飞灰资源化利用方法技术

本发明专利技术涉及一种飞灰资源化利用方法，包括依次进行的下述步骤：A.无害化处理：收集飞灰原灰颗粒，使用PCSB固化剂将飞灰制成料浆膏体,固化后得到飞灰块体；B.晾干：将固化飞灰块体进行晾干至含水率为15%～20%；C.破碎：将固化飞灰块体粉碎至小于18目、粒径为0.9mm～0.075mm及以下范围内的固化飞灰粉体颗粒；D.掺入：收集固化飞灰粉体颗粒，将重量百分比为2%～10%的固化飞灰粉体颗粒掺入混凝土中。本发明专利技术的利用方法能够消纳数量巨大的飞灰，可彻底解决飞灰填埋场建设的大投资、占地和环境问题；形成的单一系列建材产品，其工艺简单，性能优良，综合成本低于现行产品，既易于推广，又无环境风险，社会经济效益显著。

Resource utilization of fly ash

The invention relates to a method for recycling fly ash, which comprises the following steps in sequence: A. Harmless treatment: collecting fly ash particles, using PCSB curing agent to make fly ash slurry paste, solidifying fly ash block; B. drying: drying the solidified fly ash block until the moisture content is 15%-20%; C. crushing: solidifying the fly ash block; The fly ash blocks were crushed to solidified fly ash particles with a diameter of less than 18 meshes and a diameter of 0.9 mm to 0.075 mm or less; D. Admixture: The solidified fly ash particles were collected, and the solidified fly ash particles with a weight percentage of 2%-10% were mixed into concrete. The utilization method of the invention can absorb a huge amount of fly ash, and can thoroughly solve the problems of large investment, land occupation and environment in the construction of fly ash landfill site; the single series of building materials products formed have the advantages of simple process, excellent performance and low comprehensive cost compared with the existing products, which are easy to popularize and have no environmental risk, and have obvious social and economic benefits. It is.

