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一种粉煤灰-垃圾焚烧飞灰基固化体及在制备墙体承重砌块材料中的应用制造技术

技术编号:41319217 阅读:5 留言:0更新日期:2024-05-13 14:59
本发明专利技术公开了一种粉煤灰‑垃圾焚烧飞灰基固化体及在制备墙体承重砌块材料中的应用,所述固化体由如下重量配比的原料组成:偏高岭土29‑31份,粉煤灰19‑21份,垃圾焚烧飞灰5‑10份,液体硅酸钠27‑29份,氢氧化钠5‑6份,水8‑10份。本发明专利技术制备的墙体承重砌块材料的7天抗压强度高于25MPa,28天的抗压强度超过35MPa。经过pH为3.0‑5.0的酸雨淋溶2100ml后,抗强度仍然维持在25MPa以上。合成7天后垃圾焚烧飞灰中各金属的浸出浓度远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3‑2007)的规定。

【技术实现步骤摘要】

(一)本专利技术涉及环境污染治理领域和材料,具体涉及一种粉煤灰-垃圾焚烧飞灰基固化体及其在制备墙体承重砌块材料中的应用,既能够利用粉煤灰(固废)有效处理垃圾焚烧飞灰(危险固废),又能够利用将固化体制作成为墙体承重砌块材料,达到以废治废及资源化目的。


技术介绍

0、(二)
技术介绍

1、随着垃圾焚烧技术越来越成熟,焚烧法逐渐成为了处理城市生活垃圾的主要方法,在极大的减量化的同时,焚烧过后会产生飞灰,因飞灰中含有铜、镍、铅、锌、镉、铬等重金属以及二噁英等有毒有害物质,因此垃圾焚烧飞灰在很多国家及地区被归为危险废物一类。重金属在自然环境中无法被降解,排入环境会对土壤、水体、人体以及生态系统中的生物有巨大的影响。对垃圾焚烧飞灰的资源化处理成为了一大难题,固化法是处理飞灰的常用方法之一,但是水泥固化效果不明显,存在浸出毒性高、增容比大等缺陷,高温固化和水热固化法对设备要求高、能耗大,并且处理成本高。

2、地聚合物是一种环境友好型材料,具有高早期强度、耐高温、抗酸碱侵蚀等特点,这些特点使其具有巨大的潜力成为承重砌块材料。相比于普通硅酸盐水泥需要生料在1400℃-1500℃下煅烧,产生大量二氧化碳和其他污染物;地聚合物只需要在常温下合成,减少80%左右的二氧化碳排放,并且制作得到的地聚合物处理了固体废弃物粉煤灰以及危险废物垃圾焚烧飞灰,具有极大的环境价值。

3、粉煤灰作为我国最主要的工业固体废物之一,每年的产量巨大,大量的粉煤灰堆放占用土地资源的同时还会污染环境。粉煤灰主要由sio2、al2o3、cao组成,成分接近偏高岭土,所以利用粉煤灰来取代部分偏高岭土在降低经济成本的同时又对粉煤灰进行了资源化利用。

4、墙体在建筑体中可以起到承重、保温、隔声等作用,在普通的房屋建筑之中,墙体所占的质量比可以达到建筑总质量的40%-60%,因此墙体材料对于建筑来说极为重要。普通的烧结砖的制作工艺耗能巨大并且会对环境产生严重的污染,地聚合物具备强度高、隔热性能好、生产环保等优势,为其制作成为墙体承重材料提供了基础。


技术实现思路

0、(三)
技术实现思路

1、本专利技术目的是提供一种粉煤灰-垃圾焚烧飞灰基固化体及其在制备墙体承重砌块材料中的应用,固化体拥有较高强度,后期性能优良,制备过程简单、节能低碳,因此,固化体可制作成为墙体承重砌块材料。

2、本专利技术采用的技术方案是:

3、本专利技术提供了一种粉煤灰-垃圾焚烧飞灰基固化体,所述固化体由如下重量配比的原料组成:偏高岭土29-31份,粉煤灰19-21份,垃圾焚烧飞灰5-10份,液体硅酸钠27-29份,氢氧化钠5-6份,水8-10份。

