[发明专利]一种磷石膏协同赤泥固化稳定飞灰的方法

说明书

本发明涉及大宗工业固体废弃物的资源化利的技术领域，具体涉及一种磷石膏协同赤泥固化稳定飞灰的方法，包括以下步骤：将水洗液与飞灰混合均匀得到飞灰浆体；将飞灰、矿粉、外加剂磷石膏粉和赤泥粉混合搅拌制备得到固化剂；将飞灰浆体经过2h～24h龄期的自然养护，再将固化剂加入其中，进一步固化稳定化飞灰中的重金属。本发明的方法在固化飞灰过程中利用净化磷石膏水洗液中和飞灰碱性，利用可溶性磷酸、磷酸氢根、磷酸二氢根和氟离子与Pb²⁺反应生成稳定的磷酸铅、氟磷酸铅和氯磷酸铅等矿物沉淀，起到固化稳定化飞灰的作用，降低飞灰中铅的浸出率；在飞灰浆体中添加固化剂，激发固化剂反应生成水化产物二次固化/稳定化飞灰中的重金属。

技术领域

本发明涉及大宗工业固体废弃物的资源化利的技术领域，具体涉及一种磷石膏协同赤泥固化稳定飞灰的方法。

背景技术

磷石膏是湿法生产磷酸产生的工业废渣，主要成分是二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)与天然石膏相同，因含有磷酸、磷酸钙等杂质被称为磷石膏。据磷复肥工业协会统计。

赤泥是制铝行业在提取氧化铝时排出的工业固体废弃物，平均每生产1吨氧化铝产生1.0～2.0吨赤泥。中国作为世界第一大氧化铝生产国，据国家统计局统计，2018年中国氧化铝累计产量为7253.1万吨，按生产1吨氧化铝伴随排出1.45吨赤泥计算，2018年我国赤泥排放量高达1.05亿吨。赤泥综合利用总量约为450万吨，综合利用率为4.29％左右，远远低于大宗工业固废综合利用平均水平。，赤泥的大量堆存造成土地资源浪费、环境污染。

随着城镇化的快速发展和人民生活水平的不断提高，城镇生活垃圾产生量快速增加，飞灰是生活垃圾焚烧烟气净化系统收集而得到的粉状物质，飞灰是一种危险废物，含有Pb、Cr、 Cd、Hg、Cu等重金属，通常Pb是飞灰中含量最高，难固化的一种重金属，飞灰若不经过处理排放到环境中，对水体、空气和土壤造成严重的危害。

目前固化/稳定化-填埋是国内飞灰处置中普遍采用的方式，是控制和降低飞灰中重金属溶出。固化/稳定化技术主要包括水泥固化法、化学药剂稳定化法两大类，其中水泥固化法在固化飞灰时显著提高固化体碱性，Pb是两性重金属在强碱条件下氢氧化铅沉淀再次发生溶解，水泥固化飞灰铅浸出浓度较高。化学药剂稳定化法因增容体积小、固化效果较好，但是药剂处理飞灰存在成本高的缺点。因此利用磷石膏、赤泥、飞灰和矿粉制备一种高效低成本的飞灰固化剂对保护生态环境和提高工业固体废弃物资源化利用具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磷石膏协同赤泥固化稳定飞灰的方法，工艺简便，易于调节。

本发明实现目的所采用的方案是：一种磷石膏协同赤泥固化稳定飞灰的方法，包括以下步骤：

(1)将磷石膏加入水搅拌混合均匀，静置沉淀后固液分离，分别得到水洗磷石膏和水洗液，将收集的水洗液与飞灰按照一定的量比混合均匀得到飞灰浆体；

(2)将所述步骤(1)中得到的水洗磷石膏烘干后与生石灰进行混合粉磨得到磷石膏粉；

(3)将赤泥烘干后与生石灰进行混合粉磨得到赤泥粉；

(4)将飞灰、矿粉、外加剂所述步骤(2)得到的磷石膏粉和所述步骤(3)得到的赤泥粉混合搅拌制备得到固化剂；

(5)将所述步骤(1)得到的飞灰浆体经过2h～24h龄期的自然养护，再将所述步骤(4) 制备的固化剂加入其中，搅拌均匀，利用固化剂水化产物进一步固化稳定化飞灰中的重金属。

优选地，所述步骤(1)中，磷石膏加入占其质量35％～45％的水，所述飞灰浆体的含水率为20％～50％。

优选地，所述步骤(2)中，生石灰的加入量为磷石膏质量的1％～5％，所述磷石膏粉的比表面积大于450m²/kg。