静压压制实现固化飞灰和原生飞灰稳定化的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种静压压制实现固化飞灰和原生飞灰稳定化的方法，属于废弃物焚烧飞灰处理技术领域。
【背景技术】
[0002]我国的生活垃圾、城市污泥等废弃物每年都会大量产生，其中一种处理手段是焚烧，但是焚烧会产生占垃圾总量23 %左右的底灰及3 %?5 %的飞灰。其中，飞灰是由焚烧炉产生的烟气经反应塔进行中和、净化后，掺以一定量的吸附剂，再由高效除尘分离器分离而产生。飞灰主要包括Si02、CaO、A1203、Fe2O3和硫酸盐、钠盐、钾盐等反应物，还有Hg、Mn、Mg、Sn、Cd、Pb、Cr等重金属元素以及痕量级二噁英类的有机物，另加其他种类污染物，属于危险废物，需要特殊处理，单位处理投入很高；其产量也不能小视，例如目前上海市每天都要产生200吨的飞灰进入填埋库区。
[0003]飞灰填埋区的飞灰处理方式是采用有机多聚磷酸及其盐类化合物作为垃圾焚烧飞灰的稳定剂等方法类似，包括有机多聚磷酸及其盐类化合物为羟基亚乙基二膦酸、氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸或多元醇磷酸脂。稳定化处理方法的步骤一般是取一定量的上述稳定剂溶于适量水中，配成溶液，然后将该稳定剂水溶液加入到一定量的焚烧飞灰中，均匀搅拌，配成稳定的基质固体；稳定剂与垃圾焚烧飞灰的配合比例一般为1: 100?5: 100，固化剂过量，利用率偏低，造成昂贵药剂浪费。
[0004]固化飞灰含有一定的固化剂，其作用是固定飞灰中的重金属，降低其浸出毒性。利用高压环境来使物质发生变化，以达到特殊的效果是一种常见的手段。因此，在高压条件下固化剂与飞灰可以结合得更紧密，在微观上固化剂对于重金属元素的包裹则更加牢固，从而使单位固化剂可以固化更多的飞灰。为了节约固化剂的使用量，可以将原生飞灰与固化飞灰混合，进而降低固化成本，这在工程应用上具有很大的前景。
[0005]使用固化飞灰混合原生飞灰压制大比重飞灰模块，既可以降低重金属的浸出量，还可以增加飞灰密度减少飞灰的体积，增加填埋库区的使用寿命。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于通过含有过量固化剂的固化飞灰与原生飞灰混合，经压制成为大比重飞灰模块，在高压条件下将原生飞灰与固化飞灰混合压缩，利用超高压的特殊变化，降低了飞灰浸出毒性，减容显著。
[0007]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0008]将固化飞灰加入到原生飞灰中，固化飞灰的加入量是固化飞灰和原生飞灰总质量的1% _99%，混合均匀，然后装填至耐高压模具中，固定好模具后使用液压机压制。压强控制在5?5000MPa，保压时间为0.05?120min，脱模后得到飞灰模块，经过检测，飞灰模块中的重金属Cu、Hg的浸出毒性从有到无，Cr、Pb、Zn的浸出毒性则显著降低，其他重金属均在检出限以下，飞灰的体积显著减少。
[0009]本发明的有益效果如下:
[0010]1、由于固化飞灰所使用的固化剂是过量的，也就是有相当一部分的飞灰没有与固化剂发生反应，所以通过加入原生飞灰并且在高压下两者充分混合，达到过量固化剂充分发挥的效果，飞灰的重金属浸出毒性显著降低，其体积显著减少，增加了填埋库区的使用寿命O
[0011]2、填埋、运输过程中飞灰进入大气的量显著减少，减轻了对周边环境的影响，同时减轻了对作业人员的身体危害；
[0012]3、固化飞灰从粉末、颗粒状变成了块状，填埋极为简便，节省工程投资。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的飞灰模块浸出毒性Cr与原生飞灰和固化飞灰比例的关系；
[0014]图2为本发明的飞灰模块浸出毒性Pb与原生飞灰和固化飞灰比例的关系；
[0015]图3为本发明的飞灰模块浸出毒性Zn与原生飞灰和固化飞灰比例的关系；
【具体实施方式】
[0016]以下结合具体实例来对本发明作进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实例表述的范围。
[0017]实施例1
