一种熔融固化垃圾燃烧飞灰中重金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种熔融固化垃圾燃烧飞灰中重金属的方法，属于固体废弃物利用及污染控制技术领域。该方法通过将垃圾飞灰与高炉瓦斯泥以9～1:1的比例混合加热到800到1200℃，保温0.5～3小时，最后得到熔融固化产物，按照国标对之进行As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pd及Zn重金属浸出检测，结果表明：固化产物完全符合国家排放标准。与传统方法相比，本发明专利技术利用高炉瓦斯泥高温熔融固化垃圾燃烧飞灰中重金属，可有效的降低飞灰中重金属的浸出及环境污染，从而克服了现有固化重金属技术单纯依赖一次资源和化学试剂的局限，在降低垃圾燃烧飞灰重金属污染的同时，也为高炉瓦斯泥无害化和资源化利用提供了新途径。

Method for solidifying heavy metals in fly ash by melting solidified garbage

The invention discloses a method for solidifying heavy metals in fly ash by melting solidified garbage, belonging to the technical field of solid waste utilization and pollution control. The fly ash and blast furnace sludge mixture in 9 ~ 1:1 heating to 800 to 1200 DEG C, holding 0.5 to 3 hours, and finally get the product of melting and solidification, the results showed that in accordance with the national standard As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pd and Zn heavy metal leaching test, the cured product: fully meet the national emission standards. Compared with the traditional method, the invention uses blast furnace sludge high temperature melting and solidification of waste combustion of heavy metals in fly ash, can effectively reduce the environmental pollution and the leaching of heavy metals in fly ash, which overcomes the defects of the existing techniques rely solely on the solidification of heavy metals and chemicals are a resource limitation, in reducing waste combustion and fly ash heavy metals pollution and also provides a new way for the blast furnace sludge harmless and resource utilization.

