[發明專利]一種預處理垃圾焚燒飛灰成為水泥原料的工藝方法

無效

• 申請號: 200810041134.2
• 申請日: 2008-07-29
• 公開（公告）號: CN101333084A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 錢光人;吳奇芳;鄒廬泉;蒲敏;孫福成;傅滬鳴;楊曉燕
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C04B7/38
• 分類號: C04B7/38;C04B7/26
• 代理公司: 上海上大專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及廢物資源化利用技術，具體涉及一種預處理垃圾焚燒飛灰成為水泥原料的工藝方法。

背景技術

垃圾焚燒飛灰的主要化學成分為CaO、SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃等。水泥基材主要以石灰石、黏土等原料制備而成，其主要化學成分為CaO、SiO₂、A1₂O₃等，是一類面廣量大的材料，可以作為大量吸納和處理垃圾焚燒灰渣的吸納基體。如果水泥生產中可以吸納和處理垃圾焚燒飛灰，若以生產每噸水泥吸納和處理0.01噸(即1％)飛灰計算，其意義顯而易見。

理論分析可知，垃圾焚燒飛灰的主要成分與水泥熟料相近，因此可以部分替代石灰石、黏土等摻入水泥原料中煅燒生成水泥熟料，從而實現垃圾焚燒飛灰的資源化利用。

然而，垃圾焚燒飛灰中存在大量氯鹽、重金屬以及相當數量的有機污染物，使飛灰資源化利用增加了難度：一是，垃圾焚燒飛灰中富含的氯在高溫條件下以金屬氯化物的形式在水泥回轉窯煅燒過程中揮發會形成回轉窯“結皮”，且水泥熟料中氯含量過高將引起混凝土中的鋼筋銹蝕，氯鹽還會阻礙水泥的水化作用；二是，垃圾焚燒飛灰中的重金屬高溫揮發將導致水泥窯的阻塞；三是，垃圾焚燒飛灰替代部分水泥原料制備的生態水泥必須符合現有的危險廢物管理法規要求，即必須回答重金屬的穩定化和二噁英的控制問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種預處理垃圾焚燒飛灰使其成為部分水泥原料的工藝方法，從而實現垃圾焚燒飛灰的資源化利用。

為了實現上述目的，本發明提供的工藝方法和步驟如下：

第一步，將垃圾焚燒飛灰和水按1∶8～1∶12的比例投入水洗沉淀池中，進行機械攪拌；

第二步，攪拌水洗至20min時，在水洗沉淀池中投加焚燒飛灰質量的2～3％重金屬穩定劑，然后繼續攪拌；

第三步，攪拌水洗至30min以上，然后靜置20～30min；

第四步，取樣測試，采用水泥工業中氯離子測定標準方法中規定的氯元素測定儀測定飛灰中殘余氯離子含量，氯離子含量低于1％為合格，高于1％則繼續水洗至氯含量低于1％；然后將液體和垃圾焚燒飛灰分離；分離出來的液體進入廢水處理程序；

第五步，將預處理后的垃圾焚燒飛灰按1～3％的比例摻入水泥生料中混勻后，送入水泥回轉窯中在1000～1450℃高溫條件下煅燒制備水泥熟料。

上述水洗工藝中產生的廢水可用以下兩種方法中的任何一種進行處理：

方法一：在廢水中加入CO₂氣體碳化后，然后投加重金屬穩定劑進行處理。

方法二：投加酸調節廢水pH至中性，然后再投加重金屬絮凝劑進行處理。

經本發明方法處理后的垃圾焚燒飛灰氯含量降低至1％以下；飛灰中可溶重金屬經水洗后實現了無害化；投加的重金屬穩定劑有效抑制了垃圾焚燒飛灰中重金屬的高溫揮發；水洗預處理產生的廢水經碳化-穩定或酸化-螯合處理后達到國家污水排放標準。由于利用本發明方法處理后的垃圾焚燒飛灰替代部分水泥原料制備的水泥的各項指標滿足相關標準，從而有效實現了垃圾焚燒飛灰的資源化利用。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步說明。

本實施例按以下工藝方法和步驟進行：

第一步，將垃圾焚燒飛灰和水按1∶10的比例投入水洗沉淀池中，進行機械攪拌，以達到將飛灰中可溶性氯鹽和重金屬去除的目的；

第二步，為了有效抑制垃圾焚燒飛灰中重金屬的高溫揮發，在攪拌水洗至20min時，在水洗沉淀池中投加焚燒飛灰質量的2.5％重金屬穩定劑，然后繼續攪拌；

第三步，攪拌水洗至35min，然后靜置約30min，至垃圾焚燒飛灰與水分層全部沉入池底；

第四步，用氯元素測定儀測定飛灰中殘余氯離子含量，控制氯離子含量至0.88％以下；然后將液體通過管口排出至廢水處理池，和垃圾焚燒飛灰分離；

第五步，將預處理后的垃圾焚燒飛灰按2％的比例摻入水泥生料中，混勻后送入水泥回轉窯中在1000-1450℃高溫條件下煅燒制備水泥熟料；在本步驟過程中垃圾焚燒飛灰中的二噁英等毒性污染物絕大部分得到分解。

廢水按以下方法處理：

第一步，投加硫酸至廢水中，調節pH至7.0左右；

第二步，投加重金屬絮凝劑攪拌處理。

按以上方法，本實施例制備的水泥的各項指標滿足相關標準，其中水泥熟料強度3天達38MPa，廢水處理達到相關污水排放標準。