一种水泥固化飞灰的方法技术

本发明专利技术涉及飞灰固化技术领域，尤其涉及一种水泥固化飞灰的方法

【技术实现步骤摘要】
一种水泥固化飞灰的方法


[0001]本专利技术涉及飞灰固化
，尤其涉及一种水泥固化飞灰的方法
。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术
。
[0003]垃圾在焚烧过程会产生大量的飞灰，约占入炉垃圾量的3％～5％
。
飞灰因其富含重金属
、
二噁英类污染物被归为危险废物
(HW 18)。
飞灰在进行填埋和其他处置方式之前必须要经过处理使其污染物含量达到相应标准，对于飞灰中的重金属，水泥固化技术是应用时间最早的固化技术，其原料价格低廉
、
操作简易
、
固化效果好
。
然而在水泥固化技术的长期使用过程中存在以下不足：
[0004](1)
传统水泥固化处理若要使重金属浸出浓度达标，往往需要添加大量的水泥和水，现有技术中，水泥固化中水泥掺量大于
40
％，液固比大于
0.4。
经过水泥固化处理后，固化产物体积会显著增加，在后续填埋处置中需要占用更多的土地资源
。
[0005](2)
在传统水泥固化处理中若要减少水泥的添加量，往往会辅助加入一些螯合剂增加其对重金属的固化
/
稳定化效果，这样会增加其处理成本
。
[0006](3)
传统水泥固化处理的过程中水泥水化反应活性低，飞灰自身的火山灰活性难以有效激发，浪费其富含的大量火山灰组分
。
[0007]因此，如何调控水泥与飞灰的比例，充分发挥飞灰自身的火山灰活性同时又能固化飞灰中的重金属成为飞灰固化的关键
。

