[發(fā)明專利]一種重金屬污染土協(xié)同焚燒飛灰制備陶粒的微波燒結(jié)方法

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• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108101511A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 潘德安;李沙;吳玉鋒;左鐵鏞
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: C04B33/135
• 分類號: C04B33/135;C04B33/132;C04B33/32;C04B35/626
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種重金屬污染土協(xié)同焚燒飛灰制備陶粒的微波燒結(jié)方法，飛灰預處理洗脫氯鹽、高效固化重金屬并將廢料制備成有經(jīng)濟價值的陶粒的辦法。其主要步驟如下：水浸脫鹽、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、干燥、混合球磨、干法造粒、微波燒結(jié)、冷卻等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用了飛灰脫氯預處理及微波燒結(jié)技術(shù)，可降低氯鹽對燒結(jié)設備的損害，同時，焚燒飛灰和污染土壤中重金屬的固化效率得以提高。另外，兩種危廢協(xié)同處置轉(zhuǎn)變?yōu)樘樟．a(chǎn)品，既減輕了環(huán)境負擔，也增加了經(jīng)濟價值。本發(fā)明具有工藝及設備簡單、能耗減少、危險廢料可轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪?jīng)濟價值的建筑材料、原料適用范圍廣等特點。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及重金屬污染土協(xié)同焚燒飛灰制備陶粒的方法，特別涉及利用微波燒結(jié)方法對重金屬污染土和焚燒飛灰進行燒結(jié)和重金屬固化的方法。

背景技術(shù)

重金屬污染土是多種污染土壤中的一種，其主要污染物為重金屬。重金屬主要來自人類的生產(chǎn)及生活排放，包括大氣沉降、工業(yè)廢水及生活污水的排放、固體廢棄物的堆放和處理等。目前重金屬污染土主要的處置方式有原位修復和異位修復，采用化學、物理、生物或混合的辦法提取或者固化土壤中的重金屬。

焚燒飛灰是指垃圾焚燒過程中隨煙氣沉降的物質(zhì)。飛灰中含有無機氯鹽、重金屬及二惡英，被列入危險廢物名錄。根據(jù)垃圾的來源的不同，飛灰中污染物成分及含量表現(xiàn)不同。目前，飛灰的處置方式主要為化學提取或穩(wěn)化、微生物提取或穩(wěn)化、水泥固化、高溫熔融固化等。

陶粒作為混凝土中的骨料，隨著經(jīng)濟發(fā)展及建設的需要，其需求逐年增加。陶粒是一種人造骨料，或輕質(zhì)或高強。為促進環(huán)境綠色發(fā)展，陶粒的原料主要來自各種固體廢棄物，既大量消納固廢，又產(chǎn)生資源再次進入社會建設中，符合循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展理念。

重金屬污染土和焚燒飛灰的成分都與陶粒原料要求的成分相同，而這兩種物質(zhì)協(xié)同作用可以調(diào)節(jié)原料中的各氧化物含量，同時重金屬污染土還可以起到黏結(jié)的作用。生產(chǎn)陶粒主要采用普通的高溫燒結(jié)，重金屬污染土和焚燒飛灰中都含有重金屬，高溫燒結(jié)的方式對重金屬固化有一定的作用，但是升溫速率慢，燒結(jié)溫度高、時間長，能耗較高。而微波燒結(jié)具有升溫速率快，燒結(jié)溫度較低、而時間較短，且重金固化效果好的特點。采用微波燒結(jié)的方法協(xié)同處理重金屬污染土和焚燒飛灰，解決兩種固廢對環(huán)境的危害的同時，還可生產(chǎn)出具有一定經(jīng)濟價值的陶粒產(chǎn)品。降低了能耗，且適用范圍廣泛。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的主要是解決重金屬污染土及焚燒飛灰中的重金屬污染問題，同時協(xié)同制備成具有經(jīng)濟價值的陶粒，其處理工藝流程短、設備簡單、能耗較小且對原料的適用范圍廣。

本發(fā)明所述的一種重金屬污染土協(xié)同焚燒飛灰制備陶粒的微波燒結(jié)方法按如下步驟進行：

(1)水浸脫鹽：向飛灰中加入水，其中水灰比為3:1～1:1(升:公斤)，對其進行攪拌，攪拌時間為10～30min，得到水灰混合物；

(2)過濾：將步驟(1)得到的水灰混合物過濾，得到脫鹽液和脫鹽渣；

(3)蒸發(fā)結(jié)晶：將步驟(2)得到的脫鹽液蒸發(fā)結(jié)晶，得到粗制氯鹽，進行集中處理；

(4)干燥：將步驟(2)得到的脫鹽渣和重金屬污染土分別進行干燥，干燥溫度為105～115℃，干燥時間為為8～12h；

(5)混合球磨：將步驟(4)干燥后的脫鹽渣和重金屬污染土按質(zhì)量比為3:7～5:5進行混合并球磨，得到灰土混合粉，其中灰土混合物粒度小于50目；

(6)干法造粒：將步驟(5)得到的灰土混合粉進行干法造粒，其中灰土混合粉與水的比值為10:1～10:3(公斤:升)，得到半徑為8～12mm的陶粒生坯；

(7)微波燒結(jié)：將步驟(6)的陶粒生坯進行微波燒結(jié)，燒結(jié)溫度為950℃～1150℃，微波燒結(jié)爐從室溫開始升溫，升溫速率設置為：先以20～30℃/min升溫至200℃，再以30～40℃/min的速率升溫至燒結(jié)溫度，保溫2～5min，經(jīng)過燒結(jié)，得到高溫熔球；