[发明专利]一种利用生活垃圾焚烧飞灰制作耐火砖的方法

说明书

本发明公开了一种利用生活垃圾焚烧飞灰制作耐火砖的方法，包括：飞灰调质工序、加碱制浆工序、养护发育工序、破碎工序、镁质混合制浆工序、养护工序、成型使用等工序。该方法通过配合利用了土聚和氯氧镁两种凝胶制作耐火砖，对飞灰这一危险废物进行了建材利用资源化，在保证飞灰较大消纳量的前提下，最大程度的保持了镁质耐火砖的机械性质，飞灰中重金属也得到了固化稳定化。该耐火砖块一般可以达到25MPa以上，可用于保温墙、防火墙、防火隔墙等。

技术领域

本发明涉及生活垃圾利用领域，尤其涉及一种利用生活垃圾焚烧飞灰制作耐火砖的方法。

背景技术

生活垃圾焚烧飞灰(以下简称飞灰)是指在烟气净化系统和热回收利用系统(如节热器、余热锅炉等)中收集而得的残余物。

由于焚烧过程中重金属的挥发和迁移，使飞灰中富集了大量重金属，如Hg、Pb、Cd、Cu、Cr、Zn、Ni等。在现有文献报道中，我国飞灰中，Zn最高可达17000mg/kg，Cu最高可达12000mg/kg，Pb最高可达30000mg/kg，Cd最高可达5000mg/kg，Cr最高可达3500mg/kg，Ni最高可达1500mg/kg。重金属一旦进入人体将很难排出体外，富集到一定程度，会直接伤害人的神经系统、消化系统、生殖系统、免疫系统和骨骼，引起人体酶活性降低、语言及运动障碍、肝肾损害、骨质流失、致癌、致畸、致突变、神经衰弱、贫血、甚至死亡。同样，在焚烧过程中产生的二噁英类物质(简称二噁英)也会大量富集于飞灰中，二噁英的致死剂量极低，以2,3,7,8-TCDD为例，其毒性要比氢氰酸强10000倍以上。1988年世界卫生组织规定二噁英的日容许摄入量应低于1～4pg/kg体重。二噁英会损坏生物体的免疫系统、生殖系统、消化系统，并直接导致遗传功能改变、恶性肿瘤等。而在我国生活垃圾焚烧飞灰中，二噁英含量一般为400-600ng-TEQ/kg。由此，飞灰因含有高毒性可浸出的重金属和高毒性当量的二噁英类物质(简称二噁英)，早在2008年被列入《国家危险废物名录》，并仍出现在2016年版的《国家危险废物名录》，属危险工业固体废物。

近年来，我国生活垃圾焚烧发电得到快速发展。截止2015年底，全国已建成生活垃圾焚烧厂219座，年处理垃圾量8000万吨。焚烧技术发展的同时，也带来了每年近500万吨飞灰，占我国每年各类危险废物产生总量的近12％。

飞灰，这一危险工业固体废物的处理问题，是目前亟待的环境问题之一。目前，飞灰这一危险工业固体废物的主要处理方式是固化稳定化后进行填埋。虽然2016年版的《国家危险废物名录》对稳定化后的飞灰进入生活垃圾填埋场实施了豁免管理，但是在垃圾围城的现状下，填埋只是权宜之计。在我国，一般工业固体废物的主要去向是进行再利用，由于工业固废富含Si、Al、Ca等元素，所以建材生产行业是工业固废的最大消纳和利用行业。依据中国环保产业协会的统计，2013年，我国43％的尾矿、68％的煤矸石、93％的粉煤灰、绝大部分的钢铁冶炼渣都用于建材生产、筑路等方面。而飞灰这一危险工业固体废物的主要元素亦为Si、Al、Fe、Mg、Ca、K、Na和Cl，SiO₂、A1₂O₃、CaO、Fe₂O₃、Na₂O、K₂O在飞灰中普遍存在，SiO₂含量6.35-35.5％，A1₂O₃含量0.92-13.7％，Fe₂O₃含量0.63～10.5％，CaO含量16.6～45.4％，MgO、Na₂O、K₂O各占1％～5％。这样的元素组成，为飞灰的建材资源化提供了必要的物质基础。飞灰通过建材利用进行资源化，是未来的主要研究和应用方向。

我国氯氧镁水泥建材有近九十年的发展历史，早在20世纪30年代就有在建筑上使用氯氧镁水泥制作地面和外墙饰面的实践。氯氧镁水泥是气硬性水泥，具有极佳的耐高温特性。由于氯氧镁水泥强度极高，其在大量掺入固体废弃物填充料后仍然能满足强度的使用要求，掺入量可达30～60％。