[發明專利]一種消除MSWI底灰遇堿發泡膨脹的方法—強堿預消泡法

在審

• 申請號: 201811287400.X
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109336426A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 黃國棟
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: C04B7/28
• 分類號: C04B7/28;C04B7/17;C04B7/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種消除MSWI底灰遇堿發泡膨脹的方法—強堿預消泡法，屬于應用于MSWI底灰堿激發材料的制備方法。該方法在制備堿激發試件前先將NaOH、水以及MSWI底灰混合，靜置4小時以上，待MSWI底灰漿體充分發泡并完全釋放。采用不再發泡的MSWI底灰漿體制備堿激發試件，能夠徹底消除MSWI底灰遇堿發泡膨脹造成的影響，實現高強MSWI底灰堿激發試件的制備。同時MSWI底灰堿激發材料作為新型膠凝材料，可完全代替水泥，既可消除MSWI底灰大量堆積所造成的環境污染問題，又可緩解對硅酸鹽水泥的過度依賴，減少對不可再生資源的過度消耗，對于我國這樣一個能源緊缺和環境污染比較嚴重的國家具有重要意義。

技術領域

本發明涉及一種消除MSWI底灰遇堿發泡膨脹的方法，此方法可以徹底消除由MSWI底灰遇堿發泡膨脹導致堿激發試件的變形，實現高強MSWI底灰堿激發材料的制備。

背景技術

隨著人民生活水平的不斷提高與城市化進程的不斷加快，城市生活垃圾的產量與日俱增。城市生活垃圾焚燒發電雖然能夠實現生活垃圾的“減量化”處理，但仍帶來了垃圾焚燒殘渣的處理問題。MSWI底灰是城市生活垃圾焚燒后的產物，約占焚燒殘渣總量的80％，主要由不同類型的大顆粒物(<45mm)組成。由于缺少MSWI底灰資源化回收利用的技術，對于MSWI底灰的處理仍主要為填埋。由于MSWI底灰的填埋消納速率趕不上產生速率，導致MSWI底灰不斷積存，占用土地資源的現象越發嚴重，即將形成MSWI底灰包圍城市的局面。而且MSWI底灰的積存將帶來嚴重的環境污染，成為大量病原微生物與害蟲的孳生地，潛在的危害巨大。同時MSWI底灰的填埋處理不僅浪費大量的人力與物力資源，同樣會污染環境。因此MSWI底灰的填埋處理既不科學也不經濟,MSWI 底灰的多渠道、大規模資源化安全消納已迫在眉睫。

研究表明，MSWI底灰是一種可回收利用的資源，其化學成分主要由高沸點元素組成，例如Si⁴⁺、A1³⁺、Fe³⁺和Ca²⁺等，適合作為制備堿激發材料的原材料使用，因此堿激發材料為MSWI底灰的大規模安全消納與資源化回收利用提供了有利途徑。然而由于城市生活垃圾的來源廣泛，成分復雜，再加上焚燒的不均勻與不徹底性，導致MSWI底灰中殘留大量的金屬鋁與鋁的氧化物。而堿激發材料通常采用強堿作為激發劑，當采用MSWI底灰制備堿激發試件時，MSWI 底灰中殘留的金屬鋁與強堿發生劇烈的氧化還原反應，生成大量的氫氣，導致MSWI底灰堿激發試件發生的膨脹變形，嚴重阻礙MSWI底灰堿激發試件強度的發展。因此MSWI底灰遇堿發泡膨脹成為阻礙MSWI底灰作為堿激發材料使用的主要障礙。而現有的處理方法(水洗或Na₂CO₃溶液清洗MSWI底灰)僅能局部緩解發泡膨脹的現象，無法消除膨脹變形對試件強度的影響，同時還導致 MSWI底灰預處理程序的復雜化，顯著提升了預處理成本。

本專利提出強堿預消泡法徹底消除膨脹變形對MSWI底灰堿激發試件強度發展的影響，在消除發泡膨脹的同時，既不會增加MSWI底灰的預處理成本，又不會對MSWI底灰的反應活性造成影響，實現高強度MSWI底灰堿激發材料的制備，達到以MSWI底灰為原材料制備堿激發試件的目的。MSWI底灰為原材料制備堿激發材料不僅可以實現MSWI底灰的資源化利用，變廢為寶，而且MSWI底灰堿激發材料作為新型膠凝材料，可部分代替水泥，既可以消除MSWI 底灰大量堆積所造成的環境污染問題，又可以緩解對硅酸鹽水泥的過度依賴，減少對不可再生資源的過度消耗，對于我國這樣一個能源緊缺和環境污染比較嚴重的國家具有重要的意義。

發明內容

1.一種消除MSWI底灰遇堿發泡膨脹的方法—強堿預消泡法，其特征是： MSWI底灰堿激發試件的制備過程包括：拌和工藝、靜置發泡工藝、制備工藝，具體方法如下：