一种垃圾焚烧飞灰的安全固化剂及其合成方法技术

本发明专利技术公开一种垃圾焚烧飞灰的安全固化剂及其合成方法，所述安全固化剂按照质量百分比计包括以下组分：硫脲25～30％，钙基膨润土1～10％，磷酸钙15～20％，燃煤电厂二级粉煤灰10～20％，硼酸钙0～5％，矿渣复合粉5～15％及钢渣10～35％；其中矿渣复合粉包括矿渣粉4.5～7.5％、石膏0～5％、木质素磺酸钙或FDN减水剂0.5～2％。本申请的安全固化剂可以提高垃圾焚烧企业飞灰处理与处置效率，可以有效的稳定焚烧飞灰中的重金属组分，重金属毒性溶出低于国家环保规定排放阈值，解决了现有技术中的安全固化剂处理垃圾飞灰的处理效率低，不满足国家环境相关排放标准的技术问题。

A Safety Curing Agent for Fly Ash from Waste Incineration and Its Synthesis Method

The invention discloses a safety curing agent for waste incineration fly ash and its synthesis method. The safety curing agent comprises the following components according to the mass percentage: thiourea 25-30%, calcium-based bentonite 1-10%, calcium phosphate 15-20%, secondary fly ash 10-20%, calcium borate 0-5%, slag composite powder 5-15% and so on. Steel slag 10-35%, including slag powder 4.5-7.5%, gypsum 0-5%, calcium lignosulfonate or FDN superplasticizer 0.5-2%. The application of safety curing agent can improve the efficiency of fly ash treatment and disposal in waste incineration enterprises, effectively stabilize the heavy metal components in fly ash, and the toxic dissolution of heavy metals is lower than the discharge threshold stipulated by the national environmental protection regulations. It solves the problem that the safety curing agent in the existing technology is inefficient in the treatment of waste fly ash and does not meet the requirements of the country. Technical issues of emission standards related to domestic environment.

