发第二热电能源有限公司，主要包括34.05%SiO2、28.17%CaO、10.66%Fe2O3、8.15%Al2O3、5.32%P2O5、2.31%SO3及其它成分（不可避免的杂质及烧失量）；
铝灰：取自上虞市兴驿铝业有限公司，主要包括65.87%Al2O3、8.34%Cl、6.74%Na2O、5.56%SiO2、3.72%MgO、2.46%CaO、2.24%S、1.86%TiO2及其它成分（不可避免的杂质及烧失量）；
垃圾焚烧飞灰：取自江苏常熟第二生活垃圾焚烧发电厂，主要包括36.2%CaO、23.9%Cl、11.0%SO3、11.6%Na2O、6.33%K2O、4.38%SiO2、1.40%Fe2O3、1.25%Al2O3及其它成分（不可避免的杂质及烧失量）。
氧化镁：来自南通润丰石油化工有限公司，主要包括96.04%MgO、0.75%SiO2、0.46%CaO、0.11%Fe2O3及其它成分（不可避免的杂质及烧失量）；
粉煤灰：来自华能国际电力股份有限公司太仓电厂，主要包括43.21%SiO2、27.08%Al2O3、15.62%Fe2O3、6.58%CaO、3.42%TiO2、1.43%SO3、1.04%K2O、0.63%Na2O及其它成分（不可避免的杂质及烧失量）；
煤矸石：来自山西西山煤电股份有限公司，主要包括46.87%SiO2、33.51%Al2O3、12.04%Fe2O3、2.72%CaO、2.36K2O、1.37%TiO2及其它成分（不可避免的杂质及烧失量）。
实施例1 垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末质量比对所制备的高强砖强度及浸出毒性影响
按照质量比25:40:100、30:40:100、35:40:100、40:25:100、40:30:100、40:35:100、40:40:100、60:40:100、80:40:100、40:60:100、60:60:100、80:60:100、40:80:100、60:80:100、80:80:100、80:85:100、80:90:100、80:95:100、85:80:100、90:80:100、95:80:100分别称取垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末混合，搅拌均匀，得到铝灰混合灰渣，其中炉渣粉末为高炉矿渣粉末。按照液固比1:1mL/g将水和铝灰混合灰渣加入到电解池阴极室中，接通电源，边搅拌边电解，阴极室产生的气体通过磷酸水溶液吸收，电解0.5小时后，从阴极室导出浆体，固液分离，得到的固体部分为电激发凝胶，得到的吸附完阴极室气体的磷酸水溶液为磷激发剂，其中阴极室与阳极室间设置阴离子交换膜（FAB-PK-130，德国FuMA-Tech），直流电源电流设置为200A，电压为50V，磷酸水溶液浓度为0.25M。按照质量比15:25:100分别称取氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶，混合，搅拌均匀，得到镁煤凝胶，其中粉煤矸灰为粉煤灰。按照质量比5:100混合磷激发剂和镁煤凝胶，搅拌均匀，入模具，养护14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》（GB/T21144-2007）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 557-2010）制备。
高强度砖的浸出液中重金属离子浓的度测定：浸出液中铅、镉两种污染物浓度按照《水质 32种元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法》（HJ 776-2015）的规定进行测定。高强度砖的浸出液中总铬按照《水质铬的测定 火焰原子吸收分光光度法》（HJ 757-2015）的规定进行测定。
二噁英类物质的测定：二噁英类物质按照《固体废物 二噁英类的测定 同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法》（HJ 77.3-2008）进行测定。
氯含量的测定：高强度砖中氯含量按照《建筑用砂》（GB/T 14684-2011）进行测定。结果如表1所示。
表1垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末质量比对所制备的高强砖强度及浸出毒性影响
