一种垃圾焚烧飞灰的稳定化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种垃圾焚烧飞灰的稳定化处理方法，属于垃圾焚烧飞灰处理技术领域，包括以下步骤：将垃圾焚烧飞灰、水泥、粗骨料、细骨料、有机纤维和二噁英吸附剂混合，加入水和多功能减水剂，搅拌均匀后倒入模具中，在85℃下常压蒸汽养护8h，脱模后置于180

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾焚烧飞灰的稳定化处理方法


[0001]本专利技术属于垃圾焚烧飞灰处理
，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰的稳定化处理方法。

技术介绍

[0002]垃圾焚烧灰分是指在垃圾焚烧过程中以飞灰形式附着在余热锅炉外壁，或进入烟气净化系统中而被除尘器捕集的副产物，一般由氯盐、硫酸盐、硅铝酸盐、硅酸盐矿物、重金属和二噁英等物质组成，其中重金属、二噁英和氯盐是目前困扰飞灰无害化和资源化的主要问题。
[0003]垃圾焚烧灰分稳定化处理方法，包括固体化、化学稳定化和风化处理方法，该处理方法具有方便、高效的特点，因此被广泛应用，目前采用最多的稳定化处理方法为水泥固化技术，即将垃圾焚烧飞灰作为固化原料，以水泥等物质固化形成可利用的建筑材料，但是存在以下问题：(1)飞灰表面吸附的二噁英等致癌物质，无法有效被封锁，存在安全隐患；(2)现有的水泥材料重金属离子浸出率仍然偏高，仅达到使用要求的较低标准；(3)可溶性氯盐的溶出会降低材料的致密性，进一步地降低结构强度，并增加重金属的浸出风险；因此，有必要提高一种更优的垃圾焚烧飞灰的稳定化处理方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种垃圾焚烧飞灰的稳定化处理方法，将垃圾焚烧飞灰作为固化原料的一种，添加二噁英吸附剂、多功能减水剂、水泥和其他物质，通过固化手段形成建筑材料类成型品，克服目前利用水泥固化垃圾焚烧飞灰形成建筑产品，仍存在二噁英释放、重金属溶出以及氯盐溶出的技术问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种垃圾焚烧飞灰的稳定化处理方法，包括以下步骤：
[0007]将垃圾焚烧飞灰、水泥、粗骨料、细骨料、有机纤维和二噁英吸附剂在混料机中混合均匀，然后加入水和多功能减水剂，搅拌均匀后倒入模具中，在85℃下常压蒸汽养护8h，脱模后置于180
‑
210℃、1MPa高压蒸汽养护12h，得到成型品。
[0008]其中，垃圾焚烧飞灰、水泥、粗骨料、细骨料、有机纤维、二噁英吸附剂、多功能减水剂和水质量比为40
‑
50：260
‑
310：1100
‑
1200：600
‑
650：0.5
‑
1：8
‑
12：10：130
‑
160。
[0009]进一步地，二噁英吸附剂通过以下步骤制成：
[0010]步骤S1、将椰壳活性炭粉碎研磨后过200目筛，然后水洗去除钠盐、钾盐等可溶解灰分，干燥，得到预处理活性炭；
[0011]步骤S2、将预处理活性炭和尿素混合均匀，之后加入去离子水，50℃下磁力搅拌24h，抽滤，滤饼烘干至恒重，之后装入刚玉瓷舟中，在管式炉中，氮气氛围下，以10℃/min升温速率升温至800℃，保温处理2h，自然冷却至室温，得到改性活性炭；
[0012]步骤S3、将改性活性炭加入质量分数10％盐酸溶液中进行浸泡清洗2
‑
3h，之后抽
滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液中性，干燥，之后转移至正硅酸乙酯中，在超声频率为45
‑
55kHz条件下，超声浸渍40
‑
60min，过滤，滤饼105℃下干燥2h，得到二噁英吸附剂。
[0013]其中，步骤S2中预处理活性炭、尿素和去离子水质量比为1：1：20
‑
30，步骤S3中改性活性炭、盐酸溶液和正硅酸乙酯质量比为1：10：10。
[0014]首先对椰壳活性炭进行破碎，清洗除杂，然后利用尿素改性，尿素在高温下分解产生水和二氧化碳气体，增加活性炭的介孔密度，并且在活性炭的炭环中引入氮元素，形成吡啶和吡咯基团，吡啶和吡咯基团与二噁英分子的苯环之间通过π
‑
π键结合，结合活性炭自身对有机物的吸附特性，实现二噁英的封锁，之后为了提高改性活性炭在固化原料中分散性，通过活性炭的吸附作用使正硅酸乙酯附着其表面，一方面提高改性活性炭的分散度，另一方面在基材固化过程中，由于水的加入和水泥等碱性物质的存在，正硅酸乙酯水解产生纳米二氧化硅，在养护过程中，水泥形成的水化产物和氢氧化钙与纳米二氧化硅反应形成CSH凝胶和托贝莫来石，托贝莫来石的存在一方面优化固化材料内部的晶胶比，提高产品致密度，降低产物中重金属离子浸出性，另一方面托贝莫来石对重金属具有吸附作用，进一步地降低重金属溶出的可能性，并且托贝莫来石具有较高的强度和稳定性，内部化学键作用力大，能够增强复合材料的性能。
[0015]进一步地，多功能减水剂通过以下步骤制成：
[0016]向反应釜中加入乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和去离子水，搅拌5
‑
10min后，加入30wt％双氧水搅拌15min，同时滴加混合液a和混合液b，滴加结束后，保温反应20
‑