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾焚烧飞灰的安全固化剂及其合成方法
本专利技术涉及环境保护
，尤其涉及一种垃圾焚烧飞灰的安全固化剂及其合成方法。
技术介绍
城市垃圾在焚烧后，余热锅炉底部和烟气净化系统将产生大量垃圾焚烧飞灰，约占原生垃圾总重量的3％左右(炉排炉)。据不完全统计，08年全国垃圾焚烧量约1800万吨，共计产生飞灰约54万吨(武汉市目前垃圾焚烧量在8000～10000吨/天)。垃圾焚烧飞灰富集了垃圾中的大部分重金属元素和易溶盐类物质和一定量的二恶英，因此各国均将垃圾焚烧飞灰列为危险固体废物。《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB16889-2008颁布后，国内缺少相应能满足该标准的飞灰处理技术。垃圾焚烧飞灰的处理主要有两种方式：一种是安全填埋，一种是无害化处理后资源化应用。这两种方式的处理都需要用到安全固化剂。现有技术中应用于垃圾焚烧产生的飞灰的安全固化剂：由三乙醇胺为芯的具有羧酸钠侧基及二硫代羧酸钠端基的星形超支化聚合物及亚烷基二胺四二硫代羧酸钠组成，其中三乙醇胺为芯的具有羧酸钠侧基及二硫代羧酸钠端基的星形超支化聚合物的化学式为：N[CH2CH2OCOCH2CH2(COONa)N(CSSNa)CH2(CH2)nCH2N(CSSNa)2]3，其中n为0～4之间的正整数；亚烷基二胺四二硫代羧酸钠化学式为：(NaSSC)2NCH2(CH2)nCH2N(CSSNa)2，其中n为0～4之间的正整数。N-苯甲酰-N-苯基羟胺可作为生活垃圾焚烧飞灰处理安全固化剂，N-苯甲酰-N-苯基羟胺对生活垃圾焚烧飞灰中的重金属具有稳定作用，且价廉易得、用量少、稳定化处理方法简单、成本低、无二次污染。现有应用于垃圾焚烧产生的飞灰的另一种安全固化剂成分重量比计为40％～80％的选矿鏊合剂和20％～60％的高分子絮凝剂，所述处理方法为：将所述化学安全固化剂配成质量浓度为0.8％～3％的水溶液，将水溶液加入到飞灰中，其重量比为0.7～1.5∶1，均匀搅拌，制成稳定的胶粘状固体基质，然后干燥，保存。但在使用过程中发现，上述现有技术中的安全固化剂处理垃圾飞灰的处理效率低，不满足国家环境相关排放标准。
技术实现思路
本申请提供一种垃圾焚烧飞灰的安全固化剂及其合成方法，解决了现有技术中的安全固化剂处理垃圾飞灰的处理效率低，不满足国家环境相关排放标准的技术问题。本专利技术是通过以下技术方案实现：一种垃圾焚烧飞灰的安全固化剂，所述安全固化剂按照质量百分比计包括以下组分：硫脲25～30％，钙基膨润土1～10％，磷酸钙15～20％，燃煤电厂二级粉煤灰10～20％，硼酸钙0～5％，矿渣复合粉5～15％及钢渣10～35％；其中矿渣复合粉包括矿渣粉4.5～7.5％、石膏0～5％、木质素磺酸钙或FDN减水剂0.5～2％。上述方案中，钙基膨润土3～9％，磷酸钙15～16％，燃煤电厂二级粉煤灰10～12％，硼酸钙0～5％，矿渣复合粉10～15％及钢渣25～30％。所述的安全固化剂的合成方法，所述方法包括：将各组分按比例计量称重，干燥至含水量率<1％，获得干燥后的混合组分；将干燥后的混合组分投入密闭混拌系统，拌合；将搅拌后的混合组分经打包机覆膜包装或空气压力泵送入真空罐内贮存，获得所述安全固化剂。上述方案中，所述方法是将安全固化剂与市政垃圾焚烧飞灰按照质量比为0.5～5：100混合。本专利技术的有益效果如下：1.本技术充分利用工业废渣和工业辅材，变废为宝，而且不加白灰，电石渣，粘结剂，早强剂，水泥等材料，不需要设置养护室，节约能源，生产的安全固化剂使用掺入比例：安全固化剂与市政垃圾焚烧飞灰质量比＝0.5～5：100，生产成本低，稳定效果好，原辅料设定获取无需特殊加工及二次污染产生。2.组分的机理及作用：对转化处理的组分进行了深入研究，精选各种组分，获得了本安全固化剂的配方。本稳定药剂主要成份由钙、镁、硅、铝、磷等元素盐类所组成，对重金属稳定化作用的主要原理是：通过与飞灰搅拌混合，药剂与飞灰均匀接触，并在胶凝环境中形成多种氧化物的无定相组织，该物质对铅、镉、锌等重金属有非常强的吸引力。当飞灰中所含铅、镉等重金属遇水溶解渗出，接触后将被其吸附，发生沉淀反应、络合反应而形成较为稳定、无害、溶解度极低的络合式含铅、镉等矿物质，从而达到重金属稳定化的目的。