由表1可知，当垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末质量比小于40:40:100时（如表1中，垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末质量比=35:40:100、30:40:100、25:40:100、40:35:100、40:30:100、40:25:100时以及表1中未列举的更低比值），垃圾焚烧飞灰和铝灰添加量较少，物料反应失衡，高活性胶凝产物生成量减少，导致所制备的高强砖重金属浸出浓度、氯含量、二噁英含量均随着垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末质量比减小显著增加，而制备的高强砖单轴抗压强度随着垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末质量比减小显著减小。当垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末质量比等于40~80:40~80:100时（如表1中，垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末质量比=40:40:100、60:40:100、80:40:100、40:60:100、60:60:100、80:60:100、40:80:100、60:80:100、80:80:100时），在电解过程中，阴极表面水解产生的氢氧根与二次铝灰中的氢氧化铝与氧化铝反应生成偏铝酸根，从而使得氮化铝与碳化铝更充分地暴露在水相中，高效释放氨气和甲烷气体。阴极室释放的氨气、甲烷、氢气通过磷酸水溶液后，氨气被截留住并与磷酸反应生成磷二酸氢铵、磷酸氢铵，甲烷和氢气被排放到空气中。电极阴极表面水解产生的氢氧根还可以促进炉渣粉末溶解形成硅基溶胶，并进一步促进硅基溶胶与铝灰中形成的偏铝酸根及飞灰中形成的氢氧化钙反应，生成硅铝钙基地质聚合凝胶。在电解过程中飞灰和铝灰中的氯离子、氟离子及硫酸根离子在电迁移作用下由阴极室向阳极室迁移，从而实现飞灰和铝灰中氯离子、氟离子及硫酸根离子的高效去除。同时电解过程中，阴极还原作用还可以实现焚烧飞灰及铝灰中重金属离子电还原，电镀到电极表面。重金属元素电镀电极可进一步催化二噁英脱氯降解，实现对飞灰中二噁英的高效去除。最终，所制备的高强度砖氯含量均低于1%，二噁英含量低于10ng-TEQ/kg，重金属浸出浓度均低于0.1mg/L，砖强度均高于18MPa。当垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末质量比大于80:80:100时（如表1中，垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末质量比=80:85:100、80:90:100、80:95:100、85:80:100、90:80:100、95:80:100时以及表1中未列举的更高比值），垃圾焚烧飞灰和铝灰添加过量，物料反应失衡，导致所制备的高强砖重金属浸出浓度、氯含量、二噁英含量均随着垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末质量比进一步增加而显著增加，而制备的高强砖单轴抗压强度随着垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末质量比进一步增加显著减小。
因此，总体而言，当垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末质量比等于40~80：40~80：100时，最有利于高强度砖制备。
实施例2 氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶质量比对所制备的高强砖强度及浸出毒性影响
按照质量比80：80：100分别称取垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末混合，搅拌均匀，得到铝灰混合灰渣，其中炉渣粉末为垃圾焚烧炉渣粉末。按照液固比2.5：1 mL/g将水和铝灰混合灰渣加入到电解池阴极室中，接通电源，边搅拌边电解，阴极室产生的气体通过磷酸水溶液吸收，电解2.5小时后，从阴极室导出浆体，固液分离，得到的固体部分为电激发凝胶，得到的吸附完阴极室气体的磷酸水溶液为磷激发剂，其中阴极室与阳极室间设置阴离子交换膜（FAB-PK-130，德国FuMA-Tech），直流电源电流设置为1300A，电压为300V，磷酸水溶液浓度为2.25M。按照质量比7.5:25:100、10:25:100、12.5:25:100、15:10:100、15:15:100、15:20:100、15:25:100、30:25:100、45:25:100、15:50:100、30:50:100、45:50:100、15:75:100、30:75:100、45:75:100、45:80:100、45:85:100、45:90:100、50:75:100、55:75:100、60:75:100分别称取氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶，混合，搅拌均匀，得到镁煤凝胶，其中粉煤矸灰为煤矸石粉末。按照质量比15:100混合磷激发剂和镁煤凝胶，搅拌均匀，入模具，养护21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、二噁英类物质的测定、氯含量的测定均同实施例1。结果如表2所示。