【技术实现步骤摘要】
飞灰资源化利用方法
本专利技术涉及飞灰再利用领域，特别是指一种被国家定为危废物质的飞灰资源化利用方法。
技术介绍
飞灰是生活垃圾焚烧过程中产生的危废，飞灰中含有12种国家严控的重金属。目前大都对飞灰采取螯合稳定重金属，进行无害化处置后填埋的办法。这种办法每吨飞灰的处置费高达1500元左右，且在占地填埋飞灰过程中存在重金属污染地下水的环境风险。如何将这种危废无害化后进行资源化利用并形成产品，其产品技术性能和使用性能均能满足“国标”要求。目前，利用水泥窑协同处置飞灰，将飞灰用来煅烧水泥是唯一被认可的成熟技术。但飞灰入水泥窑前，需对飞灰中的氯盐进行水洗，且达到氯含量不>0.04%入窑的国家标准要求，方可入水泥窑煅烧。这个技术存在成本高，成本是水泥产品价格的二倍之多，即每吨水泥销售价格大约在700～800元左右，且水泥产品的品质和稳定性也因此受到一定程度的影响，因此推广应用受到条件限制不能广泛。另外，水洗飞灰过程中还会产生废水，并有对环境造成二次污染的风险。除此之外，其他对飞灰进行资源化利用的方式方法和技术，也因成本高，或工艺技术不成熟，推广应用技术难度大，并存在一定的对环境风险。实施无害化飞灰块体资源化利用，需要解决无害化飞灰块体粉碎成粉体的工艺及设备选型；和经粉碎工艺得到的固化飞灰颗粒粉体，如何科学地掺入建筑材料产品，又不影响建筑材料的使用性能。彻底解决日益增多的飞灰消纳问题。若不是按每立方米混凝土级配颗粒中的空隙体积大小，掺入相应粒径的固化飞灰颗粒，固化飞灰的颗粒则不能进入混凝土空隙，那么固化飞灰颗粒会在混凝土中形成“软点”，破坏了混凝土的级配，则会大幅度降低混凝土的性能以及耐久性，变得有害无益，适得其反。
技术实现思路
本专利技术提供一种飞灰资源化利用方法，以克服飞灰资源化利用推广应用技术难度大、存在二次污染环境风险得等问题。本专利技术采用如下技术方案：飞灰资源化利用方法，包括依次进行的下述步骤：A.无害化处理：收集飞灰原灰颗粒，使用PCSB固化剂将飞灰进行制成膏体料浆,固化后龄期28d得到无害化处置的抗压强度大于20MPa,龄期270d抗压强度增加至30MPa的飞灰块体；固化块体的重金属浸出浓度亦随着龄期延长而降低,包裹重金属固化结构耐久隐定；PCSB固化剂为专利号为“ZL201110291183.3”公开的普适型岩土固化剂；B.晾干：将固化飞灰块体进行晾干至含水率为15%～20%；C.破碎：将固化飞灰块体粉碎至小于18目、粒径为0.9mm～0.075mm及以下范围内的固化飞灰粉体颗粒；D.掺入：收集固化飞灰粉体颗粒，将重量百分比为2%～10%的固化飞灰粉体颗粒掺入混凝土中。进一步改进地，步骤C的破碎工序中，飞灰块体首先通过颚式破碎机破碎得到10cm～30cm块体，再采用高湿物料粉碎机粉碎10cm～30cm块体得到小于18目、粒径为0.9mm～0.075mm及以下范围内的固化飞灰粉体颗粒。进一步改进地，优选将重量百分比为5%～8%的固化飞灰粉体颗粒替代混凝土级配中的5%～8%黄砂掺入混凝土中，或者，将重量百分比为5%的固化飞灰粉体颗粒替代混凝土中5%黄砂。进一步改进地，步骤D中，使用（水泥+外加剂）或固化剂替代混凝土级配中的水泥组份。本专利技术的技术指导思想是：先将飞灰固化无害化处置，并达到GB/T16889-2008《飞灰无害化填埋》国家标准要求；再进行在建筑材料方面的资源化利用。实施无害化飞灰块体资源化利用，需要解决无害化飞灰块体粉碎成粉体的工艺及设备选型；和经粉碎工艺得到的固化飞灰颗粒粉体，如何科学地掺入建筑材料产品，又不影响建筑材料的使用性能。彻底解决日益增多的飞灰消纳问题。试验研究表明：要获取固化飞灰颗粒粉体，无害化飞灰块体要有足够的强度和硬度，粉碎工艺才能顺利实施。即：固化飞灰无害化处置的飞灰块体强度设计要求为20MPa。若固化飞灰块体强度小于20MPa，则工艺上不利于固化飞灰块体的粉碎。固化飞灰块体满足强度设计要求，方可将固化飞灰块体粉碎成粒径小于18目的固化飞灰颗粒，作为细集料备用。固化飞灰颗粒能够作为细集料用于建筑材料方面，首先要建立：混凝土中存在空隙的理论模型。依据理论模型，本专利技术提出一种计算方法,计算不同标号、不同用途的混凝土，每立方米体积中的空隙体积，将粉碎均匀的固化飞灰颗粒，按计算的结果掺入不同标号、不同用途的混凝土中。这些固化飞灰颗粒，通过干搅拌时进入混凝土的空隙中，湿搅拌时在水泥砂浆作用下将空隙封闭，待水泥砂浆固化后，固化飞灰颗粒将永久性地被封闭在混凝土的空隙中，并形成固化飞灰颗粒的二次包裹体。