本安全固化剂环境安全、无毒副影响、处理重金属污染稳定可靠，主要原材料取自工业废渣，成本低廉，做到了以废治废。3.本申请的安全固化剂可以提高垃圾焚烧企业飞灰处理与处置效率，可以有效的稳定焚烧飞灰中的重金属组分，重金属毒性溶出低于国家环保规定排放阈值。同时也可以减少在安全固化剂生产环境重要原材料的消耗以及二次污染的产生，为国家节能减排，创建绿色垃圾焚烧技术的发展做出贡献，解决了现有技术中的安全固化剂处理垃圾飞灰的处理效率低，不满足国家环境相关排放标准的技术问题。4.而且，本安全固化剂可以有效的稳定焚烧飞灰中的二恶瑛残留物质，二恶瑛毒性当量为0.013ng/Teq，低于欧美发达国家标准一个数量级，达到国际先进水平。另外，本安全固化剂的合成方法简单方便，成本低廉，有利于大规模生产。本安全固化剂的使用方法简单，操作易行，适合大规模推广应用。具体实施方式为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。本申请提供一种垃圾焚烧飞灰的安全固化剂及其合成方法。所述安全固化剂的主要成分70％以上为工业辅料组成，其成分配方及质量百分比为：硫脲25～30％，钙基膨润土1～10％，磷酸钙15～20％，燃煤电厂二级粉煤灰10～20％，硼酸钙0～5％，矿渣复合粉5～15％、钢渣10～35％、其中，矿渣复合粉包括矿渣粉4.5～7.5％、石膏0～5％、木质素磺酸钙或FDN减水剂0.5～2％。所述安全固化剂的合成方法包括以下步骤：步骤11，将各组分按比例计量称重，干燥至含水量率<1％，获得干燥后的混合组分；步骤12，将干燥后的混合组分投入密闭混拌系统，拌合均匀；步骤13，将搅拌后的混合组分经打包机覆膜包装或空气压力泵送入真空罐内贮存，获得所述安全固化剂。本技术充分利用工业废渣和工业辅材，变废为宝，而且不加白灰，电石渣，粘结剂，早强剂，水泥等材料，不需要设置养护室，节约能源，生产的安全固化剂使用掺入比例：安全固化剂与市政垃圾焚烧飞灰质量比＝0.5～5：100，生产成本低，稳定效果好，原辅料设定获取无需特殊加工及二次污染产生。组分的机理及作用：对转化处理的组分进行了深入研究，精选各种组分，获得了本安全固化剂的配方。本稳定药剂主要成份由钙、镁、硅、铝、磷等元素盐类所组成，对重金属稳定化作用的主要原理是：通过与飞灰搅拌混合，药剂与飞灰均匀接触，并在胶凝环境中形成多种氧化物的无定相组织，该物质对铅、镉、锌等重金属有非常强的吸引力。当飞灰中所含铅、镉等重金属遇水溶解渗出，接触后将被其吸附，发生沉淀反应、络合反应而形成较为稳定、无害、溶解度极低的络合式含铅、镉等矿物质，从而达到重金属稳定化的目的。本安全固化剂环境安全、无毒副影响、处理重金属污染稳定可靠，主要原材料取自工业废渣，成本低廉，做到了以废治废。本申请的安全固化剂可以提高垃圾焚烧企业飞灰处理与处置效率，可以有效的稳定焚烧飞灰中的重金属组分，重金属毒性溶出低于国家环保规定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垃圾焚烧飞灰的安全固化剂，其特征在于，所述安全固化剂按照质量百分比计包括以下组分：硫脲25～30％，钙基膨润土1～10％，磷酸钙15～20％，燃煤电厂二级粉煤灰10～20％，硼酸钙0～5％，矿渣复合粉5～15％及钢渣10～35％；其中矿渣复合粉包括矿渣粉4.5～7.5％、石膏0～5％、木质素磺酸钙或FDN减水剂0.5～2％。

【技术特征摘要】
1.一种垃圾焚烧飞灰的安全固化剂，其特征在于，所述安全固化剂按照质量百分比计包括以下组分：硫脲25～30％，钙基膨润土1～10％，磷酸钙15～20％，燃煤电厂二级粉煤灰10～20％，硼酸钙0～5％，矿渣复合粉5～15％及钢渣10～35％；其中矿渣复合粉包括矿渣粉4.5～7.5％、石膏0～5％、木质素磺酸钙或FDN减水剂0.5～2％。2.如权利要求1所述的安全固化剂，其特征在于，钙基膨润土3～9％，磷酸钙15～16％，燃煤电厂二级粉煤灰10～12％，硼...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱书景，周瑆玥，黄刚，柯杰，张天翼，张纯博，高靖翔，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42