表2 氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶质量比对所制备的高强砖强度及浸出毒性影响
由表2可知，当氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶质量比小于15:25:100时（如表2中，氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶质量比=12.5:25:100、10:25:100、7.5:25:100、15:20:100、15:15:100、15:10:100时以及表2中未列举的更低比值），氧化镁和粉煤矸灰添加量较少，生成的硅酸镁凝胶、硅酸钙水化物、硅铝酸钙（钠，钾）地质聚合凝胶共混的胶凝产物较少，导致所制备的高强砖重金属浸出浓度、氯含量、二噁英含量均随着氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶质量比减小显著增加，而制备的高强砖单轴抗压强度随着氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶质量比减小显著减小。当氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶质量比等于15~45:25~75:100时（如表2中，氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶质量比=15:25:100、30:25:100、45:25:100、15:50:100、30:50:100、45:50:100、15:75:100、30:75:100、45:75:100时），将氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶混合，搅拌过程中三种物料相互反应，生成硅酸镁凝胶、硅酸钙水化物、硅铝酸钙（钠，钾）地质聚合凝胶共混的胶凝产物。最终，所制备的高强度砖氯含量均低于1%，二噁英含量低于10ng-TEQ/kg，重金属浸出浓度均低于0.01mg/L，砖强度均高于26MPa。当氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶质量比大于45:75:100时（如表2中，氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶质量比=45:80:100、45:85:100、45:90:100、50:75:100、55:75:100、60:75:100时以及表2中未列举的更高比值），氧化镁和粉煤矸灰添加过量，物料反应失衡，导致所制备的高强砖重金属浸出浓度、氯含量、二噁英含量均随着氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶质量比进一步增加而显著增加，而制备的高强砖单轴抗压强度随着氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶质量比进一步增加显著减小。
因此，总体而言，当氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶质量比等于15~45:25~75:100时，最有利于高强砖制备。
实施例3 磷激发剂和镁煤凝胶质量比对所制备的高强砖强度及浸出毒性影响
按照质量比80：80：100分别称取垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末混合，搅拌均匀，得到铝灰混合灰渣，其中炉渣粉末为垃圾焚烧炉渣粉末。按照液固比4：1 mL/g将水和铝灰混合灰渣加入到电解池阴极室中，接通电源，边搅拌边电解，阴极室产生的气体通过磷酸水溶液吸收，电解4.5小时后，从阴极室导出浆体，固液分离，得到的固体部分为电激发凝胶，得到的吸附完阴极室气体的磷酸水溶液为磷激发剂，其中阴极室与阳极室间设置阴离子交换膜（FAB-PK-130，德国FuMA-Tech），直流电源电流设置为2400A，电压为550V，磷酸水溶液浓度为4.25M。按照质量比45:75:100分别称取氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶，混合，搅拌均匀，得到镁煤凝胶，其中粉煤矸灰为粉煤灰。按照质量比2.5:100、3:100、4:100、5:100、15:100、25:100、27.5:100、30:100、32.5:100混合磷激发剂和镁煤凝胶，搅拌均匀，入模具，养护28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、二噁英类物质的测定、氯含量的测定均同实施例1。结果如表3所示。
表3磷激发剂和镁煤凝胶质量比对所制备的高强砖强度及浸出毒性影响
