[發(fā)明專利]一種焚燒飛灰玻璃化處理用添加劑及玻璃化處理焚燒飛灰的方法

有效

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• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN110043905B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 楊武;張乾生;魏歡飴;劉金和;張均成;楊明輝;陸杰;陳明周;石慧;李程鑫
• 申請（專利權）人: 中廣核研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: F23G5/02
• 分類號: F23G5/02;F23G5/44;F23G5/50;B09B3/00;B09B5/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;金宏望

本發(fā)明提供一種焚燒飛灰玻璃化處理用添加劑，以重量份計，包括：5?60份SiO₂、1?10份H₃BO₃、1?10份碳酸鹽和1?5份硝酸鹽。SiO₂和H₃BO₃與焚燒飛灰形成網(wǎng)絡結(jié)構將重金屬離子穩(wěn)定化，碳酸鹽和硝酸鹽作為澄清劑和助熔劑有助于形成致密的熔融體系，各組份協(xié)同作用提高焚燒飛灰的固定化程度，降低玻璃化處理溫度。本發(fā)明還提供一種玻璃化處理焚燒飛灰的方法，依次包括如下步驟：(1)提供焚燒飛灰樣品和上述的焚燒飛灰玻璃化處理用添加劑；(2)將焚燒飛灰樣品與焚燒飛灰玻璃化處理用添加劑制成混料，進行干燥，混合造粒；(3)投入等離子體熔融爐進行熔融處理；(4)待完全熔融后，冷卻，得到玻璃態(tài)熔渣。該方法提高了重金屬固化率且使得焚燒飛灰大幅度的減容，保護環(huán)境。

技術領域

本發(fā)明涉及廢物處理領域，尤其涉及一種焚燒飛灰玻璃化處理用添加劑及玻璃化處理焚燒飛灰的方法。

背景技術

焚燒飛灰是廢物經(jīng)焚燒法處理后的產(chǎn)物。焚燒法具有資源化和減量化的優(yōu)勢，但是焚燒產(chǎn)生的焚燒飛灰呈粉末狀，顆粒大小不均，重金屬浸出率高，潛在危害性高。玻璃化技術是無害化焚燒飛灰的國際前沿技術，將焚燒飛灰和一定量的添加劑高溫熔融形成玻璃態(tài)物質(zhì)，經(jīng)冷卻形成化學性質(zhì)穩(wěn)定的玻璃體或者類似于玻璃的物質(zhì)，將重金屬等有害物質(zhì)固定在玻璃體內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定化，憑借玻璃體低的重金屬浸出率達到無害化的目的。

然而，焚燒飛灰玻璃化溫度高，在1500攝氏度左右，如此高的溫度消耗大量的能量，同時玻璃化過程中產(chǎn)生大量重金屬及酸性氣體的煙塵，阻礙了熔融固化技術的進一步應用和推廣。因此，玻璃化技術的關鍵是形成化學性質(zhì)穩(wěn)定的玻璃體降低玻璃化處理溫度，提高重金屬固化率。降低玻璃化的處理溫度就是要求在較低溫度下可以形成良好的玻璃體，同時降低處理溫度、縮短處理時間都是提高重金屬滯留率的有效途徑。

因此，急需發(fā)明一種焚燒飛灰玻璃化處理用添加劑及玻璃化處理焚燒飛灰的方法，使焚燒飛灰穩(wěn)定化，降低焚燒飛灰玻璃化處理溫度，降低資源化處理的成本，提高重金屬固化率，提高焚燒飛灰的無害化程度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種焚燒飛灰玻璃化處理用添加劑和玻璃化處理焚燒飛灰的方法，使焚燒飛灰穩(wěn)定化，降低焚燒飛灰的玻璃化處理溫度，提高重金屬的固化率，降低重金屬的浸出毒性，最大限度地使重金屬固定，并且成本低，資源化利用率高。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種焚燒飛灰玻璃化處理用添加劑，以重量份計，包括5-60份SiO₂、1-10份H₃BO₃、1-10份碳酸鹽和1-5份硝酸鹽。

本發(fā)明的焚燒飛灰玻璃化處理用添加劑中的SiO₂與焚燒飛灰形成Si-O網(wǎng)絡結(jié)構，重金屬及其他金屬陽離子固定在網(wǎng)絡結(jié)構中降低重金屬浸出率。H₃BO₃可以顯著降低焚燒飛灰的熔點，降低熔融處理溫度，提高熔融體系的流動性，有助于重金屬遷移到玻璃體當中，同時H₃BO₃在熔融過程中產(chǎn)生的B₂O₃是較好的網(wǎng)絡形成體，可以彌補SiO₂與焚燒飛灰形成的網(wǎng)絡結(jié)構。碳酸鹽是良好的助熔劑，可以提供游離氧，從而降低玻璃粘度，使玻璃易于熔融。硝酸鹽作為澄清劑，消除熔融過程中產(chǎn)生的可見氣泡，使整個熔融體系更加致密。添加劑中的多種組份與焚燒飛灰形成玻璃相體系，通過改變體系中組份的含量調(diào)節(jié)焚燒飛灰熔融體系中Si-Ca-Na和Si-Ca-Al元素比例，調(diào)節(jié)不同元素之間的協(xié)同作用，Si-O網(wǎng)絡結(jié)構與B₂O₃形成的B-O網(wǎng)絡結(jié)構相配合，與碳酸鹽和硝酸鹽協(xié)同作用保證較佳的熔融體系的熔點，有利于重金屬遷移，增加重金屬的固化率，降低熔融成本。