[发明专利]一种以垃圾焚烧飞灰为主体生产发泡陶瓷的配方与方法

说明书

一种以垃圾焚烧飞灰为主体生产发泡陶瓷的配方，原料组成按重量计为：飞灰15‑50份、高岭土0‑20份、尾矿渣30‑55份、长石5‑30、滑石0‑10份、发泡剂0.1‑0.5份，助剂2‑5份；助剂为石灰、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙中的一种或多种。还提供了一种对应的生产方法，利用垃圾飞灰为主要原料，生产出抗压强度(≥4MPa)和容重(在300‑1200kg/m3)性能优良的发泡陶瓷产品，实现对飞灰的彻底无害化和资源化的目的。

技术领域

本发明涉及固废危废物处理技术领域，具体涉及一种以垃圾焚烧飞灰为主体生产发泡陶瓷的配方与方法。

背景技术

生活垃圾焚烧飞灰，是生活垃圾焚烧设施的烟气净化系统捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰，简称“飞灰”，飞灰同时具有重金属危害特性和有机污染物危害特性。焚烧飞灰中含有较高浓度且容易被水浸出的Pb、Cd、Cu、Cr及Zn等重金属，还包括具有很强危害性的二噁英，这些污染物质可以通过污染水体、土壤，进而危害到动植物和人体的健康，因此，需要对垃圾焚烧飞灰进行无害化处理。

目前常见的飞灰处置方式主要有：水泥固化法、沥青固化法、化学药剂稳定后填埋法、水泥窑协同处置法、熔融烧成法等。这些方法均有各自的特点和不足，水泥固化法中大量水泥的使用会导致固化体体积的增加，未能做到废弃特的减量化，飞灰中特殊的盐类和有机物的缓慢分解会造成固化体破裂，从而造成再次污染等问题。沥青固化法：物料需要在高温下操作，安全性较差，设备投资费用与运行费用较水泥固化更高。化学药剂稳定后填埋法：经药剂处理后的飞灰仍是散状，填埋后与周围环境的接触面积大，盐类和二噁英都有可能溶出，不溶性化合物在细菌作用和pH改变的条件下也会变得易溶，且化学药剂成本昂贵。水泥窑协同处置：必须采用水洗脱氯处理，处置成本较高，工作量大，管理成本高，最终产出的产品附加值较低，现实中许多水泥生产企业不愿意采用。综合来讲，熔融烧成法是目前效果最好的飞灰处置方法之一，其处置思路可供借鉴并应用于大多数固废危废物的处理。在处理飞灰时，熔融烧成法可以利用高温将飞灰中的二噁英等物质全部分解，再将熔渣快速冷却形成致密且稳定的玻璃体，不仅可以有效控制重金属的浸出，熔融还使灰渣变得致密，减容效果非常显著。此外，可以将熔渣烧制成建筑材料或装饰材料，实现飞灰的资源化利用，并产生新的经济价值。

因此，本申请旨在提供一种基于熔融法的飞灰处理方法，根据该方法可以快速有效地实现垃圾飞灰彻底的无害化，同时生产出具有高附加值和广阔应用前景的发泡陶瓷产品。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术的上述不足而提供一种以垃圾焚烧飞灰为主体生产发泡陶瓷的配方与方法，可以利用垃圾飞灰为主要原料，生产出抗压强度大、容重性能优良的发泡陶瓷产品，实现对飞灰的彻底无害化和资源化。

本发明的技术方案是：首先提供一种利用垃圾焚烧飞灰生产发泡陶瓷的配方，原料按重量计，包括：垃圾飞灰 15-50份，高岭土 0-20份，尾矿渣 30-55份，长石 5-30份，发泡剂 0.1-1.5份，滑石 1—10份，助剂 1-3份，以及水。发泡剂可为FeS、Fe₂O₃、FeO、C、CaMg(CO₃)₂、CaCO_3、SiC等中的一种或多种；其中助剂为碱性体系物料，例如可为石灰、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙等中的一种或多种。尾矿渣为采选矿过程中产生的废余物的至少一种，且尾矿渣的化学组成满足SiO₂含量在60%以上、Al₂O₃含量在10%-40%之间。

本发明的配方中，高岭土原料可以替换为企业所在地的固体废料，因地制宜，有效解决企业所在地的固定体废料处理问题，例如高岭土开采过程出现的劣质高岭土、尾矿砂等；本发明中，原料飞灰在整个配方中的比重适宜，既可以实现较大规模的处理飞灰，同时也保证能生产出性能优良的陶瓷产品；当垃圾飞灰的份数较少（低于10份）时，无法实现快速大规模处理飞灰的目的，而当垃圾飞灰的份数太多（高于50份）时，无法生产出高质量的发泡陶瓷产品。