30min，用30wt％氢氧化钠溶液调节pH为6
‑
7，得到多功能减水剂；
[0017]其中，乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、去离子水、双氧水、混合液a和混合液b的质量比为240
‑
300：150
‑
200：1
‑
2.5：125
‑
135：100
‑
105，混合液a由丙烯酸、不饱和硫脲基硅氧烷和去离子水按照质量比15
‑
20：10
‑
15：100，混合液b由3
‑
巯基丙酸、抗坏血酸和去离子水按照质量比1
‑
1.5：0.3
‑
0.5：100组成。
[0018]在常温下，以乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、丙烯酸和不饱和硫脲基硅氧烷为原料，用双氧水和抗坏血酸氧化还原引发体系，通过自由基水溶液聚合法制备出多功能减水剂，该减水剂与普通聚羧酸减水剂相比，保留了聚羧酸分子的分散作用、润滑作用和空间位阻作用，并且对水泥的分散性更佳，原因在于引入了含有硫脲结构的硅氧烷，硅氧烷结构水解形成硅醇，与水泥颗粒表面的羟基形成硅氧硅化学键，形成化学键链，提高复合材料的致密度，并且硅醇自身可以通过缩合反应形成交联网络，在复合材料内部形成疏水膜，提高耐水性，减少垃圾焚烧灰分中重金属和氯盐的溶出性，而硫脲结构为含有两个氮原子的基团，有一对未共轭的孤对电子，具有很强的络合活性，将其引入聚羧酸减水剂结构中，结合羧基、羟基等基团对重金属的螯合作用，将重金属稳固于复合材料中，进而实现垃圾焚烧飞灰的稳定化处理。
[0019]进一步地，不饱和硫脲基硅氧烷通过以下步骤制成：
[0020]向反应釜中加入丙酮和3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷，搅拌均匀后，滴加二月桂酸二丁基锡，边搅拌边滴加异硫氰酸烯丙酯，控制滴加速度2
‑
3滴/秒，滴加结束后，升温至50℃，搅拌反应4
‑
5h，之后降至室温继续反应48h，反应结束后，旋蒸去除丙酮，得到不饱和硫脲基硅氧烷；
[0021]其中，丙酮、3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垃圾焚烧飞灰的稳定化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将垃圾焚烧飞灰、水泥、粗骨料、细骨料、有机纤维和二噁英吸附剂混合，加入水和多功能减水剂，搅拌均匀后倒入模具中，在85℃下常压蒸汽养护8h，脱模后置于180
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210℃、1MPa高压蒸汽养护12h，得到成型品；其中，二噁英吸附剂通过以下步骤制成：步骤S1、将椰壳活性炭粉碎研磨过200目筛，水洗干燥，得到预处理活性炭；步骤S2、将预处理活性炭和尿素混合，加入去离子水，50℃下磁力搅拌24h，抽滤烘干，氮气氛围下，800℃保温处理2h，得到改性活性炭；步骤S3、将改性活性炭加入10wt％盐酸溶液中浸泡2
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3h，抽滤，滤饼洗涤干燥后转移至正硅酸乙酯中，超声浸渍，得到二噁英吸附剂。2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰的稳定化处理方法，其特征在于，垃圾焚烧飞灰、水泥、粗骨料、细骨料、有机纤维、二噁英吸附剂、多功能减水剂和水质量比为40
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50：260
‑
310：1100
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1200：600
‑
650：0.5
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1：8
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12：10：130
‑
160。3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰的稳定化处理方法，其特征在于，步骤S2中预处理活性炭、尿素和去离子水质量比为1：1：20
‑
30。4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰的稳定化处理方法，其特征在于，步骤S3中改性活性炭、盐酸溶液和正硅酸乙酯质量比为1：10：10。5.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰的稳定化处理方法，其特征在于，多功能减水剂通过以下步骤制成：向反应釜中加入乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和去离子水，搅拌后加...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亚军，林军，
申请(专利权)人：江苏乐尔环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：