4、本专利技术偏高岭土质量组成为:sio2 51.63%、al2o3 44.26%、k2o 1.44%、mgo0.19%、fe2o3 0.41%、cao 0.13%、tio2 0.40%、na2o 0.22%,其他1.32%。

5、本专利技术所述粉煤灰质量组成:sio2 45.10%、al2o3 24.20%、k2o 0.86%、so32.10%、fe2o3 0.85%、cao 6.45%、na2o 1.20%,其他19.24%。

6、本专利技术所述垃圾焚烧飞灰质量组成:sio2 26.23%、al2o3 13.72%、k2o 0.66%、p2o5 6.81%、fe2o3 5.67%、cao 31.49%、na2o 1.90%,其他13.52%。

7、本专利技术所述硅酸钠为工业硅酸钠,质量含水量为65.6%。

8、本专利技术还提供了一种所述粉煤灰-垃圾焚烧飞灰基固化体在制备墙体承重砌块材料中的应用,所述的应用为:按配方量,将naoh固体加入到硅酸钠中,搅拌均匀,确保naoh固体完全溶解,溶解后放置稍冷,获得碱激活剂;然后将偏高岭土、粉煤灰和垃圾焚烧飞灰先加入搅拌机中,慢速搅拌使其充分混合均匀,再加入碱激活剂和去离子水,慢速搅拌均匀,然后快速搅拌至浆状(优选浆体具有较好的流动性和粘性),将搅拌好的浆体进行注模,待浆体在模具中彻底硬化后脱模,得到墙体承重砌块材料。

9、进一步,所述慢速搅拌条件均为:公转速度:62±5r/min,自转速度:140±5r/min,搅拌时间为2min。

10、进一步,所述快速搅拌条件为:公转速度:125±5r/min,自转速度:285±5r/min,搅拌时间为2min。

11、进一步,所述注模所用模具尺寸为20mm×20mm×20mm。

12、与现有技术相比,本专利技术的有益效果主要体现在:

13、(1)本专利技术通过偏高岭土、粉煤灰和垃圾焚烧飞灰与碱激活剂反应合成墙体承重砌块材料,制备过程简单、节能低碳,形成的固化体对垃圾焚烧飞灰中的重金属固化效果明显,具有很好的社会价值和经济价值,同时也是环境友好型材料,利用粉煤灰替代部分偏高岭土可以很好地降低制作成本,加入垃圾焚烧飞灰后其性能还能达到墙体承重砖的要求,能达到既处理危险固废又能资源化的目的,实现以废治废的目标。

14、(2)本专利技术通过偏高岭土、粉煤灰和垃圾焚烧飞灰合成墙体承重砌块材料的7天抗压强度高于25mpa,28天的抗压强度超过35mpa。合成7天后垃圾焚烧飞灰中各金属的浸出浓度如下:铜:0.038mg/l、锌:0.508mg/l、铅:0.030mg/l、铬:0.339mg/l、镉:0.003mg/l、汞:0.003mg/l,远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(gb 5085.3-2007)的规定。

15、(3)本专利技术通过偏高岭土、粉煤灰和垃圾焚烧飞灰合成的墙体承重砌块材料在环境长期稳定性之“耐高温煅烧”方面性能优良,当墙体材料煅烧温度低于600℃时,抗压强度随着温度上升而升高,600℃时抗压强度为35mpa以上,700℃固化体性能保持稳定,抗压强度接近35mpa。在此过程中,重金属浸出浓度未出现明显升高的情况。

16、(4)本专利技术通过偏高岭土、粉煤灰和垃圾焚烧飞灰合成的墙体承重砌块材料在环境长期稳定性之“耐酸雨侵蚀”方面表现良好,经过ph为3.0-5.0的酸雨淋溶2100ml后,抗强度仍然维持在25mpa以上。重金属浸出浓度略有上升,但是依旧远低于《危险废物鉴别标准进出浓度浸出毒性鉴别》(gb 5085.3-2007)的规定。

