[发明专利]一种重金属污染土协同焚烧飞灰制备陶粒的微波烧结方法

说明书

一种重金属污染土协同焚烧飞灰制备陶粒的微波烧结方法，飞灰预处理洗脱氯盐、高效固化重金属并将废料制备成有经济价值的陶粒的办法。其主要步骤如下：水浸脱盐、过滤、蒸发结晶、干燥、混合球磨、干法造粒、微波烧结、冷却等。与现有技术相比，本发明采用了飞灰脱氯预处理及微波烧结技术，可降低氯盐对烧结设备的损害，同时，焚烧飞灰和污染土壤中重金属的固化效率得以提高。另外，两种危废协同处置转变为陶粒产品，既减轻了环境负担，也增加了经济价值。本发明具有工艺及设备简单、能耗减少、危险废料可转变为有经济价值的建筑材料、原料适用范围广等特点。

技术领域

本发明涉及重金属污染土协同焚烧飞灰制备陶粒的方法，特别涉及利用微波烧结方法对重金属污染土和焚烧飞灰进行烧结和重金属固化的方法。

背景技术

重金属污染土是多种污染土壤中的一种，其主要污染物为重金属。重金属主要来自人类的生产及生活排放，包括大气沉降、工业废水及生活污水的排放、固体废弃物的堆放和处理等。目前重金属污染土主要的处置方式有原位修复和异位修复，采用化学、物理、生物或混合的办法提取或者固化土壤中的重金属。

焚烧飞灰是指垃圾焚烧过程中随烟气沉降的物质。飞灰中含有无机氯盐、重金属及二恶英，被列入危险废物名录。根据垃圾的来源的不同，飞灰中污染物成分及含量表现不同。目前，飞灰的处置方式主要为化学提取或稳化、微生物提取或稳化、水泥固化、高温熔融固化等。

陶粒作为混凝土中的骨料，随着经济发展及建设的需要，其需求逐年增加。陶粒是一种人造骨料，或轻质或高强。为促进环境绿色发展，陶粒的原料主要来自各种固体废弃物，既大量消纳固废，又产生资源再次进入社会建设中，符合循环经济的发展理念。

重金属污染土和焚烧飞灰的成分都与陶粒原料要求的成分相同，而这两种物质协同作用可以调节原料中的各氧化物含量，同时重金属污染土还可以起到黏结的作用。生产陶粒主要采用普通的高温烧结，重金属污染土和焚烧飞灰中都含有重金属，高温烧结的方式对重金属固化有一定的作用，但是升温速率慢，烧结温度高、时间长，能耗较高。而微波烧结具有升温速率快，烧结温度较低、而时间较短，且重金固化效果好的特点。采用微波烧结的方法协同处理重金属污染土和焚烧飞灰，解决两种固废对环境的危害的同时，还可生产出具有一定经济价值的陶粒产品。降低了能耗，且适用范围广泛。

发明内容

本发明的目的主要是解决重金属污染土及焚烧飞灰中的重金属污染问题，同时协同制备成具有经济价值的陶粒，其处理工艺流程短、设备简单、能耗较小且对原料的适用范围广。

本发明所述的一种重金属污染土协同焚烧飞灰制备陶粒的微波烧结方法按如下步骤进行：

(1)水浸脱盐：向飞灰中加入水，其中水灰比为3:1～1:1(升:公斤)，对其进行搅拌，搅拌时间为10～30min，得到水灰混合物；

(2)过滤：将步骤(1)得到的水灰混合物过滤，得到脱盐液和脱盐渣；

(3)蒸发结晶：将步骤(2)得到的脱盐液蒸发结晶，得到粗制氯盐，进行集中处理；

(4)干燥：将步骤(2)得到的脱盐渣和重金属污染土分别进行干燥，干燥温度为105～115℃，干燥时间为为8～12h；

(5)混合球磨：将步骤(4)干燥后的脱盐渣和重金属污染土按质量比为3:7～5:5进行混合并球磨，得到灰土混合粉，其中灰土混合物粒度小于50目；

(6)干法造粒：将步骤(5)得到的灰土混合粉进行干法造粒，其中灰土混合粉与水的比值为10:1～10:3(公斤:升)，得到半径为8～12mm的陶粒生坯；

(7)微波烧结：将步骤(6)的陶粒生坯进行微波烧结，烧结温度为950℃～1150℃，微波烧结炉从室温开始升温，升温速率设置为：先以20～30℃/min升温至200℃，再以30～40℃/min的速率升温至烧结温度，保温2～5min，经过烧结，得到高温熔球；