[發明專利]一種N-30堿性硅溶膠穩定飛灰重金屬的處理方法

有效

• 申請號: 202010216102.2
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111420966B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 張琳;劉威;許偉剛;卜詩;彭志洋;柳林;師誠承;章征敏;劉昕;慈斌斌;陸定紅
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B09B3/70
• 分類號: B09B3/70;B09B101/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種N?30堿性硅溶膠穩定飛灰重金屬的處理方法，采取以下步驟：（1）配制N?30堿性硅溶膠：按比例依次向反應釜中加入去離子水、工業硅粉和氫氧化鈉，得到粒徑為30nm左右的N?30堿性硅溶膠；（2）反應物料：稱取定量飛灰加入反應釜，按順序依次向反應釜中添加去離子水和N?30堿性硅溶膠，攪拌形成飛灰硅溶膠混合物；（3）固化：將飛灰硅溶膠混合物倒入模具固化5～10天；（4）溫度處理：固化后樣品移入馬弗爐中進行溫度處理。本發明采用N?30堿性硅溶膠固化飛灰，同時對其溫度處理，通過與飛灰的充分混合，有效降低了飛灰中重金屬Cu、Zn、Pb、Cd的浸出，極大提高了重金屬的穩定性，實現了垃圾焚燒飛灰的無害化處理。

技術領域

本發明屬于危險廢棄物處理領域，尤其涉及一種N-30堿性硅溶膠穩定飛灰重金屬的處理方法。

背景技術

近年來，隨著我國社會經濟的發展、城市化進程的加快以及人們物質生活的提高，全國城市生活垃圾年產生量已達1.5億噸以上，并以每年8％～10％的速率增加。城市生活垃圾的處理方式主要有填埋、焚燒和堆肥。焚燒法可使垃圾減容90%、減量75%，產生的熱能可回收利用，能最大限度地實現生活垃圾的減量化、無害化和資源化利用。但焚燒過程中會產生大量的飛灰（約占被焚燒垃圾量的3%～5%），飛灰中含有的大量的重金屬和二噁英等有毒物質，在特定的條件下會滲濾出來，造成水體和土壤的污染，對自然環境和人類生存造成嚴重危害，已被列入《國家危險廢物名錄》。飛灰中重金屬主要有Cu、Zn、Pb、Cd等。

目前，國內外對垃圾焚燒飛灰的處置主要采取以下四種方法：（1）分離提取技術；（2）固化技術；（3）化學藥劑穩定化技術；（4）熱處理技術。垃圾焚燒飛灰浸取液中重金屬濃度低，不利于工程上單獨使用分離萃取技術；而固化技術的本質是提供惰性環境包裹穩固重金屬，固化后的飛灰往往增容增重較大；如今，比較有潛力的技術為化學藥劑穩定化技術和熱處理技術，但其處理過程仍存在一些不足。基于以上問題本發明者研發一種成本低、制作簡單的新型固化劑，在較低熱處理溫度下減少垃圾焚燒飛灰的浸出毒性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了解決現有技術中穩定飛灰重金屬處理成本高、處理效果不理想等問題，本發明提供一種N-30堿性硅溶膠穩定飛灰重金屬的處理方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種N-30堿性硅溶膠穩定飛灰重金屬的處理方法，采取以下步驟。

（1）配制N-30堿性硅溶膠：向反應釜中加入去離子水，去離子水按重量份計500份，升溫至65～75℃，依次向反應釜中加入5～8 份工業硅粉和1～3份氫氧化鈉，攪拌條件下恒溫1小時；繼續升溫至75～85℃，依次向反應釜中加入25～40份工業硅粉和2～4份氫氧化鈉，攪拌條件下恒溫2小時；再次升溫至85～95℃，依次向反應釜中加入50～60份工業硅粉和2～5份氫氧化鈉，攪拌條件下恒溫3小時，得到粒徑為30nm左右的堿性硅溶膠，根據得到硅溶膠的粒徑與相關化學特性將其命名為N-30堿性硅溶膠。

（2）反應物料：在室溫條件下，稱取定量飛灰加入反應釜，按順序依次向反應釜中添加去離子水和N-30堿性硅溶膠，飛灰與去離子水比例為2：1，設置反應釜水浴鍋中水的溫度為30℃，電機攪拌速度為200～300r/min，攪拌30分鐘，形成飛灰硅溶膠混合物。

（3）固化：將飛灰硅溶膠混合物倒入模具中，室溫條件下固化5～10天。

（4）溫度處理：固化后樣品移入馬弗爐中進行溫度處理，設置馬弗爐溫度為500～800℃，2小時后取出樣品，冷卻、破碎并使用100目篩篩選，篩選得到的樣品保存。

進一步地，所述步驟（1）中攪拌的轉速為150～200r/min。

進一步地，所述步驟（2）中N-30堿性硅溶膠添加量為飛灰質量的5%～25%。