技术实现思路

[0008]为了克服上述问题，本专利技术提供了一种水泥固化飞灰的方法
。
本专利技术中通过理论模型计算飞灰与水泥的配比以及固化所需的水的量，充分发挥飞灰自身火山灰组分的性能，减少水泥的浪费，进一步减少填埋处置的固化产物的体积
。
同时通过球磨以及水泥固化，可以将飞灰中的重金属进行固化，使其达到相应污染控制标准
。
[0009]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种水泥固化飞灰的方法，包括：
[0011](1)
测定飞灰和水泥的化学组成，确定飞灰与水泥的添加配比以及加水量；飞灰中的化学组分在补充水泥后，组成水泥熟料矿物，计算飞灰中化学组分的质量分数与水泥中化学组分的质量分数，进而确定飞灰与水泥的添加配比；飞灰中的化学组分在补充水泥后，组成的水泥熟料矿物发生水化反应，通过计算水化反应方程式中水泥熟料矿物组分与水的质量比，进而获得加水量；
[0012](2)
按照步骤
(1)
中计算的配比将飞灰和水泥置入球磨机中，进行球磨；
[0013](3)
球磨完成后，按照步骤
(1)
中计算的加水量进行加水，后搅拌混合均匀；
[0014](4)
将混合均匀后的产物进行填埋处理
。
[0015]进一步地，所述飞灰和水泥为烘干后的飞灰和烘干后水泥；优选的，烘干的条件为在
100
～
110℃
下，烘干至恒重
。
[0016]进一步地，所述水泥为普通硅酸盐水泥
。
[0017]进一步地，所述飞灰的化学组成包括：
CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3和
SO3；
[0018]优选的，所述飞灰中的化学组成是通过
X
射线荧光光谱仪测定
。
[0019]进一步地，所述水泥的化学组成包括：
CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3和
SO3；
[0020]优选的，所述水泥的化学组成可以通过
X
射线荧光光谱仪测定
。
[0021]进一步地，所述水泥熟料矿物组分包括硅酸三钙
(3CaO
·
SiO3简写成
C3S)、
硅酸二钙
(2CaO
·
SiO2简写成
C2S)、
铝酸三钙
(3CaO
·
Al2O3简写成
C3A)
和铁铝酸四钙
(4CaO
·
Al2O3·
Fe2O3简写成
C4AF)。
[0022]优选的，当确定了水泥中
CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3和
SO3的量，可以利用
Bogue
公式计算水泥熟料矿物组分的量；
[0023]其中，
Bogue
公式：
[0024]C3S
＝
(4.071
×
％
CaO)
‑
(7.600
×
％
SiO2)
‑
(6.718
×
％
Al2O3)
‑
(1.430
×
％
Fe2O3)
‑
(2.852
×
％
SO3)
；
[0025]C2S
＝
(2.867
×
％
SiO2)
‑
(0.7544
×
％
C3S)
＝
(
‑
3.075
×
％
CaO)+(8.608
×
％
SiO2)+(5.073
×
％
Al2O3)+(1.071
×
％
Fe2O3)+(2.154
×
％
SO3)
；
[0026]C3A
＝
(2.650
×
％
Al2O3)
‑
(1.692
×
％
Fe2O3)
；
[0027]C4AF
＝
3.043
×
％
Fe2O3。
[0028]进一步的，所述飞灰和水泥的添加配比通过以下公式进行确定：
[0029]每
1g
飞灰
(
干基
)
需要加入的水泥
(
干基
)
质量
X(g)
：
[0030][0031]其中，
a、b、c
和
d
分别为飞灰
(
干基
)
中
CaO、SiO2、Al2O3和
Fe2O3质量分数；
A、B、C
和...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水泥固化飞灰的方法，其特征在于，包括：
(1)
测定飞灰和水泥的化学组成，确定飞灰与水泥的添加配比以及加水量；飞灰中的化学组分在补充水泥后，组成水泥熟料矿物，计算飞灰中化学组分的质量分数与水泥中化学组分的质量分数，进而确定飞灰与水泥的添加配比；飞灰中的化学组分在补充水泥后，组成的水泥熟料矿物发生水化反应，通过计算水化反应方程式中水泥熟料矿物组分与水的质量比，进而获得加水量；
(2)
按照步骤
(1)
中计算的配比将飞灰和水泥置入球磨机中，进行球磨；
(3)
球磨完成后，按照步骤
(1)
中计算的加水量进行加水，后搅拌混合均匀；
(4)
将混合均匀后的产物进行填埋处理
。2.
如权利要求1所述的水泥固化飞灰的方法，其特征在于，所述飞灰为生活垃圾焚烧飞灰
、
医疗垃圾焚烧飞灰及工业危废焚烧飞灰中的一种或多种
。3.
如权利要求1所述的水泥固化飞灰的方法，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥
。4.
如权利要求1所述的水泥固化飞灰的方法，其特征在于，所述飞灰的化学组成包括：
CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3和
SO3；或，所述水泥的化学组成包括：
CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3和
SO3。5.
如权利要求1所述的水泥固化飞灰的方法，其特征在于，所述水泥熟料矿物组分包括硅酸三钙
、
硅酸二钙
、
铝酸三钙和铁铝酸四钙
。6.
如权利要求1所述的水泥固化飞灰的方法，其特征在于，所述飞灰和水泥的化学组成通过
X
射线荧光光谱仪测定
。7.
如权利要求1所述的水泥固化飞灰的方法，其特征在于，所述飞灰和水泥的添加配比通过以下公式进行确定：每
1g
飞灰
(
干基
)
需要加入的水泥
(
干基
)
质量
X(g)
：其中，
a、b、c
和
d
分别为飞灰
(
干基
)
中
CaO、SiO2、Al2O3和
Fe2O3质量分数；
A、B、C、D
分别为水泥
(
干基
)
中
CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的质量分数
。8.
如权利要求1所述的水泥固化飞灰的方法，其特征在于，所述飞灰与水泥的加水量通过以下公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫华，李锰，蔡淑霞，孙英杰，聂彦琪，卞荣星，王亚楠，王华伟，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：