[发明专利]一种利用垃圾焚烧飞灰直接制备水泥的方法及制得的水泥

说明书

本发明公开一种利用垃圾焚烧飞灰直接制备水泥的方法及制得的水泥，方法步骤包括：S1.将飞灰与添加剂混合后加入到等离子熔融炉中，经等离子熔融处理得到高温玻璃液；S2.将石灰石与粘土混合并处理得到水泥生料；S3.将高温玻璃液和水泥生料搅拌混合，并加热保温，得到水泥熟料；S4.将水泥熟料快速冷却；S5.向S4得到的冷却后的水泥熟料中加入石膏，进行研磨即得水泥。飞灰经过等离子熔融、混合搅拌、加热保温、冷却、研磨后，制得的水泥产品质量，优于国家标准中规定的指标。本方法可彻底解决飞灰问题，将危险废弃物转变为产品，实现了飞灰的减量化、无害化和资源化。本发明还公开了利用上述方法制得的水泥。

技术领域

本发明属于飞灰的利用技术领域，具体涉及一种利用垃圾焚烧飞灰直接制备水泥的方法及制得的水泥。

背景技术

生活垃圾焚烧产生的飞灰中含有大量重金属、二噁英等有毒有害物质，属于危险废弃物。等离子熔融是目前最先进的飞灰处置技术之一，等离子熔融炉熔池内平均温度可达1500℃以上，可将飞灰中的二噁英分解为小分子气体，重金属被包裹在玻璃体的四面体网络结构中，无法浸出，可有效解决飞灰中二噁英及重金属问题。但是，飞灰及飞灰等离子熔融后的玻璃体如何进行资源化利用，是最终解决飞灰问题所亟需解决的难题。

由于飞灰和飞灰等离子熔融产生的玻璃体的主要成分为CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃，与水泥的主要组份相近，可以将其作为水泥替代原料用于水泥生产，从而实现飞灰的资源化利用。CN101817650公开了一种水泥窑协同处理生活垃圾焚烧飞灰的方法，飞灰可作为水泥生料替代部分原料生产水泥，但是水泥产品对氯含量的要求较高，该方法中飞灰需要经过水洗预处理，工艺复杂，需要增加设备投资，而且显著增加了飞灰的处理成本。另一方面，很多地区没有水泥窑，水泥窑协同处置飞灰，需要将飞灰长途运输到其它地方，存在环境及安全风险，飞灰运输成本较高。

因此，需要开发一种新的能够直接在垃圾焚烧厂内，直接将飞灰制备成水泥、无需进行长途运输的方法，同时充分利用飞灰等离子熔融后的显热，节省大量水泥生料煅烧过程所消耗的能源。

发明内容

为解决上述以飞灰为原料制备水泥时，需要长途运输的技术问题，以及充分利用飞灰等离子熔融后的显热，本发明提供一种利用垃圾焚烧飞灰直接制备水泥的方法及制得的水泥。

本发明采用如下技术方案：

一种利用垃圾焚烧飞灰直接制备的水泥，所述水泥按质量份数配比，包括100份飞灰、30~50份添加剂、30~50份石灰石、10~30份黏土和10~30份石膏；所述添加剂至少包括SiO₂、Al₂O₃、MgO和Na₂CO₃。

进一步地，所述添加剂中SiO₂、Al₂O₃、MgO与Na₂CO₃的质量比为20~40：10~30：5~25：20~40。

进一步地，所述水泥的比表面积为400~600 m²/kg，氯离子含量为0.01~0.03wt%，3天抗折强度为6~8 Mpa，28天抗折强度为10~12 MPa，3天抗压强度为30~40 MPa,28天抗压强度为60~70 MPa。

一种利用垃圾焚烧飞灰直接制备所述水泥的方法，包括以下步骤：

S1.将飞灰与添加剂混合后加入到等离子熔融炉中，经等离子熔融处理得到高温玻璃液；

S2.将石灰石与粘土混合，经破碎、粉磨、预热得到水泥生料；

S3.将步骤S1得到的高温玻璃液和步骤S2得到的水泥生料搅拌混合，并加热保温，得到水泥熟料；