[发明专利]一种焚烧飞灰玻璃化处理用添加剂及玻璃化处理焚烧飞灰的方法

说明书

本发明提供一种焚烧飞灰玻璃化处理用添加剂，以重量份计，包括：5‑60份SiO₂、1‑10份H₃BO₃、1‑10份碳酸盐和1‑5份硝酸盐。SiO₂和H₃BO₃与焚烧飞灰形成网络结构将重金属离子稳定化，碳酸盐和硝酸盐作为澄清剂和助熔剂有助于形成致密的熔融体系，各组份协同作用提高焚烧飞灰的固定化程度，降低玻璃化处理温度。本发明还提供一种玻璃化处理焚烧飞灰的方法，依次包括如下步骤：(1)提供焚烧飞灰样品和上述的焚烧飞灰玻璃化处理用添加剂；(2)将焚烧飞灰样品与焚烧飞灰玻璃化处理用添加剂制成混料，进行干燥，混合造粒；(3)投入等离子体熔融炉进行熔融处理；(4)待完全熔融后，冷却，得到玻璃态熔渣。该方法提高了重金属固化率且使得焚烧飞灰大幅度的减容，保护环境。

技术领域

本发明涉及废物处理领域，尤其涉及一种焚烧飞灰玻璃化处理用添加剂及玻璃化处理焚烧飞灰的方法。

背景技术

焚烧飞灰是废物经焚烧法处理后的产物。焚烧法具有资源化和减量化的优势，但是焚烧产生的焚烧飞灰呈粉末状，颗粒大小不均，重金属浸出率高，潜在危害性高。玻璃化技术是无害化焚烧飞灰的国际前沿技术，将焚烧飞灰和一定量的添加剂高温熔融形成玻璃态物质，经冷却形成化学性质稳定的玻璃体或者类似于玻璃的物质，将重金属等有害物质固定在玻璃体内实现稳定化，凭借玻璃体低的重金属浸出率达到无害化的目的。

然而，焚烧飞灰玻璃化温度高，在1500摄氏度左右，如此高的温度消耗大量的能量，同时玻璃化过程中产生大量重金属及酸性气体的烟尘，阻碍了熔融固化技术的进一步应用和推广。因此，玻璃化技术的关键是形成化学性质稳定的玻璃体降低玻璃化处理温度，提高重金属固化率。降低玻璃化的处理温度就是要求在较低温度下可以形成良好的玻璃体，同时降低处理温度、缩短处理时间都是提高重金属滞留率的有效途径。

因此，急需发明一种焚烧飞灰玻璃化处理用添加剂及玻璃化处理焚烧飞灰的方法，使焚烧飞灰稳定化，降低焚烧飞灰玻璃化处理温度，降低资源化处理的成本，提高重金属固化率，提高焚烧飞灰的无害化程度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焚烧飞灰玻璃化处理用添加剂和玻璃化处理焚烧飞灰的方法，使焚烧飞灰稳定化，降低焚烧飞灰的玻璃化处理温度，提高重金属的固化率，降低重金属的浸出毒性，最大限度地使重金属固定，并且成本低，资源化利用率高。

为了实现上述目的，本发明提供了一种焚烧飞灰玻璃化处理用添加剂，以重量份计，包括5-60份SiO₂、1-10份H₃BO₃、1-10份碳酸盐和1-5份硝酸盐。

本发明的焚烧飞灰玻璃化处理用添加剂中的SiO₂与焚烧飞灰形成Si-O网络结构，重金属及其他金属阳离子固定在网络结构中降低重金属浸出率。H₃BO₃可以显著降低焚烧飞灰的熔点，降低熔融处理温度，提高熔融体系的流动性，有助于重金属迁移到玻璃体当中，同时H₃BO₃在熔融过程中产生的B₂O₃是较好的网络形成体，可以弥补SiO₂与焚烧飞灰形成的网络结构。碳酸盐是良好的助熔剂，可以提供游离氧，从而降低玻璃粘度，使玻璃易于熔融。硝酸盐作为澄清剂，消除熔融过程中产生的可见气泡，使整个熔融体系更加致密。添加剂中的多种组份与焚烧飞灰形成玻璃相体系，通过改变体系中组份的含量调节焚烧飞灰熔融体系中Si-Ca-Na和Si-Ca-Al元素比例，调节不同元素之间的协同作用，Si-O网络结构与B₂O₃形成的B-O网络结构相配合，与碳酸盐和硝酸盐协同作用保证较佳的熔融体系的熔点，有利于重金属迁移，增加重金属的固化率，降低熔融成本。