一种垃圾焚烧飞灰与铝灰的协同处理方法技术

本发明专利技术公开了一种垃圾焚烧飞灰与铝灰的协同处理方法，本发明专利技术制备过程简单，通过对垃圾焚烧飞灰和铝灰高效协同处理，制备一种解毒蒸养砖，制备过程中无废盐产生。本方法制备的解毒蒸养砖含氯量低于1%，重金属浸出浓度和二噁英含量均满足《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范》（HJ1134

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾焚烧飞灰与铝灰的协同处理方法


[0001]本专利技术涉及一种垃圾焚烧飞灰与铝灰的协同处理方法，属于危险废弃物无害化处置与资源化利用领域。

技术介绍

[0002]垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧处置过程中从烟气净化系统中回收的粉尘。垃圾焚烧飞灰被列在《危险废弃物名录》(2021)中，具有毒害性，含有重金属和二噁英类有毒有害物质。同时，垃圾焚烧飞灰中含有大量的氯盐，这严重限制了垃圾焚烧飞灰的有效资源化利用。铝灰是铝冶炼、电解、加工过程中产生废弃物，因具有反应性和毒害性，也被列在《危险废弃物名录》(2021)中。
[0003]目前对垃圾焚烧飞灰及铝灰进行湿法处理，不仅会产生大量的含杂质废盐需要进一步深度处理，而且水洗后的飞灰泥和铝灰泥仍然具有毒害性，仍然需要进一步无害化和资源化处理。当前垃圾焚烧飞灰和铝灰的处置方法存在技术路线过长、处置方法复杂、产生二次污染物或杂盐的问题。若能充分利用垃圾焚烧飞灰和铝灰的物化特性，实现物料互补，协同处理垃圾焚烧飞灰和铝灰，避免废盐产生，简化工艺，对解决上述垃圾焚烧飞灰和铝灰处置过程中存在的问题显得尤为关键。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种垃圾焚烧飞灰与铝灰的协同处理方法。
[0005]技术方案：本专利技术提供了一种垃圾焚烧飞灰与铝灰的协同处理方法，包括以下步骤：
[0006](1)将矿石渣、铝灰和垃圾焚烧飞灰混合，研磨，得到研磨混合料；
[0007](2)将研磨混合料煅烧，冷却至室温后得到煅烧混合料；
[0008](3)将磷石膏、单质硫和煅烧混合料混合，搅拌均匀，得到石膏硫掺煅烧料；
[0009](4)将水和石膏硫掺煅烧料混合，搅拌均匀，得到解毒浆；
[0010](5)将解毒浆注入模具，室温养护，脱模，切割，蒸汽养护，得到解毒蒸养砖。
[0011]进一步地，步骤(1)中所述的矿石渣、铝灰和垃圾焚烧飞灰的质量比为15～45:15～60:100。
[0012]进一步地，步骤(1)中所述的矿石渣为高炉矿渣、钢渣、垃圾焚烧炉渣中任意一种或多种。
[0013]进一步地，步骤(1)中所述的研磨时间为0.5～7.5小时。
[0014]进一步地，步骤(2)中所述的煅烧温度为1000～1200℃，煅烧时间为15～45分钟。
[0015]进一步地，步骤(3)中所述的磷石膏、单质硫和煅烧混合料的质量比为5～25:5～25:100。
[0016]进一步地，步骤(4)中所述的水和石膏硫掺煅烧料的液固比为0.5～1.5:1mL:g。
[0017]进一步地，步骤(4)中所述的搅拌过程中，浆体温度控制在75～125℃。
[0018]进一步地，步骤(5)中所述的室温养护时间为2～6小时。
[0019]进一步地，步骤(5)中所述的蒸汽养护时间为2～6小时，蒸汽养护温度为150～250℃。
[0020]反应机理：在步骤(3)的煅烧过程中，垃圾焚烧飞灰中的二噁英矿化分解为水和二氧化碳；铝灰中的氮化铝和碳化铝氧化，生成氧化铝、氮气、二氧化碳，未氧化的氮化铝和碳化铝分解还可以促进矿石渣活化和垃圾焚烧飞灰中重金属的固化和氯化物的挥发；同时矿石渣、铝灰、垃圾焚烧飞灰充分反应，生成硅酸钙盐、铝酸钙盐及硅铝酸钙盐活性料。在步骤(4)的加热搅拌过程中，磷石膏、单质硫与煅烧混合料充分反应，生成过二亚硫酸二钙、多硫化钙、二硫化钙、硫化钙、钙矾石、羟基磷灰岩、硅酸盐水化产物、铝酸钙水泥产物以及地质聚合物胶凝等多种物质并被重复混合。其中过二亚硫酸二钙、多硫化钙、二硫化钙、硫化钙、羟基磷灰岩均可与煅烧混合料残余重金属反应，实现重金属高效稳定化；而钙矾石、羟基磷灰岩、铝酸钙水泥产物可通过化学吸附实现对飞灰和铝灰中氯化物的高效稳定化；硅酸盐水化产物、铝酸钙水泥产物以及地质聚合物胶凝还可以通过物理包裹实现对重金属及氯化物的有效固化。最后通过步骤(5)的两段养护，过二硫化钙、硫化钙、钙矾石、羟基磷灰岩、硅酸盐水化产物、铝酸钙水泥产物以及地质聚合物胶凝混合物在蒸汽条件下相互反应，快速硬化，最终得到解毒蒸养砖。