[0018]将400g固化飞灰和200g原生飞灰混合均匀后装填至模具中，模具的型号为YHGZ-(C038208411B)-01-01，固定好模具后使用液压机(型号为Y32-1000)静压压制，压强控制从O逐渐升到lOOMPa，保压时间为5min。脱模，得到飞灰模块，按照《GB5085.3-2007危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》对超高静压压制混合得到的飞灰模块和压制前的固化飞灰和原生飞灰进行检测，请看图1，图2，和图3，原生飞灰中的重金属铬、铜、汞、铅、锌的浸出毒性依次为0.284,0.03,0.056,25.8,2.47mg/L，固化飞灰重金属铬、铜、汞、铅、锌的浸出毒性依次为0.047、0、0、0.25,0.09mg/L。当固化飞灰的加入量是固化飞灰和原生飞灰总质量的66 %时，飞灰模块中重金属铬、铜、汞、铅、锌的浸出毒性下降到0.066、O、O、0.39、0.174mg/L，重金属浸出毒性明显下降。
[0019]实施例2
[0020]将300g固化飞灰和300g原生飞灰混合均匀后装填至模具中，模具的型号为YHGZ-(C038208411B)-01-01，固定好模具后使用液压机(型号为Y32-1000)静压压制，压强控制从O逐渐升到lOOMPa，保压时间为5min。脱模，得到飞灰模块，按照《GB5085.3-2007危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》对超高静压压制混合得到的飞灰模块和压制前的固化飞灰和原生飞灰进行检测，请看图1，图2，和图3，原生飞灰中的重金属铬、铜、汞、铅、锌的浸出毒性依次为0.284,0.03,0.056,25.8,2.47mg/L，固化飞灰重金属的浸出浓度依次为0.047、0、0、0.25,0.09mg/L。当固化飞灰的加入量是固化飞灰和原生飞灰总质量的50%时，飞灰模块中重金属铬、铜、汞、铅、锌的浸出毒性依次下降到0.132、0、0、1.11,0.286mg/L，重金属浸出毒性明显下降。
[0021]上述按照《GB5085.3-2007危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》进行浸出毒性的测试标准，均是过100目的筛子后进行浸出处理，无论是固化飞灰还是原生飞灰，经过超高静压处理后密度均上升，当固化飞灰或者原生飞灰密度升高时，由于浸出过程是一个表面的浸出过程所以表面浸出的重金属的量相等但是浸出率却降低。
【主权项】
1.一种静压压制实现固化飞灰和原生飞灰稳定化的方法，其特征在于:先将固化飞灰加入到原生飞灰中，固化飞灰的加入量是固化飞灰和原生飞灰总质量的1% -99%，混合均匀，然后装填至耐高压模具中，固定好模具后使用液压机压制，压强控制在5?5000MPa，保压时间为0.05?120min，脱模后得到飞灰模块，经过检测，飞灰模块中的重金属Cu、Hg的浸出毒性为0，Cr、Pb、Zn的浸出毒性则显著降低，其他重金属均在检出限以下，飞灰的体积显著减少； 上述原生飞灰中的重金属铬、铜、汞、铅、锌的浸出毒性依次为0.284,0.03,0.056、.25.8、2.47mg/L ； 上述固化飞灰中的重金属铬、铜、汞、铅、锌的浸出毒性依次为0.047、0、0、0.25、.0.09mg/Lo
【专利摘要】本发明涉及一种静压压制实现固化飞灰和原生飞灰稳定化的方法。先将固化飞灰加入到原生飞灰中，固化飞灰的加入量是固化飞灰和原生飞灰总质量的1％-99％，混合均匀，然后装填至耐高压模具中，固定好模具后使用液压机压制，压强控制在5～5000MPa，保压时间为0.05～120min，脱模后得到飞灰模块，经过检测，飞灰模块中的重金属Cu、Hg为0，Cr、Pb、Zn则显著降低，其他重金属均在检出限以下，飞灰的体积显著减少，浸出毒性显著降低，固化剂充分利用。
【IPC分类】B30B11/00
【公开号】CN105150581
【申请号】CN201510646520
【发明人】赵由才, 张骏, 李阳, 罗安然, 周家珍, 孙艳秋
【申请人】同济大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年10月8日