[发明专利]一种利用生活垃圾焚烧飞灰制作沥青混凝土的方法

说明书

本发明公开了一种利用生活垃圾焚烧飞灰制作沥青混凝土的方法。该方法包括如下步骤：(1)将飞灰中的CaO进行熟化；(2)利用含硫化合物沉淀飞灰中的重金属，得飞灰稳定化浆料；(3)将介稳态物料、NaOH与H₂O混合打浆，得胶凝介质浆料；(4)将飞灰稳定化浆料和胶凝介质浆料混合制浆，得混合浆料；(5)将混合浆料进行养护，得土聚凝胶；(6)将土聚凝胶破碎，得土聚凝胶细集料；(7)将集料和沥青混合制备沥青混凝土，得沥青混凝土；集料包括土聚凝胶细集料。本发明采用土聚凝胶稳定化飞灰，制得集料，用于制作沥青混凝土，既实现了对飞灰中重金属的多级固化稳定化和对飞灰的建材利用资源化，又降低了沥青混凝土中自然集料的使用量。

技术领域

本发明涉及一种利用生活垃圾焚烧飞灰制作沥青混凝土的方法，属于危险废物建材资源化利用技术领域。

背景技术

生活垃圾焚烧飞灰(以下简称飞灰)是指在烟气净化系统和热回收利用系统(如节热器、余热锅炉等)中收集而得的残余物。

由于焚烧过程中重金属的挥发和迁移，使飞灰中富集了大量重金属，如Hg、Pb、Cd、Cu、Cr、Zn、Ni等。在现有文献报道中，我国飞灰中，Zn最高可达17000mg/kg，Cu最高可达12000mg/kg，Pb最高可达30000mg/kg，Cd最高可达5000mg/kg，Cr最高可达3500mg/kg，Ni最高可达1500mg/kg。重金属一旦进入人体将很难排出体外，富集到一定程度，会直接伤害人体的神经系统、消化系统、生殖系统、免疫系统和骨骼，引起人体酶活性降低、语言及运动障碍、肝肾损害、骨质流失、致癌、致畸、致突变、神经衰弱、贫血、甚至死亡。飞灰早在2008年被列入《国家危险废物名录》，并仍出现在2016年版的《国家危险废物名录》，属危险工业固体废物。

近年来，我国生活垃圾焚烧发电得到快速发展。截止2015年底，全国已建成生活垃圾焚烧厂219座，年处理垃圾量8000万吨。焚烧技术发展的同时，也带来了每年近500万吨飞灰，占我国每年各类危险废物产生总量的近12％。

飞灰，这一危险工业固体废物的处理问题，是目前亟待的环境问题之一。目前，飞灰这一危险工业固体废物的主要处理方式是固化稳定化后进行填埋。虽然2016年版的《国家危险废物名录》对稳定化后的飞灰进入生活垃圾填埋场实施了豁免管理，但是在垃圾围城的现状下，填埋只是权宜之计。在我国，一般工业固体废物的主要去向是进行再利用，由于工业固废富含Si、Al、Ca等元素，所以建材生产行业是工业固废的最大消纳和利用行业。依据中国环保产业协会的统计，2013年，我国43％的尾矿、68％的煤矸石、93％的粉煤灰、绝大部分的钢铁冶炼渣都用于建材生产、筑路等方面。而飞灰这一危险工业固体废物的主要元素亦为Si、Al、Fe、Mg、Ca、K、Na和Cl，SiO₂、A1₂O₃、CaO、Fe₂O₃、Na₂O、K₂O在飞灰中普遍存在，SiO₂含量6.35-35.5％，A1₂O₃含量0.92-13.7％，Fe₂O₃含量0.63-10.5％，CaO含量16.6-45.4％，MgO、Na₂O、K₂O各占1％-5％。这样的元素组成，为飞灰的建材资源化提供了必要的物质基础。飞灰通过建材利用进行资源化，是未来的主要研究和应用方向。

目前，飞灰的资源化利用方向主要是建材生产，主要包括制作混凝土和铺设路基。我国目前的道路建立主要依靠沥青混凝土，即沥青公路是目前建设和使用规模最大的道路类型。当飞灰用于铺设路基时，工程上一般会将经过简单稳定化处理的飞灰作为掺合料之一直接混入沥青，用于铺设沥青混凝土道路。这样的沥青混凝土存在着重金属(飞灰中的重金属)污染地表水及土壤的风险。

发明内容