[0021]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下突出的显著优点：本专利技术制备过程简单，通过对垃圾焚烧飞灰和铝灰高效协同处理，制备一种解毒蒸养砖，制备过程中无废盐产生。本方法制备的解毒蒸养砖含氯量低于1％，重金属浸出浓度和二噁英含量均满足《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范》(HJ1134
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2020)污染控制要求，且最高单轴抗压强度可达23.5MPa。
附图说明
[0022]图1为本专利技术制备方法的流程图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0024]高炉矿渣：主要包括41.19％CaO、38.26％SiO2、8.94％Al2O3、5.06％MgO、3.21％TiO2、2.15％SO3及其它成分。
[0025]钢渣：主要包括39.61％CaO、17.38％Fe2O3、14.05％SiO2、6.92％MgO、3.32％P2O5、3.16％MnO、1.89％Al2O3及其它成分。
[0026]垃圾焚烧炉渣：34.05％SiO2、28.17％CaO、10.66％Fe2O3、8.15％Al2O3、5.32％P2O5、2.31％SO3及其它成分。
[0027]铝灰：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。
[0028]垃圾焚烧飞灰：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。
[0029]实施例1矿石渣、铝灰、垃圾焚烧飞灰质量比对所制备的解毒蒸养砖强度及浸出毒
性影响
[0030]按照质量比7.5:15:100、10:15:100、12.5:15:100、15:7.5:100、15:10:100、15:12.5:100、15:15:100、30:15:100、45:15:100、15:37.5:100、30:37.5:100、45:37.5:100、15:60:100、30:60:100、45:60:100、45:65:100、45:70:100、45:75:100、50:60:100、55:60:100、60:60:100分别称取矿石渣、铝灰、垃圾焚烧飞灰，混合，研磨0.5小时，得到研磨混合料，其中矿石渣为高炉矿渣。将研磨混合料煅烧15分钟，冷却至室温，得到煅烧混合料，其中煅烧温度为1000℃。按照质量比5:5:100分别称取磷石膏、单质硫、煅烧混合料，混合，搅拌均匀，得到石膏硫掺煅烧料。按照液固比0.5:1mL:g混合水和石膏硫掺煅烧料，搅拌0.5小时，浆体温度控制在75℃，得到解毒浆。将解毒浆注入模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垃圾焚烧飞灰与铝灰的协同处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将矿石渣、铝灰和垃圾焚烧飞灰混合，研磨，得到研磨混合料；（2）将研磨混合料煅烧，冷却至室温后得到煅烧混合料；（3）将磷石膏、单质硫和煅烧混合料混合，加热搅拌均匀，得到石膏硫掺煅烧料；（4）将水和石膏硫掺煅烧料混合，搅拌均匀，得到解毒浆；（5）将解毒浆注入模具，室温养护，脱模，切割，蒸汽养护，得到解毒蒸养砖。2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰与铝灰的协同处理方法，其特征在于，步骤（1）中所述的矿石渣、铝灰和垃圾焚烧飞灰的质量比为15~45:15~60:100。3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰与铝灰的协同处理方法，其特征在于，步骤（1）中所述的矿石渣为高炉矿渣、钢渣、垃圾焚烧炉渣中任意一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰与铝灰的协同处理方法，其特征在于，步骤（1）中所述的研磨时间为0.5~7.5小时。5.根据权利要求1所述的一种垃...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄涛，宋东平，方琦，罗应兰，杨超俊，李守泽，徐娇娇，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：