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【技术保护点】

1.一种粉煤灰-垃圾焚烧飞灰基固化体,其特征在于,所述固化体由如下重量配比的原料组成:偏高岭土29-31份,粉煤灰19-21份,垃圾焚烧飞灰5-10份,液体硅酸钠27-29份,氢氧化钠5-6份,水8-10份。

2.如权利要求1所述的粉煤灰-垃圾焚烧飞灰基固化体,其特征在于,偏高岭土质量组成为:SiO2 51.63%、Al2O3 44.26%、K2O 1.44%、MgO 0.19%、Fe2O3 0.41%、CaO 0.13%、TiO2 0.40%、Na2O 0.22%,其他1.32%。

3.如权利要求1所述的粉煤灰-垃圾焚烧飞灰基固化体,其特征在于,粉煤灰质量组成:SiO2 45.10%、Al2O3 24.20%、K2O 0.86%、SO3 2.10%、Fe2O3 0.85%、CaO 6.45%、Na2O1.20%,其他19.24%。

4.如权利要求1所述的粉煤灰-垃圾焚烧飞灰基固化体,其特征在于,垃圾焚烧飞灰质量组成:SiO2 26.23%、Al2O3 13.72%、K2O 0.66%、P2O5 6.81%、Fe2O3 5.67%、CaO31.49%、Na2O 1.90%,其他13.52%。

5.如权利要求1所述的粉煤灰-垃圾焚烧飞灰基固化体,其特征在于,硅酸钠为工业硅酸钠,质量含水量为65.6%。

6.一种权利要求1所述粉煤灰-垃圾焚烧飞灰基固化体在制备墙体承重砌块材料中的应用。

7.如权利要求6所述的应用,其特征在于,所述的应用为:按配方量,将NaOH固体加入到硅酸钠中,搅拌均匀,确保NaOH固体完全溶解,溶解后放置稍冷,获得碱激活剂;然后将偏高岭土、粉煤灰和垃圾焚烧飞灰先加入搅拌机中,慢速搅拌使其充分混合均匀,再加入碱激活剂和去离子水,慢速搅拌均匀,然后快速搅拌至浆状,将搅拌好的浆体进行注模,待浆体在模具中彻底硬化后脱模,得到墙体承重砌块材料。

8.如权利要求7所述的应用,其特征在于,所述慢速搅拌条件均为:公转速度:62±5r/min,自转速度:140±5r/min,搅拌时间为2min。

9.如权利要求7所述的应用,其特征在于,所述快速搅拌条件为:公转速度:125±5r/min,自转速度:285±5r/min,搅拌时间为2min。

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【技术特征摘要】

1.一种粉煤灰-垃圾焚烧飞灰基固化体,其特征在于,所述固化体由如下重量配比的原料组成:偏高岭土29-31份,粉煤灰19-21份,垃圾焚烧飞灰5-10份,液体硅酸钠27-29份,氢氧化钠5-6份,水8-10份。

2.如权利要求1所述的粉煤灰-垃圾焚烧飞灰基固化体,其特征在于,偏高岭土质量组成为:sio2 51.63%、al2o3 44.26%、k2o 1.44%、mgo 0.19%、fe2o3 0.41%、cao 0.13%、tio2 0.40%、na2o 0.22%,其他1.32%。

3.如权利要求1所述的粉煤灰-垃圾焚烧飞灰基固化体,其特征在于,粉煤灰质量组成:sio2 45.10%、al2o3 24.20%、k2o 0.86%、so3 2.10%、fe2o3 0.85%、cao 6.45%、na2o1.20%,其他19.24%。

4.如权利要求1所述的粉煤灰-垃圾焚烧飞灰基固化体,其特征在于,垃圾焚烧飞灰质量组成:sio2 26.23%、al2o3 13.72%、k2o 0.66%、p2o5 6.81%、fe2o3 5.67%、...

【专利技术属性】
技术研发人员:金漫彤杨钢洪吴江帆
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:

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