[發(fā)明專利]一種處理城市固體垃圾焚燒灰的方法

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• 申請日: 2017-06-24
• 公開（公告）號: CN109111138A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬井芳
• 申請（專利權(quán)）人: 馬井芳
• 主分類號: C04B18/08
• 分類號: C04B18/08;C04B20/02;C04B28/04
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本發(fā)明公開了一種處理城市固體垃圾焚燒灰的方法，將城市固體垃圾焚燒爐灰作為建筑混合材料制成混凝土或砌筑砂漿，不僅可以增強(qiáng)混凝土或砂漿的物理強(qiáng)度，而且其各項(xiàng)浸出毒性指標(biāo)檢測均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。從而徹底地解決了垃圾焚燒爐灰的處理難題，做到變廢為寶，是對城市固體垃圾焚燒灰處理利用的突破。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體廢棄物處理與資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種處理城市固體垃圾焚燒灰的方法。

背景技術(shù)

隨著國內(nèi)城市固體垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的廣泛推廣，焚燒爐產(chǎn)生的灰量日 益增加。而這種灰不僅富集大量的汞、鎘、鉛等有毒重金屬，而且也富集了 大量的二噁英類物質(zhì)，從而被國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 18485-2001)明文規(guī)定為危險(xiǎn)廢 棄物，在最終處置前必須進(jìn)行穩(wěn)定化處理。

國內(nèi)針對灰的穩(wěn)定化處理研究已經(jīng)是環(huán)保領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)， 在灰的穩(wěn)定化處理上，主要采用的方法有：熔融固化、水泥固化、化學(xué)穩(wěn)定 以及酸和其他溶劑對重金屬的有效提取。水泥固化是國內(nèi)普遍采用的方法，但 是用該法固化后的飛灰的質(zhì)量和體積都明顯增加，從而加重了垃圾填埋場的負(fù) 擔(dān)。熔爐固化是在1200℃以上將飛灰等廢渣熔融，經(jīng)冷卻后淬火得到性質(zhì)與原 來迥異的玻璃態(tài)物質(zhì)?；以廴诳梢詼p少容積，減少所占填埋場地；二惡英被 分解破壞；重金屬物質(zhì)揮發(fā)或者熔于玻璃體中，再熔出的可能性大大減小。但 是該法投資大、能耗高、熔融設(shè)施操作和運(yùn)行管理較復(fù)雜。酸和其他溶劑對重 金屬的有效提取適用于重金屬濃度比較大的場合，而飛灰中重金屬的含量約為 2％。由于重金屬是垃圾焚燒爐飛灰中的主要危害物，各種針對飛灰中重金屬進(jìn) 行的化學(xué)藥劑穩(wěn)定化技術(shù)日益受到重視。尤其是化學(xué)藥劑穩(wěn)定化與其它穩(wěn)定化 方法相比具有工藝簡單、能耗低、增容比小、費(fèi)用適中甚至低廉等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外都被認(rèn)為是灰穩(wěn)定化的一個(gè)發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是針對上述現(xiàn)有存在不足而提出一種處理城市固體垃圾焚燒灰的方法。其特征在于：灰經(jīng)過水化、碳 酸化以及硫化的共同作用穩(wěn)定其中的重金屬元素后，替代混凝土或砂漿中一定 比例(質(zhì)量比為5％～30％)的砂子做成混凝土或砌筑砂漿。

用于穩(wěn)定灰的化學(xué)試劑與飛灰的質(zhì)量配比如下：

碳酸氫銨：灰＝0.01～0.25

硫化銨：灰＝0.005～0.025

其具體步驟如下：

1)水化：鐵、鎳、錳和鉻的氫氧化物均為不溶于水的難溶化合物。因而，飛灰首先加水懸浮水化，將灰中鐵、鎳、錳、 鉻等重金屬氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒臍溲趸?，以此減少后續(xù)化合物的消耗。

2)碳酸化：向水化后的灰中添加碳酸氫銨進(jìn)行碳酸化，灰中游離的鉛、 鎘、鋅、鋇、銀和錳等重金屬元素轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒奶妓峄衔?，銨離子在 灰水化產(chǎn)物的施堿條件下便轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)氨而揮發(fā)，完全沒有殘留物質(zhì)存在。

3)硫化：重金屬在自然界中大多以硫化物的形式存在，如硫鎘礦、閃鋅礦、 方鉛礦等，性質(zhì)非常穩(wěn)定，靠自然的地球化學(xué)過程，很難離解，要提煉或釋放 其中的金屬必須靠電解等人為冶煉手段。因此，利用硫化銨處理灰中的重金 屬使其成為金屬硫化物對環(huán)境產(chǎn)生的影響是極其微弱的?；抑械闹亟饘僭?與硫化銨反應(yīng)后全部轉(zhuǎn)化為不溶于水的硫化物而得到穩(wěn)定。本發(fā)明中選擇最后 添加硫化銨的目的在于避免硫化銨中負(fù)二價(jià)的硫離子與灰中的非重金屬類物 質(zhì)反應(yīng)增加硫化銨的用量。

4)經(jīng)過穩(wěn)定化的灰替代混凝土或砂漿中一定比例的砂子制成混凝土或砌 筑砂漿。

經(jīng)過上述“水化-碳酸氫銨碳酸化-硫化銨硫化”穩(wěn)定化及水泥固定化處 理，城市固體垃圾焚燒爐灰中的重金屬及有害離子通過物理固封、替代或吸 附等形式固化進(jìn)水泥水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中，使灰中的重金屬變得更加穩(wěn)定，達(dá)到 可安全利用的程度而實(shí)現(xiàn)廢物資源化。