一种生活垃圾焚烧飞灰固化方法

摘要

本发明公开了一种生活垃圾焚烧飞灰固化方法，将垃圾焚烧飞灰、碳酸锶废渣、碳酸钾和水泥按质量份40-50∶25-38∶3-6∶15-25混合，再加入适量纯净水搅拌均匀后，填入成型模型中挤压填实，然后放置于空气中24小时后脱模，得到固化体坯体；固化体坯体再进行养护即可得到可以直接填埋的固化体，养护时间不低于14d。本发明碳酸锶废渣作为固化飞灰的重要原料，使水泥用量大大减少，从而实现了废物利用，同时也降低了垃圾焚烧飞灰固化成本。本发明固化体抗压强度和重金属浸出完全满足填埋需要。

权利要求

1.一种生活垃圾焚烧飞灰固化方法，其特征在于：将垃圾焚烧飞灰、碳酸锶废渣、碳酸钾和水泥按质量份40-50∶25-38∶3-6∶15-25混合，再加入适量纯净水搅拌均匀后，填入成型模型中挤压填实，然后放置于空气中24小时后脱模，得到固化体坯体；固化体坯体再进行养护即可得到可以直接填埋的固化体，养护时间不低于14d；

所述纯净水的加入量为垃圾焚烧飞灰、碳酸锶废渣、碳酸钾和水泥总质量的40-45%。

2.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧飞灰固化方法，其特征在于，所述垃圾焚烧飞灰和碳酸锶废渣在混合前进行预处理，预处理是将垃圾焚烧飞灰和碳酸锶废渣分别过100目标准分样筛，然后在烘箱中烘干即可。

3.根据权利要求2所述的生活垃圾焚烧飞灰固化方法，其特征在于，所述烘箱的烘干温度为105℃，烘干时间为24小时。

说明书

一种生活垃圾焚烧飞灰固化方法

技术领域

[0001] 本发明涉及生活垃圾无害化处理技术，具体指一种生活垃圾焚烧飞灰固化方法，属于垃圾固化处理技术领域。

背景技术

[0002] 由于垃圾焚烧飞灰含有重金属和有机污染物（如二恶英）等危险成分，已被国家列入危险废物名录，因此在进行安全填埋和利用前必须进行无害化处理。生活垃圾焚烧飞灰固化处理主要考虑两个方面的问题：一是固化体要有一定的抗压强度，以减少固化体破坏而导致有害元素浸出的环境风险；二是固化体中有害元素的浸出浓度满足《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）入场标准，不对环境造成影响。水泥稳定化/固化技术、化学药剂稳定化是目前最常使用的预处理方法。化学药剂稳定则通过化学反应，使有毒有害物质转变为溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程，处理后的废弃物增容很小，但对环境酸度变化的适应能力较差，废弃物中的重金属会因淋洗发生溶浸现象，产生二次污染，且成本较高。水泥固化因其具有材料易得、处理效果好,已成为国际上较普遍采用的焚烧飞灰最终处置的预处理方法，但水泥生产消耗太多的能源和资源。因此，工业废渣替代水泥是一种废物资源化利用的发展方向。

发明内容

[0003] 针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种生活垃圾焚烧飞灰固化方法，本固化方法可以明显降低固化成本，且固化体中各主要重金属浸出液浓度可大大降低。

[0004] 本发明的技术方案是这样实现的：

[0005] 一种生活垃圾焚烧飞灰固化方法，将垃圾焚烧飞灰、碳酸锶废渣、碳酸钾和水泥按质量份40-50∶25-38∶3-6∶15-25混合，再加入适量纯净水搅拌均匀后，填入成型模型中挤压填实，然后放置于空气中24小时后脱模，得到固化体坯体；固化体坯体再进行养护即可得到可以直接填埋的固化体，养护时间不低于14d。