【技术实现步骤摘要】
一种熔融固化垃圾燃烧飞灰中重金属的方法
本专利技术属于固体废弃物利用及污染控制
，具体涉及一种以高炉瓦斯灰和垃圾燃烧飞灰为研究对象，混合后高温熔融降低重金属污染的一种方法。
技术介绍
垃圾焚烧飞灰中含有一定量的有害物质,特别是重金属,飞灰中含有,易飞散,挥发性元素如Cl、Pb、Cd、Zn、Sb、Se化合物及单体富集物,若未经处理直接排放,将会污染土壤和地下水,对环境造成危害。目前焚烧飞灰稳定化处理的方法主要有：常温固化处置技术，包括水泥固化法、沥青固化法和石灰固化法；化学结合处置技术，包括药剂稳定化技术、PH值调控技术和沉淀技术；高温熔融固化技术，包括烧结固化和熔融固化；以及其他一些如离子交换技术、疏水处理技术、超临界流体萃取技术和生物浸提等技术飞灰熔融固化的目的在于将大部分重金属固化在致密的熔渣晶格结构中,从而使重金属溶出的可能性大大降低,达到控制重金属污染的目的。但是依赖化学药剂控制重金属污染成本较高，而且有可能会产生二次污染，因此，寻找一条高效节能的且环保的方法是目前亟待解决的问题。因此，针对目前我国垃圾燃烧飞灰重金属污染较为严重和冶金固废污染的双重难题，从“以废治污”的角度出发，发现冶金工业排放的固体废弃物“高炉瓦斯泥”，其成分较为复杂，含有约20％的氧化铁、23％的碳、较多的CaO、SiO2、Al2O3，以及其它少量、微量过渡金属的氧化物，可以在高温下与垃圾燃烧飞灰发生熔融，生成新的物相，从而降低垃圾飞灰中重金属的浸出率，达到排放标准。目前把这种冶金固废应用到治理垃圾飞灰重金属污染方面的研究还未见报到。因此，高炉瓦斯泥具备与垃圾燃烧飞灰混合后加热达到熔融固化重金属的基础。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种以高炉瓦斯泥和垃圾燃烧飞灰混合高温熔融固化重金属的方法，以期克服传统单纯依赖化学试剂和一次资源作为重金属络合剂的局限，为高炉瓦斯泥资源多组分高附加值利用提供新途径，也为控制垃圾飞灰重金属污染提供新的技术路线。为了解决以上技术问题，本专利技术是通过以下技术方案予以实现的。本专利技术提供了一种以高炉瓦斯泥和垃圾燃烧飞灰为原料混合高温熔融固化重金属的方法，该方法具体步骤如下：(1)将垃圾燃烧飞灰和高炉瓦斯泥按照9～1:1的比例混合均匀进行球磨，使样品中各成分充分接触；(2)将步骤(1)制备的混合样品，分别放入管式炉中进行终温为800℃～1200℃的燃烧熔融固化，保温0.5到3小时。最后针对固化产物，按照国标进行As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pd及Zn重金属浸出检测。作为一种优化，所述步骤(1)中：对高炉瓦斯泥和垃圾燃烧飞灰混合配比为1:1；所述步骤(2)中：考虑到能耗及混合样品中各组分的可发生熔融固化的最低温度问题，故此将混合样品加热熔融温度升高到1100℃，保温反应2h。本专利技术以高炉瓦斯泥和垃圾燃烧飞灰为原料混合高温熔融固化重金属的方法，其技术关键是作为垃圾燃烧飞灰重金属的固化剂，采用不同的添加比例，将混合产品加热到不同的温度熔融，最后得到固化产物，从而达到重金属固化的目的。该方法的特征是以瓦斯泥的多组分，含20％左右的氧化铁、23％左右的碳、较多的CaO、SiO2、Al2O3，以及其它少量、微量过渡金属，瓦斯泥中的主要成分与垃圾燃烧飞灰中的组分，在高温燃烧过程中，相互发生化学反应，重金属元素价态发生改变，与其他化学成分发生反应，生成新的固态物质，从而导致最后重金属浸出率降低，瓦斯泥中微量元素在燃烧固化过程中不产生明显负面影响。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：1、突破传统使用一次资源和纯化学试剂作为燃煤飞灰重金属络合剂的技术路线，而以冶金固体废弃物-高炉瓦斯泥为研究对象，利用瓦斯泥中主要组分Fe、Ca、Si以及Al等主要成分与垃圾燃烧飞灰的成分高温下发生熔融反应，生成新的固化产物达到重金属固化作用，起到代替重金属络合剂的作用，此方法突破了传统化学试剂或者一次资源络合垃圾飞灰重金属的局限，在降低控制重金属浸出成本的同时，也为冶金固废-高炉瓦斯尘泥无害化，资源化高附加值利用提供了新途径；2、与传统使用化学试剂合成或者一次资源络合垃圾燃烧飞灰重金属相比，本专利技术所述新方法利用高炉瓦斯泥混合垃圾燃烧飞灰高温熔融固化渣具有较好的控制重金属浸出效果，通过大量实验，重金属固化效果比较明显，完全达到了国家排放标准。附图说明图1为本专利技术实施例5制备的高炉瓦斯泥混合垃圾燃烧飞灰熔融固化重金属浸出图；由图可见，随着尘泥添加剂加入垃圾燃烧飞灰的量比增加,各种重金属排放量明显下降。这说明高炉瓦斯泥加入到垃圾燃烧飞灰过程中，随着温度的升高，可有效的固化垃圾飞灰中的重金属，但是结合高炉瓦斯泥各种成分与垃圾燃烧飞灰中成分混合后发生的化学反应的机理，加入量过多会影响熔融反应的温度，考虑到能耗问题，故此将瓦斯泥与垃圾燃烧飞灰按照1:1的比例混合，重金属固化效果最佳，由此论证了高炉瓦斯泥在降低垃圾燃烧飞灰重金属浸出技术应用上的可行性。具体实施方式下面通过实施例具体详述本专利技术，但实施例并不限制本专利技术的保护范围。实施例1取10g高炉瓦斯泥与90g垃圾燃烧飞灰进行研磨，达到充分混合，然后放入管式炉中，升温至800℃，保温0.5小时，最后针对固化产物，按照国标进行As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pd及Zn重金属浸出检测。实施例2取20g高炉瓦斯泥与80g垃圾燃烧飞灰进行研磨，达到充分混合，然后放入管式炉中，升温至900℃，保温1小时，最后针对固化产物，按照国标进行As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pd及Zn重金属浸出检测。实施例3取30g高炉瓦斯泥与70g垃圾燃烧飞灰进行研磨，达到充分混合，然后放入管式炉中，升温至1000℃，保温1.5小时，最后针对固化产物，按照国标进行As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pd及Zn重金属浸出检测。实施例4取40g高炉瓦斯泥与60g垃圾燃烧飞灰进行研磨，达到充分混合，然后放入管式炉中，升温至1200℃，保温3小时，最后针对固化产物，按照国标进行As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pd及Zn重金属浸出检测。实施例5取50高炉瓦斯泥与50g垃圾燃烧飞灰进行研磨，达到充分混合，然后放入管式炉中，升温至1100℃，保温2小时，最后针对固化产物，按照国标进行As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pd及Zn重金属浸出检测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔融固化垃圾燃烧飞灰中重金属的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将垃圾燃烧飞灰和高炉瓦斯泥按照9～1:1的比例混合均匀进行球磨，使样品中各成分充分接触；(2)将步骤(1)制备的混合样品，分别放入管式炉中进行终温为800℃～1200℃的燃烧熔融固化，保温0.5～3h。

【技术特征摘要】
1.一种熔融固化垃圾燃烧飞灰中重金属的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将垃圾燃烧飞灰和高炉瓦斯泥按照9～1:1的比例混合均匀进行球磨，使样品中各成分充分接触；(2)将步骤(1)制备的混合样品，分别放入管式炉中进行终温为800℃～12...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志芳，龙红明，吴照金，春铁军，吴雪兰，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34