由垃圾焚烧飞灰制备保温材料的方法与保温材料技术

本发明专利技术提供一种由垃圾焚烧飞灰制备保温材料的方法与保温材料，属于危险废弃物无害化处置及资源化利用技术领域。本发明专利技术的方法包括：将水玻璃、聚合硅酸铝铁、垃圾焚烧飞灰混合，搅拌均匀，得到预改性飞灰混合粉；混合水和预改性飞灰混合粉，搅拌均匀，得到改性飞灰浆；改性飞灰浆导入超临界水反应器活化处理，经固液分离，得到活化飞灰胶凝；将活化飞灰胶凝与氨基酸载膨胀珍珠岩混合，搅拌均匀，并置于模具中养护，得到保温材料。本发明专利技术通过超临界活化及氨基酸加载膨胀珍珠岩稳定化实现对垃圾焚烧飞灰的高效解毒并制备高性能保温材料，保温材料氯量均低于1％，重金属浸出浓度和二噁英含量满足污染控制要求。英含量满足污染控制要求。英含量满足污染控制要求。

【技术实现步骤摘要】
由垃圾焚烧飞灰制备保温材料的方法与保温材料


[0001]本专利技术属于危险废弃物无害化处置及资源化利用
，具体涉及一种由垃圾焚烧飞灰制备保温材料的方法以及一种保温材料。

技术介绍

[0002]生活垃圾焚烧飞灰是指烟气净化系统捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰，一般包含吸收塔飞灰和除尘器飞灰。垃圾焚烧飞灰中的主要成分与燃烧工况、锅炉选型、烟气净化工艺相关。垃圾焚烧飞灰中含有重金属及二噁英物质，因此具有明显的毒害性，被列在《国家危险废物名录》。除了毒性物质，飞灰中还含有大量的无机氯盐。灰体中的氯盐主要为氯化钠和氯化钾，氯盐水溶性好，易迁移释放，这限制了垃圾焚烧飞灰在建材领域的资源化利用途径。
[0003]因此，要实现垃圾焚烧飞灰的充分资源化利用，不仅要解决垃圾焚烧飞灰的毒害性问题，而且还要克服灰体中因氯含量高引发的建材产品质量不达标问题。
[0004]当前，垃圾焚烧飞灰的无害化处置及资源化利用的系统性技术较为匮乏，现有技术只能解决飞灰中的某一类问题，例如重金属污染、二噁英污染、飞灰脱盐等，无法为垃圾焚烧飞灰的高效资源化提供有益的技术支撑。水洗+水泥窑协同处置是目前实现垃圾焚烧飞灰资源化的主流技术。该技术要求灰体入窑前需进行多级水洗，以脱除灰体中的盐分。同时水洗飞灰入窑前还需充分脱水、破碎、烘干。入窑飞灰的质量也需要严格把控，以避免影响所生产水泥的质量。由飞灰水洗废液转变为结晶盐还需经过滤、脱钙、除渣、多效蒸发等多道工艺。
[0005]因此，总体而言，现有水洗+水泥窑协同处置技术工艺模块多且工艺链较长，飞灰总体处置效率较低。
[0006]综上，研发新型飞灰同步解毒与资源化技术显得迫在眉睫，
[0007]针对此，本专利技术提出一种由垃圾焚烧飞灰制备保温材料的方法与保温材料。

