[发明专利]一种赤泥与生活垃圾焚烧飞灰的协同处置方法

说明书

技术领域

本发明属于废物处理领域，更具体地，涉及一种赤泥与生活垃圾焚烧飞灰的协同处置方法。

背景技术

赤泥(RedMud)是氧化铝厂碱法处理铝土矿后排放的不溶性工业固废。通常，生产一吨氧化铝将产生1-2吨赤泥。目前我国赤泥排放量已超过3000万吨，属于大宗工业废渣。赤泥具有粒径细小、比表面积大、含水率高、含碱量高(Na₂O含量)等特点，属于强碱废渣，是一种严重的碱性污染源。赤泥堆存占用大量的土地，高碱性的渗滤液对周围土壤和地下水存在严重的威胁。同时因为强碱性质，植物难以生存，赤泥堆场无植被覆盖，直接暴露在风雨的吹刮冲蚀下，扬尘和径流容易破坏周围生态环境。

近年来，随着城市生活垃圾的迅速增加以及生活垃圾卫生填埋处置的弊端凸显，生活垃圾焚烧处置因其较高的减容比和热产能回收等优势已成为越来越多城市的选择。生活垃圾焚烧飞灰(MSWIFlyAsh)是垃圾焚烧烟气净化系统中收集得到的残余物，占焚烧垃圾总量的2-5％。虽然同为烟气净化系统收集得到的细灰，垃圾焚烧飞灰与燃煤产生的粉煤灰在性质和组成上有着巨大不同。粉煤灰由于含有大量活性二氧化硅、氧化铝等成分，已广泛应用于混凝土等建筑材料，而垃圾焚烧飞灰则含有大量有毒物质，是一种典型的危险废物，需要进行特别处置。垃圾焚烧飞灰中含有Pb、Cd、Hg、Cr、Zn等大量重金属，并且浸出毒性高等特点。垃圾焚烧飞灰中溶解盐含量一般高达20％以上，以Ca、Na和K的氯化物为主，处置时不仅有可能污染地下水和附近水体，而且氯化物的大量存在会增加其它污染物的溶解性。此外，垃圾焚烧飞灰残留少量未彻底销毁的二噁英和呋喃(PCDD/PCDFs)剧毒有机污染物。据文献，垃圾焚烧飞灰中二噁英和呋喃毒性当量在10ng/g左右。在垃圾焚烧飞灰运输、贮存、处理和处置时，上述污染物可能会对人类健康和环境形成潜在污染风险和实际危害。

目前，赤泥处理与处置是一项世界性的难题，我国赤泥综合利用率仅有4％左右，绝大部分赤泥仍然采用沟谷拦坝、凹地充填、平地高台等方法堆存。赤泥堆场的建设与维护成本高昂，并存在严重的环境风险。国内外生活垃圾焚烧飞灰主要通过固化稳定化方式对其进行处置，包括水泥或螯合剂固化、等离子体炬高温熔融固化、水泥窑协同处置等方法。水泥或螯合剂固化成本较高且固化体长期稳定性较差；等离子体炬高温熔融固化能耗和成本都较高；水泥窑协同处置受到运输距离的限制。将赤泥与生活垃圾焚烧飞灰进行协同处置的方法目前还未见报道。

因此，目前亟需一种能同时实现赤泥和生活垃圾焚烧飞灰协同处置，且处理成本较低，垃圾焚烧飞灰固化稳定化效果较好，固化体具有长期稳定性和安全性的方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种赤泥与生活垃圾焚烧飞灰的协同处置方法，其目的在于将赤泥活化为重金属固化剂，利用垃圾焚烧飞灰中含有潜在活性的SiO₂、Al₂O₃的特点，配合赤泥中的Na₂O、SiO₂,Al₂O₃等物质，发生胶凝聚合反应形成复合固化体，固化垃圾焚烧飞灰中的重金属，由此解决赤泥处置和生活垃圾焚烧飞灰处置的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种赤泥与生活垃圾焚烧飞灰的协同处置方法，包括以下步骤：

(1)制备重金属固化剂：将赤泥干燥后研磨成粉末，添加10wt％至15wt％的强碱，在750℃至850℃之间煅烧活化，冷却后得到所述重金属固化剂；

(2)制备净浆：将步骤(1)中制备的重金属固化剂和生活垃圾焚烧飞灰混合后得到混合物粉末，所述混合物粉末中重金属固化剂的质量比例在45％至60％之间；将所述混合物粉末按水灰比0.4至0.6加水搅拌均匀得到净浆；

(3)固化成型：将步骤(2)中制备的净浆在常温、常压下养护14至28天，得到赤泥-垃圾焚烧飞灰复合固化体。

优选地，所述赤泥与生活垃圾焚烧飞灰的协同处置方法，其步骤(1)所述煅烧活化温度为800℃。

优选地，所述赤泥与生活垃圾焚烧飞灰的协同处置方法，其步骤(2)所述煅烧活化时间为1至3小时。

优选地，所述赤泥与生活垃圾焚烧飞灰的协同处置方法，其步骤(1)所述赤泥粉碎后过筛，所述筛的孔径在0.3mm至0.5mm之间。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：