[发明专利]生活垃圾焚烧飞灰与水泥、硅灰、粉煤灰共造粒的方法及其在沥青路面中的清洁应用

说明书

技术领域

本发明涉及生活垃圾焚烧飞灰造粒方法及其在沥青路面中的清洁应用，属于固体废弃物处理处置与资源化、道路铺面材料及其加工制备技术交叉领域。

背景技术

生活垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧厂烟气净化系统的捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰。研究表明，生活垃圾焚烧飞灰中含有二噁英类及重金属等有毒有害物质，因此，我国将其列为《国家危险废物名录》中的HW18类危险废物，不妥善处置会直接威胁周围环境及人类健康，并会引发公众群体事件进而影响垃圾焚烧行业积极健康发展。生活垃圾焚烧飞灰的毒性和易造成二次污染的特性也是生活垃圾焚烧厂选址受公众质疑的重要原因。

目前，国内生活垃圾焚烧飞灰主要处置方式及缺点有：(1)直接进入危险废物填埋场填埋。处理成本高，无填埋场的区域在远距离运输中存在二次污染风险；(2)螯合剂稳定化或水泥固化后进入卫生填埋场填埋。浸出毒性不合格现象时有发生，二次污染风险高。存在增容量大、占有土地资源等问题。随着垃圾焚烧的普及，卫生填埋场的逐步关停或填埋场容量饱和，生活垃圾焚烧飞灰面临无法填埋的风险；(3)水泥窑协同处置。Cl元素影响水泥质量，会限制水泥使用范围，对设备腐蚀危害较大。

国外发达国家飞灰的处置技术有：德国采用矿井深埋，日本采用高温熔融，美国采用飞灰炉渣混合处置等。考虑到我国国情、投资处置成本以及现行法规限制等，以上发达国家采用的技术均不适宜我国飞灰处置。

因此，开发环境友好、符合我国经济发展的垃圾焚烧飞灰处置技术，从根本上改变飞灰处置现状，突破当前垃圾焚烧行业能源、环境、资源三者之间的矛盾，成为中国垃圾焚烧行业可持续发展的重大战略需求。

本发明拟在生活垃圾焚烧飞灰重金属类物质水泥固化技术的基础上，将多种无机胶凝材料按照粒径大小不一形成密级配进行造粒，进一步将造粒后的致密生活垃圾焚烧飞灰颗粒应用于路面铺设中，以期实现生活垃圾焚烧飞灰在路面中的资源化清洁应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种生活垃圾焚烧飞灰造粒的方法，并实现了造粒后生活垃圾焚烧飞灰在沥青路面中的清洁应用。通过对生活垃圾焚烧飞灰进行造粒，并将造粒后致密的生活垃圾焚烧飞灰颗粒应用于路面，使飞灰颗粒中的重金属及其化合物浸出毒性合格，不会对环境造成二次污染，实现了生活垃圾焚烧飞灰的资源化清洁利用。

本发明采取的技术方案如下：

1、一种生活垃圾焚烧飞灰造粒方法，按生活垃圾焚烧飞灰：水泥：硅灰：粉煤灰的质量比为1：0.62：0.2：0.18的比例分别称取各原料，依次添加水泥、硅灰、粉煤灰、生活垃圾焚烧飞灰，每添加一种粉体后干粉混匀；然后加入总干粉质量20～30％的水，搅拌均匀、振荡成型后养生7天；最后破碎造粒。

所述生活垃圾焚烧飞灰为经过二噁英低温热降解处理后的飞灰。

优选的，所述生活垃圾焚烧飞灰粒径小于1mm。

优选的，所述生活垃圾焚烧飞灰粒径小于0.075mm的质量百分比含量大于75％，且处于0.058～0.075mm粒径范围的生活垃圾焚烧飞灰质量分数大于70％。

优选的，所述造粒的粒径为0～4.75mm。

优选的，所述养生采用水泥的养生条件和要求进行。

2、生活垃圾焚烧飞灰造粒方法获得的生活垃圾焚烧飞灰颗粒在路面中的清洁应用。

优选的，按质量百分比计，所述生活垃圾焚烧飞灰颗粒在沥青混合料矿料中的添加量为2～8％；生活垃圾焚烧飞灰颗粒替代部分矿粉或集料加入到沥青混合料中，沥青混合料采用SMA-13型级配、SMA-16型级配、AC-20C型级配、AC-25C型级配或ATB-25型级配。

本发明所述硅灰为中、高品质的硅灰，也称为微硅粉或凝聚硅灰，英文为Microsilica or Silica fume，是铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时，矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO₂和Si气体，气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。

本发明所述粉煤灰至少为II级灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等。