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种由垃圾焚烧飞灰制备保温材料的方法与保温材料。
[0009]本专利技术的一方面，提供一种由垃圾焚烧飞灰制备保温材料的方法，包括：
[0010]将水玻璃、聚合硅酸铝铁、垃圾焚烧飞灰混合，搅拌均匀，得到预改性飞灰混合粉；
[0011]混合水和所述预改性飞灰混合粉，搅拌均匀，得到改性飞灰浆；
[0012]所述改性飞灰浆导入超临界水反应器活化处理，经固液分离，得到活化飞灰胶凝；
[0013]将所述活化飞灰胶凝与氨基酸载膨胀珍珠岩混合，搅拌均匀，并置于模具中养护，得到保温材料。
[0014]可选的，所述水玻璃、所述聚合硅酸铝铁、所述垃圾焚烧飞灰的质量比范围为(5～15):(15～45):100。
[0015]可选的，所述水和所述预改性飞灰混合粉的液固比范围为(1～4):1mL:g。
[0016]可选的，所述超临界水反应器的临界压力范围为22MPa～48MPa，临界温度范围为375℃～725℃，活化处理0.25小时～4.25小时。
[0017]可选的，所述氨基酸载膨胀珍珠岩采用下述方法形成：
[0018]将膨胀珍珠岩粉末浸泡在氨基酸溶液中，经固液分离，得到氨基酸载膨胀珍珠岩。
[0019]可选的，所述氨基酸浓度范围为0.5M～4.5M，浸泡时间范围为0.5小时～2.5小时。
[0020]可选的，所述氨基酸载膨胀珍珠岩与所述活化飞灰胶凝的质量比范围为(0.25～3.25):1。
[0021]可选的，所述养护时间范围为7天～21天。
[0022]本专利技术的另一方面，提出一种保温材料，根据前文记载的所述的方法制得。
[0023]可选的，所述保温材料中重金属铅浸出浓度低于0.07mg/L、镉浸出浓度低于0.04mg/L、六价铬浸出浓度低于0.11mg/L、氯含量低于0.9％、二噁英物质含量低于4ng
‑
TEQ/kg、导热系数低于0.07W/(m
·
K)。
[0024]本专利技术提出一种由垃圾焚烧飞灰制备保温材料的方法与保温材料，在超临界水反应条件下，水发生电离、解离产生大量自由基物质，在高温、高压及自由基氧化作用下，垃圾焚烧飞灰、聚合硅酸铝铁、水玻璃相互反应，发生矿物间溶解、融合，实现硅钙基及硅铝钙基产物流态化及胶凝化转变，从而形成高活性凝胶材料。同时，在超临界水反应条件下，二噁英污染物在强氧化条件下矿化为二氧化碳和水。在超临界水反应条件下，重金属和氯污染物溶解分散在活性凝胶中，实现有效稳定化。另外，通过混合氨基酸载膨胀珍珠岩与活化飞灰胶凝，活化飞灰胶凝可实现氨基酸载膨胀珍珠岩颗粒间的有效黏结，而氨基酸载膨胀珍珠岩颗粒可通过氨基酸螯合作用进一步实现活性凝胶中重金属污染物的有效稳定，处置效率较高。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例的由垃圾焚烧飞灰制备保温材料的方法的流程框图；
[0026]图2为本专利技术实施例的由垃圾焚烧飞灰制备保温材料的方法的流程图。
具体实施方式
[0027]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护范围。
[0028]如图1和图2所示，本专利技术的一方面，提供一种由垃圾焚烧飞灰制备保温材料的方法S100，具体包括以下步骤S110～S140：
[0029]S110、将水玻璃、聚合硅酸铝铁、垃圾焚烧飞灰混合，搅拌均匀，得到预改性飞灰混合粉。
[0030]具体地，在步骤S110中，水玻璃、聚合硅酸铝铁、垃圾焚烧飞灰的质量比范围为(5～15):(15～45):100。
[0031]S120、混合水和预改性飞灰混合粉，搅拌均匀，得到改性飞灰浆。
[0032]具体地，在步骤S120中，水和预改性飞灰混合粉的液固比范围为(1～4):1mL:g，即按照水固比1～4:1mL:g混合水和预改性飞灰混合粉。
[0033]S130、改性飞灰浆导入超临界水反应器活化处理，经固液分离，得到活化飞灰胶凝。
[0034]具体地，在步骤S130中，超临界水反应器的临界压力范围为22MPa～48MPa，临界温度范围为375℃～725℃，活化处理0.25小时～4.25小时。
[0035]进一步地，改性飞灰浆在超临界水反应器中活化处理的反应机理如下：
[0036]在超临界水反应条件下，水发生电离、解离产生大量自由基物质，这样，在高温、高压及自由基氧化作用下，垃圾焚烧飞灰、聚合硅酸铝铁、水玻璃相互反应，发生矿物间溶解、融合，实现硅钙基及硅铝钙基产物流态化及胶凝化转变，从而形成高活性凝胶材料。同时，在超临界水反应条件下，二噁英污染物在强氧化条件下矿化为二氧化碳和水。并且，在超临界水反应条件下，重金属和氯污染物溶解分散在活性凝胶中，实现有效稳定化。
[0037]S140、将活化飞灰胶凝与氨基酸载膨胀珍珠岩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由垃圾焚烧飞灰制备保温材料的方法，其特征在于，包括：将水玻璃、聚合硅酸铝铁、垃圾焚烧飞灰混合，搅拌均匀，得到预改性飞灰混合粉；混合水和所述预改性飞灰混合粉，搅拌均匀，得到改性飞灰浆；所述改性飞灰浆导入超临界水反应器活化处理，经固液分离，得到活化飞灰胶凝；将所述活化飞灰胶凝与氨基酸载膨胀珍珠岩混合，搅拌均匀，并置于模具中养护，得到保温材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水玻璃、所述聚合硅酸铝铁、所述垃圾焚烧飞灰的质量比范围为(5～15):(15～45):100。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水和所述预改性飞灰混合粉的液固比范围为(1～4):1mL:g。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超临界水反应器的临界压力范围为22MPa～48MPa，临界温度范围为375℃～725℃，活化处理0.25小时～4.25小时。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氨基酸载...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄涛，宋东平，周璐璐，金俊勋，徐娇娇，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：