[发明专利]一种固定化危害废弃物焚化飞灰中重金属及氯盐的方法

说明书

本发明公开了一种固定化危害废弃物焚化飞灰中重金属及氯盐的方法，在含有氯盐、钙离子及重金属的危害废弃物焚化飞灰中加入碱性活化液得到混和泥浆，将制得的混和泥浆搅拌后于室温环境条件下固定化至少5天，即可得到焚化飞灰固化物；其中，碱活化液包括碱金属铝酸盐以及至少一种碱金属氢氧化物、碱金属硅酸盐或硅酸胶，碱金属铝酸盐的含量为危害废弃物焚化飞灰重量的5‑10wt％，经固化后的焚化飞灰固化物的氯离子固化率大于70％。本发明采用焚化飞灰，当作反应的无机粉体，透过添加碱活化液与其进行反应后，形成一种可自身固定重金属及氯盐之材料。无须额外添加水泥及重金属螯合剂，可大幅度减少二氧化碳之排放量。

技术领域

本发明属于环境保护材料技术领域，具体涉及一种固定化危害废弃物焚 化飞灰中重金属及氯盐的方法。

背景技术

随着国内经济的发展以及国人生活水平的提升，每年的垃圾生产量更是 屡创新高，垃圾掩埋的方法无法满足国内垃圾处理的需求，且容易造成环境 污染，病媒孳生的问题，因此，都市垃圾处理由掩埋方式转以焚化处理为主， 但是，经过焚化处理的垃圾因为仍会产生一定比例的焚化飞灰及焚化底渣等 废弃物，而其中焚化飞灰因为铅、镉等重金属的溶出浓度多超出危害废弃物 的认定标准，因此被认为是危害废弃物而不可径行掩埋处理。

目前处理前述焚化飞灰的方式主要是利用卜特兰水泥进行焚化飞灰的固 定化/稳定化后再予以掩埋。但是，水泥固化体掩埋后于酸性环境中铅、镉等 重金属仍有溶出之虞，且因为水泥固化体长期于酸性环境下易崩解，使得其 中的重金属更易溶出。而为了有效降低重金属自水泥固化物中溶出，一般还 会辅以螯合剂或是利用高温热处理法，以减少重金属的溶出。利用螯合剂虽 然可有效减少重金属溶出，然而得到的固化体强度却无法达到法规的要求； 此外，因为螯合剂多为专利产品单价高，因此，处理成本高于仅以水泥固化处理的成本的2倍以上，而其中部分螯合剂又具臭味，且与空气接触时可能 会产生裂化或腐败分解现象，不仅会减低处理后之焚化飞灰固化体的机械强 度，且对重金属长期的稳定性亦有影响。而高温热处理法虽然可将重金属包 匣于烧结的结构或玻璃质熔渣中，可有效避免金属溶出，但是烧结或熔融过 程须耗费大量的能量成本较高，且重金属易于高温处理过程中挥发，故须再 有空气污染处理设备以避免二次污染。此外，由于一般焚化飞灰中均含有大 量的氯盐，而一般固化体因为无法有效固定化氯离子，所以容易再溶出氯离 子，造成排放到水中的氯离子含量过高的问题。

因此，如何开发可有效固定焚化飞灰中重金属的新型固化剂，并减低焚 化飞灰处理过程的耗能，成为当前亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种固定化危害废弃物焚化飞灰中 重金属及氯盐的方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种固定化危害废弃物焚化飞灰中重金属及氯盐的方法，包括如下步骤：

在含有氯盐、钙离子及重金属的危害废弃物焚化飞灰中加入碱性活化液 得到混和泥浆，将制得的混和泥浆搅拌后于室温环境条件下固定化至少5天， 即可得到焚化飞灰固化物；其中，

所述碱活化液包括碱金属铝酸盐，以及至少一种碱金属氢氧化物、碱金 属硅酸盐或硅酸胶，所述碱活化液的二氧化硅与金属氧化物的莫耳比值介于 0.96-2.0，所述碱金属铝酸盐的含量为危害废弃物焚化飞灰重量的5-10wt％， 且经固化后的所述焚化飞灰固化物的氯离子固化率大于70％。

进一步地，所述混和泥浆中的氯离子与钙、铝离子形成弗氏盐，所述危 害废弃物焚化飞灰的重金属经由离子交换被固定于弗氏盐之层状双金属结构 中。

进一步地，所述危害废弃物焚化飞灰中的重金属包括铅、镉、铬或铜， 且所述危害废弃物焚化飞灰中氯盐的含量大于20％。

进一步地，所述碱性活化液与所述危害废弃物焚化飞灰的重量比介于 0.6-1.4。