由表3可知，当磷激发剂和镁煤凝胶质量比小于5:100时（如表3中，磷激发剂和镁煤凝胶质量比=4:100、3:100、2.5:100时以及表3中未列举的更低比值），磷激发剂添加量较少，生成的鸟粪石、磷酸（铵）镁水泥凝胶、硅酸盐水泥凝胶、地聚物共混的胶凝产物减少，导致所制备的高强砖重金属浸出浓度、氯含量、二噁英含量均随着磷激发剂和镁煤凝胶质量比减小显著增加，而制备的高强砖单轴抗压强度随着磷激发剂和镁煤凝胶质量比减小显著减小。当磷激发剂和镁煤凝胶质量比等于5~25:100时（如表3中，磷激发剂和镁煤凝胶质量比=5:100、15:100、25:100时），混合磷激发剂和镁煤凝胶，在磷酸铵盐激发作用下，镁煤凝胶进一步反应，生成鸟粪石、磷酸（铵）镁水泥凝胶、硅酸盐水泥凝胶、地聚物共混的胶凝产物。在养护过程中，胶凝产物硬化形成高强度砖。最终，所制备的高强度砖氯含量均低于1%，二噁英含量低于5ng-TEQ/kg，重金属浸出浓度均低于0.01mg/L，砖强度均高于29MPa。当磷激发剂和镁煤凝胶质量比大于25:100时（如表3中，磷激发剂和镁煤凝胶质量比=27.5:100、30:100、32.5:100时以及表3中未列举的更高比值），磷激发剂添加过量，物料反应失衡，导致所制备的高强砖重金属浸出浓度、氯含量、二噁英含量均随着磷激发剂和镁煤凝胶质量比进一步增加而显著增加，而制备的高强砖单轴抗压强度随着磷激发剂和镁煤凝胶质量比进一步增加显著减小。因此，总体而言，当磷激发剂和镁煤凝胶质量比等于5~25:100时，最有利于高强砖制备。
对比例1 不同工艺对所制备的高强砖强度及浸出毒性影响
本发明工艺：按照质量比80：80：100分别称取垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末混合，搅拌均匀，得到铝灰混合灰渣，其中炉渣粉末为高炉矿渣粉末。按照液固比4:1mL/g将水和铝灰混合灰渣加入到电解池阴极室中，接通电源，边搅拌边电解，阴极室产生的气体通过磷酸水溶液吸收，电解4.5小时后，从阴极室导出浆体，固液分离，得到的固体部分为电激发凝胶，得到的吸附完阴极室气体的磷酸水溶液为磷激发剂，其中阴极室与阳极室间设置阴离子交换膜（FAB-PK-130，德国FuMA-Tech），直流电源电流设置为2400A，电压为550V，磷酸水溶液浓度为4.25M。按照质量比45:75:100分别称取氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶，混合，搅拌均匀，得到镁煤凝胶，其中粉煤矸灰为煤矸石粉末。按照质量比25:100混合磷激发剂和镁煤凝胶，搅拌均匀，入模具，养护28天，得到高强度砖。
对比工艺1：按照质量比80:80:100分别称取垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末混合，搅拌均匀，得到铝灰混合灰渣，其中炉渣粉末为高炉矿渣粉末。按照液固比4:1mL/g将水和铝灰混合灰渣混合，搅拌4.5小时后，固液分离，得到的固体部分为激发凝胶。按照质量比45:75:100分别称取氧化镁、粉煤矸灰、激发凝胶，混合，搅拌均匀，得到镁煤凝胶，其中粉煤矸灰为煤矸石粉末。按照质量比25:100混合4.25M磷酸水溶液和镁煤凝胶，搅拌均匀，入模具，养护28天，得到高强度砖。
对比工艺2：按照质量比80:80:100分别称取垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末混合，搅拌均匀，得到铝灰混合灰渣，其中炉渣粉末为高炉矿渣粉末。按照液固比4:1mL/g将水和铝灰混合灰渣加入到电解池阴极室中，接通电源，边搅拌边电解，电解4.5小时后，从阴极室导出浆体，固液分离，得到的固体部分为电激发凝胶，其中阴极室与阳极室间设置阴离子交换膜（FAB-PK-130，德国FuMA-Tech），直流电源电流设置为2400A，电压为550V。按照质量比45:75:100分别称取氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶，混合，搅拌均匀，得到镁煤凝胶，其中粉煤矸灰为煤矸石粉末。按照质量比25:100水和镁煤凝胶，搅拌均匀，入模具，养护28天，得到高强砖。
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、二噁英类物质的测定、氯含量的测定均同实施例1。结果如表4所示。
表4不同工艺对所制备的高强砖强度及浸出毒性影响
由表4可知，本发明工艺制备的高强砖的强度明显高于对比工艺1和对比工艺2，而本发明工艺制备的高强砖的重金属浸出毒性、氯含量、二噁英含量明显低于对比工艺1和对比工艺2。
对比例2 不同磷激发剂对所制备的高强砖强度及浸出毒性影响