[0006] 所述纯净水的加入量为垃圾焚烧飞灰、碳酸锶废渣、碳酸钾和水泥总质量的40-45%。

[0007] 所述垃圾焚烧飞灰和碳酸锶废渣在混合前进行预处理，预处理是将垃圾焚烧飞灰和碳酸锶废渣分别过100目标准分样筛，然后在烘箱中烘干即可。

[0008] 所述烘箱的烘干温度为105℃，烘干时间为24小时。

[0009] 相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

[0010] 1、本发明利用碳酸锶生产中产生的废渣，它是通过天青石矿(SrSO4)或菱锶(SrCO3)焙烧-浸取浆液后的废渣，主要成分为焙烧过程的碳酸锶、硅酸锶，以及未被还原的硫酸锶。目前对碳酸锶废渣的处理和利用主要为铺路、水泥建筑材料等。碳酸锶废渣作为固化飞灰的重要原料，使水泥用量大大减少，从而实现了废物利用，同时也降低了垃圾焚烧飞灰固化成本。

[0011] 2、本方法得到的固化体抗压强度表明：强度随养护时间的增加而明显增加，且最低抗压强度都大于0.5MPa，最大抗压强度可达2.44 MPa。因此，本发明固化体抗压强度完全满足填埋需要。

[0012] 3、本方法得到的固化体重金属浸出毒性测试表明，固化体中Cu、Cr的浸出浓度远低于生活垃圾填埋污染控制标准浸出液浓度限值；Zn、Hg的浸出浓度在浓度限值范围以内，其中Hg在养护时间为3d时的浸出浓度已经满足标准要求。

具体实施方式

[0013] 本发明生活垃圾焚烧飞灰固化方法，是将垃圾焚烧飞灰、碳酸锶废渣、碳酸钾和水泥按质量份40-50∶25-38∶3-6∶15-25混合，再加入适量纯净水搅拌均匀后，填入成型模型中挤压填实，然后放置于空气中24小时后脱模，得到固化体坯体；固化体坯体再进行养护即可得到可以直接填埋的固化体，养护时间不低于14d。

[0014] 锶渣是100-1200°焙烧的产物，无法使锶渣变成熔融状态，因而碳酸锶废渣的强度不高。但在碱性助剂和水存在条件下，能产生如水泥水化一样的凝胶物质，形成高强度低渗透的水泥基质。加入适量的碳酸钾对锶渣进行改性，增加其凝胶强度。碳酸锶废渣、碳酸钾和水泥基材提供了PH值较高的碱性环境，则重金属同OH或硅酸盐结合成含钙的盐，吸附在高比表面积的C-S-H粒子上，进入晶体结构中，达到控制重金属浸出的目的。

[0015] 所述纯净水的加入量为垃圾焚烧飞灰、碳酸锶废渣、碳酸钾和水泥总质量的40-45%。

[0016] 所述垃圾焚烧飞灰和碳酸锶废渣在混合前进行预处理，预处理是将垃圾焚烧飞灰和碳酸锶废渣分别过100目标准分样筛，然后在烘箱中烘干即可。所述烘箱的烘干温度为105℃，烘干时间为24小时。

[0017] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

[0018] 按照下表1的固化方案秤取各试剂的质量，加纯净水搅拌均匀后，填入不锈钢铁制模型中，挤压填实。放置于空气中24小时后脱模，得到固化体坯体。

[0019] 表1   飞灰固化方案配比

[0020]组号 碳酸锶废渣（%） 碳酸钾（%） 飞灰（%） 水泥（%）
1* 34.8 5.2 40 20
2* 26.1 3.9 50 20

[0021] 分别将两实施例得到的固化体坯体在养护时间为3、7、14、28d时，测试抗压强度。每组实验数据至少测3个样，取平均值。测试抗压强度后的固化体，浸入无水乙醇中防止水化反应的继续发生，固化体破碎烘干后，用于浸出毒性的检测。

[0022] 抗压强度：研究结果表明：当飞灰比例增加时，抗压强度变化不明显，但总体上逐渐降低；无论哪种配比的试样，其强度均随养护时间的增加而明显增加。所有实验组的抗压强度都大于0.5MPa，且28d时，1*试样出现最大抗压强度为2.44 MPa。因此，单从抗压强度方面考虑，固化体具备一定的强度，能抵抗一定的破坏作用，完全满足填埋需要。

[0023] 固化体重金属浸出毒性：固化体浸出毒性见表2。由表2可知，固化体中Cu、Cr的浸