[发明专利]一种N-30碱性硅溶胶稳定飞灰重金属的处理方法

说明书

本发明涉及一种N‑30碱性硅溶胶稳定飞灰重金属的处理方法，采取以下步骤：（1）配制N‑30碱性硅溶胶：按比例依次向反应釜中加入去离子水、工业硅粉和氢氧化钠，得到粒径为30nm左右的N‑30碱性硅溶胶；（2）反应物料：称取定量飞灰加入反应釜，按顺序依次向反应釜中添加去离子水和N‑30碱性硅溶胶，搅拌形成飞灰硅溶胶混合物；（3）固化：将飞灰硅溶胶混合物倒入模具固化5～10天；（4）温度处理：固化后样品移入马弗炉中进行温度处理。本发明采用N‑30碱性硅溶胶固化飞灰，同时对其温度处理，通过与飞灰的充分混合，有效降低了飞灰中重金属Cu、Zn、Pb、Cd的浸出，极大提高了重金属的稳定性，实现了垃圾焚烧飞灰的无害化处理。

技术领域

本发明属于危险废弃物处理领域，尤其涉及一种N-30碱性硅溶胶稳定飞灰重金属的处理方法。

背景技术

近年来，随着我国社会经济的发展、城市化进程的加快以及人们物质生活的提高，全国城市生活垃圾年产生量已达1.5亿吨以上，并以每年8％～10％的速率增加。城市生活垃圾的处理方式主要有填埋、焚烧和堆肥。焚烧法可使垃圾减容90%、减量75%，产生的热能可回收利用，能最大限度地实现生活垃圾的减量化、无害化和资源化利用。但焚烧过程中会产生大量的飞灰（约占被焚烧垃圾量的3%～5%），飞灰中含有的大量的重金属和二噁英等有毒物质，在特定的条件下会渗滤出来，造成水体和土壤的污染，对自然环境和人类生存造成严重危害，已被列入《国家危险废物名录》。飞灰中重金属主要有Cu、Zn、Pb、Cd等。

目前，国内外对垃圾焚烧飞灰的处置主要采取以下四种方法：（1）分离提取技术；（2）固化技术；（3）化学药剂稳定化技术；（4）热处理技术。垃圾焚烧飞灰浸取液中重金属浓度低，不利于工程上单独使用分离萃取技术；而固化技术的本质是提供惰性环境包裹稳固重金属，固化后的飞灰往往增容增重较大；如今，比较有潜力的技术为化学药剂稳定化技术和热处理技术，但其处理过程仍存在一些不足。基于以上问题本发明者研发一种成本低、制作简单的新型固化剂，在较低热处理温度下减少垃圾焚烧飞灰的浸出毒性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中稳定飞灰重金属处理成本高、处理效果不理想等问题，本发明提供一种N-30碱性硅溶胶稳定飞灰重金属的处理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种N-30碱性硅溶胶稳定飞灰重金属的处理方法，采取以下步骤。

（1）配制N-30碱性硅溶胶：向反应釜中加入去离子水，去离子水按重量份计500份，升温至65～75℃，依次向反应釜中加入5～8 份工业硅粉和1～3份氢氧化钠，搅拌条件下恒温1小时；继续升温至75～85℃，依次向反应釜中加入25～40份工业硅粉和2～4份氢氧化钠，搅拌条件下恒温2小时；再次升温至85～95℃，依次向反应釜中加入50～60份工业硅粉和2～5份氢氧化钠，搅拌条件下恒温3小时，得到粒径为30nm左右的碱性硅溶胶，根据得到硅溶胶的粒径与相关化学特性将其命名为N-30碱性硅溶胶。

（2）反应物料：在室温条件下，称取定量飞灰加入反应釜，按顺序依次向反应釜中添加去离子水和N-30碱性硅溶胶，飞灰与去离子水比例为2：1，设置反应釜水浴锅中水的温度为30℃，电机搅拌速度为200～300r/min，搅拌30分钟，形成飞灰硅溶胶混合物。

（3）固化：将飞灰硅溶胶混合物倒入模具中，室温条件下固化5～10天。

（4）温度处理：固化后样品移入马弗炉中进行温度处理，设置马弗炉温度为500～800℃，2小时后取出样品，冷却、破碎并使用100目筛筛选，筛选得到的样品保存。

进一步地，所述步骤（1）中搅拌的转速为150～200r/min。

进一步地，所述步骤（2）中N-30碱性硅溶胶添加量为飞灰质量的5%～25%。