[發(fā)明專利]一種利用生活垃圾焚燒飛灰制作瀝青混凝土的方法

有效

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• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108341624B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設計）人: 李金惠;李揚;譚全銀
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;劉鑫鑫

本發(fā)明公開了一種利用生活垃圾焚燒飛灰制作瀝青混凝土的方法。該方法包括如下步驟：(1)將飛灰中的CaO進行熟化；(2)利用含硫化合物沉淀飛灰中的重金屬，得飛灰穩(wěn)定化漿料；(3)將介穩(wěn)態(tài)物料、NaOH與H₂O混合打漿，得膠凝介質(zhì)漿料；(4)將飛灰穩(wěn)定化漿料和膠凝介質(zhì)漿料混合制漿，得混合漿料；(5)將混合漿料進行養(yǎng)護，得土聚凝膠；(6)將土聚凝膠破碎，得土聚凝膠細集料；(7)將集料和瀝青混合制備瀝青混凝土，得瀝青混凝土；集料包括土聚凝膠細集料。本發(fā)明采用土聚凝膠穩(wěn)定化飛灰，制得集料，用于制作瀝青混凝土，既實現(xiàn)了對飛灰中重金屬的多級固化穩(wěn)定化和對飛灰的建材利用資源化，又降低了瀝青混凝土中自然集料的使用量。

技術領域

本發(fā)明涉及一種利用生活垃圾焚燒飛灰制作瀝青混凝土的方法，屬于危險廢物建材資源化利用技術領域。

背景技術

生活垃圾焚燒飛灰(以下簡稱飛灰)是指在煙氣凈化系統(tǒng)和熱回收利用系統(tǒng)(如節(jié)熱器、余熱鍋爐等)中收集而得的殘余物。

由于焚燒過程中重金屬的揮發(fā)和遷移，使飛灰中富集了大量重金屬，如Hg、Pb、Cd、Cu、Cr、Zn、Ni等。在現(xiàn)有文獻報道中，我國飛灰中，Zn最高可達17000mg/kg，Cu最高可達12000mg/kg，Pb最高可達30000mg/kg，Cd最高可達5000mg/kg，Cr最高可達3500mg/kg，Ni最高可達1500mg/kg。重金屬一旦進入人體將很難排出體外，富集到一定程度，會直接傷害人體的神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和骨骼，引起人體酶活性降低、語言及運動障礙、肝腎損害、骨質(zhì)流失、致癌、致畸、致突變、神經(jīng)衰弱、貧血、甚至死亡。飛灰早在2008年被列入《國家危險廢物名錄》，并仍出現(xiàn)在2016年版的《國家危險廢物名錄》，屬危險工業(yè)固體廢物。

近年來，我國生活垃圾焚燒發(fā)電得到快速發(fā)展。截止2015年底，全國已建成生活垃圾焚燒廠219座，年處理垃圾量8000萬噸。焚燒技術發(fā)展的同時，也帶來了每年近500萬噸飛灰，占我國每年各類危險廢物產(chǎn)生總量的近12％。

飛灰，這一危險工業(yè)固體廢物的處理問題，是目前亟待的環(huán)境問題之一。目前，飛灰這一危險工業(yè)固體廢物的主要處理方式是固化穩(wěn)定化后進行填埋。雖然2016年版的《國家危險廢物名錄》對穩(wěn)定化后的飛灰進入生活垃圾填埋場實施了豁免管理，但是在垃圾圍城的現(xiàn)狀下，填埋只是權宜之計。在我國，一般工業(yè)固體廢物的主要去向是進行再利用，由于工業(yè)固廢富含Si、Al、Ca等元素，所以建材生產(chǎn)行業(yè)是工業(yè)固廢的最大消納和利用行業(yè)。依據(jù)中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，2013年，我國43％的尾礦、68％的煤矸石、93％的粉煤灰、絕大部分的鋼鐵冶煉渣都用于建材生產(chǎn)、筑路等方面。而飛灰這一危險工業(yè)固體廢物的主要元素亦為Si、Al、Fe、Mg、Ca、K、Na和Cl，SiO₂、A1₂O₃、CaO、Fe₂O₃、Na₂O、K₂O在飛灰中普遍存在，SiO₂含量6.35-35.5％，A1₂O₃含量0.92-13.7％，F(xiàn)e₂O₃含量0.63-10.5％，CaO含量16.6-45.4％，MgO、Na₂O、K₂O各占1％-5％。這樣的元素組成，為飛灰的建材資源化提供了必要的物質(zhì)基礎。飛灰通過建材利用進行資源化，是未來的主要研究和應用方向。

目前，飛灰的資源化利用方向主要是建材生產(chǎn)，主要包括制作混凝土和鋪設路基。我國目前的道路建立主要依靠瀝青混凝土，即瀝青公路是目前建設和使用規(guī)模最大的道路類型。當飛灰用于鋪設路基時，工程上一般會將經(jīng)過簡單穩(wěn)定化處理的飛灰作為摻合料之一直接混入瀝青，用于鋪設瀝青混凝土道路。這樣的瀝青混凝土存在著重金屬(飛灰中的重金屬)污染地表水及土壤的風險。

發(fā)明內(nèi)容