本发明工艺：按照质量比80：80：100分别称取垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末混合，搅拌均匀，得到铝灰混合灰渣，其中炉渣粉末为高炉矿渣粉末。按照液固比4:1mL/g将水和铝灰混合灰渣加入到电解池阴极室中，接通电源，边搅拌边电解，阴极室产生的气体通过磷酸水溶液吸收，电解4.5小时后，从阴极室导出浆体，固液分离，得到的固体部分为电激发凝胶，得到的吸附完阴极室气体的磷酸水溶液为磷激发剂，其中阴极室与阳极室间设置阴离子交换膜（FAB-PK-130，德国FuMA-Tech），直流电源电流设置为2400A，电压为550V，磷酸水溶液浓度为4.25M。按照质量比45:75:100分别称取氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶，混合，搅拌均匀，得到镁煤凝胶，其中粉煤矸灰为煤矸石粉末。按照质量比25:100混合磷激发剂和镁煤凝胶，搅拌均匀，入模具，养护28天，得到高强度砖。
对比工艺3（4.25M磷酸水溶液）：按照质量比80：80：100分别称取垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末混合，搅拌均匀，得到铝灰混合灰渣，其中炉渣粉末为高炉矿渣粉末。按照液固比4:1mL/g将水和铝灰混合灰渣加入到电解池阴极室中，接通电源，边搅拌边电解，阴极室产生的气体通过磷酸水溶液吸收，电解4.5小时后，从阴极室导出浆体，固液分离，得到的固体部分为电激发凝胶，其中阴极室与阳极室间设置阴离子交换膜（FAB-PK-130，德国FuMA-Tech），直流电源电流设置为2400A，电压为550V。按照质量比45:75:100分别称取氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶，混合，搅拌均匀，得到镁煤凝胶，其中粉煤矸灰为煤矸石粉末。按照质量比25:100混合磷酸水溶液和镁煤凝胶，搅拌均匀，入模具，养护28天，得到高强度砖，其中磷酸水溶液浓度为4.25M。
对比工艺4（4.25M磷酸钠水溶液）：按照质量比80：80：100分别称取垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末混合，搅拌均匀，得到铝灰混合灰渣，其中炉渣粉末为高炉矿渣粉末。按照液固比4:1mL/g将水和铝灰混合灰渣加入到电解池阴极室中，接通电源，边搅拌边电解，阴极室产生的气体通过磷酸水溶液吸收，电解4.5小时后，从阴极室导出浆体，固液分离，得到的固体部分为电激发凝胶，其中阴极室与阳极室间设置阴离子交换膜（FAB-PK-130，德国FuMA-Tech），直流电源电流设置为2400A，电压为550V。按照质量比45:75:100分别称取氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶，混合，搅拌均匀，得到镁煤凝胶，其中粉煤矸灰为煤矸石粉末。按照质量比25:100混合磷酸钠水溶液和镁煤凝胶，搅拌均匀，入模具，养护28天，得到高强度砖，其中磷酸钠水溶液浓度为4.25M。
对比工艺5（4.25M磷酸氢二钠水溶液）：按照质量比80：80：100分别称取垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末混合，搅拌均匀，得到铝灰混合灰渣，其中炉渣粉末为高炉矿渣粉末。按照液固比4:1mL/g将水和铝灰混合灰渣加入到电解池阴极室中，接通电源，边搅拌边电解，阴极室产生的气体通过磷酸水溶液吸收，电解4.5小时后，从阴极室导出浆体，固液分离，得到的固体部分为电激发凝胶，其中阴极室与阳极室间设置阴离子交换膜（FAB-PK-130，德国FuMA-Tech），直流电源电流设置为2400A，电压为550V。按照质量比45:75:100分别称取氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶，混合，搅拌均匀，得到镁煤凝胶，其中粉煤矸灰为煤矸石粉末。按照质量比25:100混合磷酸氢二钠水溶液和镁煤凝胶，搅拌均匀，入模具，养护28天，得到高强度砖，其中磷酸氢二钠水溶液浓度为4.25M。
对比工艺6（4.25M磷酸二氢钠水溶液）：按照质量比80：80：100分别称取垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末混合，搅拌均匀，得到铝灰混合灰渣，其中炉渣粉末为高炉矿渣粉末。按照液固比4:1mL/g将水和铝灰混合灰渣加入到电解池阴极室中，接通电源，边搅拌边电解，阴极室产生的气体通过磷酸水溶液吸收，电解4.5小时后，从阴极室导出浆体，固液分离，得到的固体部分为电激发凝胶，其中阴极室与阳极室间设置阴离子交换膜（FAB-PK-130，德国FuMA-Tech），直流电源电流设置为2400A，电压为550V。按照质量比45:75:100分别称取氧化镁、粉煤矸灰、电激发凝胶，混合，搅拌均匀，得到镁煤凝胶，其中粉煤矸灰为煤矸石粉末。按照质量比25:100混合磷酸二氢钠水溶液和镁煤凝胶，搅拌均匀，入模具，养护28天，得到高强度砖，其中磷酸二氢钠水溶液浓度为4.25M。