由于固化飞灰颗粒是填充混凝土空隙并被封闭在混凝土的空隙中，因此，对混凝土的强度及耐久性能无不良影响，甚至可以提高混凝土的强度。通过一系列实验表明：固化飞灰颗粒，按每立方米混凝土空隙体积大小掺入混凝土中，充填可以充填混凝土的空隙，对其性能有益无害。若不是按每立方米混凝土级配颗粒中的空隙体积大小，掺入固化飞灰相应粒径的颗粒，固化飞灰的颗粒则不能进入混凝土空隙，那么这些固化飞灰颗粒会在混凝土中形成“软点”，破坏了混凝土的级配，则会大幅度降低混凝土的性能以及耐久性，变得有害无益，适得其反。依据不同级配、不同标号、不同用途的混凝土形成的空隙体积大小，掺入一定数量相应粒径的固化飞灰颗粒，替代混凝土中部分的黄砂；替代道路基层稳定层部分细集料；可形成单一系列建材产品。比如：1、飞灰砼的单一系列产品①泵送砼，C30砼、C40砼、C50砼、C60砼；②半干性砼，C20砼、C30砼、C40砼、、C60砼；③道路砼，C20砼、C30砼、C40砼、C50砼。2、道路基层用于各种不同技术性能等级要求的道路基层稳定层；2～3MPa、3～4MPa、5～6MPa、7～8MPa等。3、其他将固化飞灰颗粒作为掺合料，应用于各种发泡砌块。将固化飞灰颗粒像混凝土掺合料一样用于建筑材料，消纳的飞灰数量巨大，可彻底解决飞灰填埋场建设占地问题和环境问题。而形成的单一系列建材产品，其工艺简单，性能优良，综合成本低于现行产品，既易于推广，又无环境风险，有十分显著的社会经济效益。处置固化飞灰颗粒在混凝土中最佳掺量的理论计算方法。1、建立混凝土结构理论模型混凝土单位体积颗粒之间的空隙空间，及空隙中可掺入飞灰粒径等级、颗粒数及颗粒体积的结构理论模型,如说明书附图图1、图2所示：图1表示，假设混凝土立方块体中有27个球体颗粒，球体颗粒直径为1000微米，堆积成规则紧密排列的立方体的中心剖面模型；图2表示，立方体模型中一个球体颗粒的中心剖面模型；根据此模型，计算每个球体颗粒的体积、颗粒间空隙的体积，以及可掺入到颗粒间空隙中的各级颗粒粒径、颗粒数和它们的体积。2、混凝土集料级配各级颗粒体积、颗粒空隙体积及可掺入的各级颗粒粒径、颗粒数、颗粒体积计算,见表1及图2。1)计算方法（1）计算颗粒“1”粒径体积、颗粒空隙体积，可充填各级颗粒粒径体积计算方法：﹤1﹥计算颗粒“1”粒径为边长的立方体体积V1=D13------式（1）D1为颗粒粒径(立方体边长)；﹤2﹥计算颗粒“1”粒径球体体积V2=4πR13/3---------式（2）R1为颗粒粒半径(R1=D1/2)；﹤3﹥计算颗粒“1”的粒间空隙体积V3=V1-V2--------式（3）本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.飞灰资源化利用方法，其特征在于，包括依次进行的下述步骤：A.无害化处理：收集飞灰原灰颗粒，使用PCSB固化剂将飞灰进行制成膏体料浆,固化后龄期28d得到无害化处置的抗压强度大于20MPa,龄期270d抗压强度增加至30MPa的飞灰块体；固化块体的重金属浸出浓度亦随着龄期延长而降低,包裹重金属固化结构耐久隐定；B.晾干：将固化飞灰块体进行晾干至含水率为15%～20%；C.破碎：将固化飞灰块体粉碎至小于18目、粒径为0.9mm～0.075mm及以下范围内的固化飞灰粉体颗粒；D.掺入：收集固化飞灰粉体颗粒，将重量百分比为2%～10%的固化飞灰粉体颗粒掺入混凝土中。

【技术特征摘要】
1.飞灰资源化利用方法，其特征在于，包括依次进行的下述步骤：A.无害化处理：收集飞灰原灰颗粒，使用PCSB固化剂将飞灰进行制成膏体料浆,固化后龄期28d得到无害化处置的抗压强度大于20MPa,龄期270d抗压强度增加至30MPa的飞灰块体；固化块体的重金属浸出浓度亦随着龄期延长而降低,包裹重金属固化结构耐久隐定；B.晾干：将固化飞灰块体进行晾干至含水率为15%～20%；C.破碎：将固化飞灰块体粉碎至小于18目、粒径为0.9mm～0.075mm及以下范围内的固化飞灰粉体颗粒；D.掺入：收集固化飞灰粉体颗粒，将重量百分比为2%～10%的固化飞灰粉体颗粒掺入混凝土中。2.如权利要求1所述的飞灰资源化利用方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓志达，李荣，林谋志，李色篆，曲喜群，
申请(专利权)人：福建威林特环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35