[发明专利]生活垃圾发电灰渣中重金属无害化、资源化的方法

说明书

本发明涉及一种利用生活垃圾发电飞灰及炉渣和废弃玻璃磨粉作为主要原料，烧制陶粒。通过高温烧成固化灰渣中的重金属元素；通过憎水乳液喷涂于陶粒表面上，封闭了陶粒孔隙和表面憎水，围堵了残余的重金属元素向外扩散渗透；用这种陶粒配制多功能混凝土，使陶粒又进一步被包裹于水泥砂浆中。经环保部门检测，水泥砂浆中重金属含量满足GB15618‑1995中三级土壤质量要求,以及满足HJ/T298‑2007危险废物鉴别技术要求；使生活垃圾发电飞灰及炉渣中的重金属元素无害化.而用该种陶粒生产的多功能混凝土，可用于建设的相关领域，也即使生活垃圾发电飞灰及炉渣变成了有用的资源。

技术领域

本发明涉及一种利用生活垃圾发电灰渣及废弃玻璃为主要原材料，制造陶粒及多功能混凝土，使灰渣中重金属无害化、资源化的方法。属于生态环保新材料领域。(注：灰渣包括从烟囱收集的飞灰及烧成炉排上的炉渣)

技术背景

据调查，每焚烧1000吨生活垃圾发电，就会产生100吨炉渣，及30吨飞灰。两者均含有大量重金属元素。电收尘的飞灰至今还没办法处理，生活垃圾发电厂委托他人用偶联剂及水泥等处理飞灰，再存放于山沟；每吨飞灰处理费用约1400元.我国某焚烧生活垃圾发电厂，日焚烧生活垃圾8000吨，收集飞灰240吨/天，需大量资金和劳力去处理，但飞灰中含有大量重金属元素，对环境污染及对人的危害并未消除。每年全国排放的生活垃圾约3.0亿吨，灰渣对环境的污染及对人身的危害更大，更严重。过去，对生活垃圾采用填埋处理，但是，占用大量土地，对环境仍造成污染。城市发展扩大了，垃圾填埋厂还要搬迁，造成二次圬染。今后生活垃圾处理的发展方向，主要是焚烧发电。但据专家介绍，国內外对生活垃圾灰渣中的重金属，尚未安全有效的处理。

发明内容

本发明的目的是提出一种生活垃圾发电灰渣中重金属无害化、资源化的方法，本方法利用生活垃圾焚烧发电飞灰、炉渣和废弃玻璃粉烧制陶粒，使灰渣中的重金属元素在高温烧成中固化、还原；再将憎水乳液，喷涂于陶粒的表面；使陶粒中未被固化的重金属元素被憎水乳液包裹围堵；再利用这种陶粒与现有的混凝土原材料，制造出一种C30～C60的多功能轻质混凝土。使陶粒进一步被包裹于水泥砂浆中,灰渣中重金属无害化。C30～C60的多功能混凝土具有自密实、自养护、低水化热、低收缩、高耐久性与高保塑性的性能。使生活垃圾发电灰渣变成了一种有用的资源。

本发明提出的飞灰和炉渣及玻璃粉制造陶粒和多功能混凝土的方法，包括以下步骤：

(1)将生活垃圾焚烧发电的飞灰及炉渣按(0-100):(100-0)的比例混合，为陶粒组成的A料；

(2)将废弃玻璃磨粉(过200目),得到B料；

(3)将碳酸钠(Na2CO3)、硼砂(Na2B4O7.10H2O)与煤粉按1:1:0.25的比例配合,得到C料；

(4)将B料及A料按(30～70):(70～30)的比例配合,外掺C料＝(A料+B料)X(7％～8％)；得到飞灰(或灰渣)陶粒的混合料D；

(5)将混合料D在搅拌机中拌合均匀,然后倒入成球盘中,成球盘边转动,边喷入水玻璃水溶液(水玻璃模数n≤3,水玻璃:水＝1:1),成球，得到粒径5-10mm的生料球；

(6)将生料球在电炉(或燃气炉,煤粉炉)中煅烧,生料球在炉温600℃以上入窑,升温至850-950℃,恒温20分钟,冷却至200℃下出窑；得到飞灰(炉渣)-玻璃陶粒.陶粒的松堆密度620kg/m3～780kg/m3；筒压强度4-5MPa,；24小时吸水率18-20％；

(7)合成憎水乳液，将1400CC水倒入容量2000ml的玻璃三颈瓶烧瓶中,边搅拌边加热,并分别倒入有机氨(三乙醇胺)和无机氨(氨水)各5ml,然后放入硬脂酸100g,继续搅拌加热至80℃,再连续搅拌3小时,然后再加入水500ml,搅拌均匀,得憎水乳液.