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、二噁英类物质的测定、氯含量的测定均同实施例1。结果如表5所示。
表5不同工艺对所制备的高强砖强度及浸出毒性影响
由表5可知，本发明工艺制备的高强砖的强度明显高于对比工艺3、对比工艺4、对比工艺5、对比工艺6，而本发明工艺制备的高强砖的重金属浸出毒性、氯含量、二噁英含量明显低于对比工艺3、对比工艺4、对比工艺5、对比工艺6。
Claims (6)
1.一种利用垃圾焚烧飞灰和铝灰制备高强度砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）分别称取垃圾焚烧飞灰、铝灰和炉渣粉末混合，搅拌均匀，得到铝灰混合灰渣；所述的垃圾焚烧飞灰、铝灰、炉渣粉末的质量比为40~80：40~80：100；所述的炉渣粉末包括高炉矿渣粉末或垃圾焚烧炉渣粉末；
（2）将水和步骤（1）中所述的铝灰混合灰渣混合，加入到电解池阴极室中进行电解，从阴极室导出浆体，固液分离，得到的固体部分为电激发凝胶，得到的吸附完阴极室气体的磷酸水溶液为磷激发剂；所述的电解池中设置有阴离子交换膜；
（3）分别称取氧化镁、粉煤矸灰和步骤（2）中所述的电激发凝胶，混合，搅拌均匀，得到镁煤凝胶；所述的氧化镁、粉煤矸灰和电激发凝胶的质量比为15~45：25~75：100；所述的粉煤矸灰包括粉煤灰或煤矸石粉末；
（4）混合步骤（2）中所述的磷激发剂和步骤（3）中所述的镁煤凝胶，搅拌均匀，养护，得到高强度砖；所述磷激发剂和镁煤凝胶的质量比为5~25：100。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的水和铝灰混合灰渣的液固比为1~4：1mL/g。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述电解的时间为0.5~4.5小时，所述电解的电流为200~2400A，电压为50~550V。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的磷酸水溶液浓度为0.25~4.25M。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中所述养护的时间为14~28天。
6.一种由权利要求1~5任一项所述方法制备的高强度砖。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310701913.5A CN116425508B (zh) | 2023-06-14 | 2023-06-14 | 一种利用垃圾焚烧飞灰和铝灰制备高强度砖的方法及其产品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310701913.5A CN116425508B (zh) | 2023-06-14 | 2023-06-14 | 一种利用垃圾焚烧飞灰和铝灰制备高强度砖的方法及其产品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116425508A CN116425508A (zh) | 2023-07-14 |
| CN116425508B true CN116425508B (zh) | 2023-08-22 |
Family
ID=87085923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310701913.5A Active CN116425508B (zh) | 2023-06-14 | 2023-06-14 | 一种利用垃圾焚烧飞灰和铝灰制备高强度砖的方法及其产品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116425508B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111268771A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-12 | 北京科技大学 | 一种焚烧飞灰水洗液脱氯除重金属的电化学方法 |
| CN111777426A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-10-16 | 常熟理工学院 | 利用生活垃圾焚烧飞灰制备陶粒原料的方法及其产品和应用 |
| CN113578937A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-11-02 | 深圳市泓达环境科技有限公司 | 一种垃圾焚烧发电飞灰处理方法及处理设备 |
| CN114956620A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-08-30 | 常熟理工学院 | 一种利用水氯镁石和垃圾焚烧飞灰制备改性氯氧镁水泥的方法 |
-
2023
- 2023-06-14 CN CN202310701913.5A patent/CN116425508B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111268771A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-12 | 北京科技大学 | 一种焚烧飞灰水洗液脱氯除重金属的电化学方法 |
| CN111777426A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-10-16 | 常熟理工学院 | 利用生活垃圾焚烧飞灰制备陶粒原料的方法及其产品和应用 |
| CN113578937A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-11-02 | 深圳市泓达环境科技有限公司 | 一种垃圾焚烧发电飞灰处理方法及处理设备 |
| CN114956620A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-08-30 | 常熟理工学院 | 一种利用水氯镁石和垃圾焚烧飞灰制备改性氯氧镁水泥的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116425508A (zh) | 2023-07-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2021168995A1 (zh) | 赤泥基污水处理剂及其制备方法、赤泥基陶粒混凝土及其制备方法与应用 | |
| CN105923658B (zh) | 一种电镀污泥材料化利用方法 | |
| CN106007423B (zh) | 电镀污泥资源化利用的方法 | |
| CN112266188A (zh) | 一种利用城市生活垃圾焚烧飞灰和铝灰制备磷改性铝酸钙水泥的方法 | |
| CN105502974B (zh) | 一种镍矿冶金渣的处理和利用方法 | |
| CN114105610A (zh) | 一种铝灰基多孔陶瓷材料及其制备方法 | |
| CN115677248B (zh) | 一种固碳轻骨料及其制备方法 | |
| CN116462429B (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰和锰渣协同处置制备胶凝材料的方法 | |
| CN117123591B (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰干法脱氯及同步制备液氯和固化土的方法 | |
| CN110950626A (zh) | 蒸压灰砂砖及其制备方法 | |
| CN114985413B (zh) | 一种基于磷酸镁水泥实现垃圾焚烧飞灰无害化的改进方法 | |
| CN114315182B (zh) | 一种铝灰无害化预处置及同步活化的方法 | |
| CN117185691B (zh) | 铝灰、垃圾焚烧飞灰协同处置再生免烧人造轻集料的方法 | |
| CN116969703B (zh) | 一种利用锂渣和二次铝灰制备地质聚合硫铝酸盐水泥的方法 | |
| CN104861406B (zh) | 一种粉煤灰的接枝改性方法 | |
| CN116037601B (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰与铝灰的协同处理方法 | |
| CN116425508B (zh) | 一种利用垃圾焚烧飞灰和铝灰制备高强度砖的方法及其产品 | |
| CN109293327A (zh) | 一种无水泥大宗工业固废高性能土壤固化剂制备和应用方法 | |
| CN104876464B (zh) | 一种纤维增韧粉煤灰的接枝改性方法 | |
| CN105036796A (zh) | 利用煤矸石和石灰氮水解废料制备的承重加气混凝土及其制备方法 | |
| CN110467363A (zh) | 一种以预拌厂废渣为原料的绿色生态水泥及其生产方法 | |
| CN115466093B (zh) | 一种基于edta-钙硅质固体废弃物-轻烧氧化镁碳化固化飞灰重金属的方法 | |
| CN116947342B (zh) | 一种利用盐湖提锂镁渣和垃圾焚烧飞灰制备水泥的方法及其产品 | |
| CN111377633B (zh) | 一种净水剂废渣基补偿收缩型矿物掺合料及其制备方法 | |
| CN117658531B (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰和废旧沥青协同处理及制备憎水固体砖的方法 |
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 |