[发明专利]一种废弃陶瓷掺杂垃圾焚烧飞灰烧结多孔陶瓷的方法

说明书

本发明属于固体废弃物和垃圾焚烧飞灰无害化处理技术领域，具体公开了一种废弃陶瓷掺杂垃圾焚烧飞灰烧结多孔陶瓷的方法，以废弃陶瓷粉、水泥、黏土、长石和飞灰为原料，加入发泡浆液搅拌固化，通过烧结制得多孔陶瓷材料。所烧结制得的多孔陶瓷产品浸出毒性低，实现了重金属的固化，同时常温导热系数低、体积密度低、气孔率高、烧后体积变化小、耐压强度高，同时本发明具有成本低、工艺简单、能实现资源综合利用的特点，不仅解决了废弃陶瓷和垃圾焚烧飞灰的环境污染问题，还实现了废弃物的二次利用，创造了经济价值。

技术领域

本发明属于固体废弃物和垃圾焚烧飞灰无害化处理技术领域，具体涉及一种废弃陶瓷掺杂垃圾焚烧飞灰烧结多孔陶瓷的方法。

背景技术

由于陶瓷产业的快速发展，废弃陶瓷（即陶瓷工业的废弃品）也日渐增多。目前，对废弃陶瓷的处理方式仍然主要采取填埋的方式，这样不仅对土地、矿产资源造成浪费，还破坏环境，影响了我国陶瓷工业的可持续发展。垃圾焚烧飞灰并不是化学惰性物质，其中含有能被水浸出的Cd、Pb、Zn、Cr等多种有害重金属物质和盐类。若将焚烧飞灰直接进行填埋或处理不当，在自然环境下由于酸雨等因素的作用，酸性环境下重金属将逐渐渗滤出来，重新进入环境，污染地下水源而危害人类。同时，飞灰中的二噁英也是潜在的重要环境污染物。由于垃圾焚烧飞灰中的重金属和二噁英等难以自然降解，因此其对环境的影响十分严重。目前，飞灰处置的常用方法有：（1）水泥固化法；（2）化学剂稳定法；（3）沥青固化法；（4）熔融固化法等。对于水泥固化法：大量水泥的使用会导致固化体体积增加，飞灰中特殊的盐类会造成固化体破裂。对于化学剂稳定法：络合态的重金属稳定化效果欠佳，化学药剂成本高。对于沥青固化法：物料需要在高温下操作，安全性较差，设备投资费用与运行费用较水泥固化高。对于熔融固化法：高温热熔需要消耗大量能源，装置复杂，操作要求高。所以目前应该探索一个既能解决废弃陶瓷和垃圾焚烧飞灰的环境污染问题，还能实现废弃物资源化的新方法。

泡沫陶瓷是普通多孔陶瓷和蜂窝多孔陶瓷之后开发的第三代多孔陶瓷。除了耐高温，耐腐蚀和其他传统陶瓷的优异性能外，泡沫陶瓷还具有其独特的性能，如低体积密度，高孔隙率，大比表面积，高热稳定性和化学惰性等。利用固体废弃物制备性能优异的泡沫陶瓷既能解决废弃陶瓷和垃圾焚烧飞灰的环境污染问题，还能实现废弃物资源化。

基于上述问题，本发明提供一种废弃陶瓷掺杂垃圾焚烧飞灰烧结多孔陶瓷的方法。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种废弃陶瓷掺杂垃圾焚烧飞灰烧结多孔陶瓷的方法，其所制备的废弃陶瓷掺杂垃圾焚烧飞灰烧结多孔陶瓷产品重金属浸出毒性低、常温导热系数低、体积密度低、气孔率高、烧后体积变化小、耐压强度高。

技术方案：本发明提供的一种废弃陶瓷掺杂垃圾焚烧飞灰烧结多孔陶瓷的方法，以废弃陶瓷粉、水泥、黏土、长石和飞灰为原料，加入发泡浆液搅拌固化，通过烧结制得多孔陶瓷材料。

本技术方案的烧结制备的方法，包括以下步骤：步骤（1）原料称取及预处理：称取废弃陶瓷粉、水泥、黏土、长石和飞灰，上述原料皆为烘干后的细粉。步骤（2）发泡：将发泡剂与水及稳泡剂搅拌均匀后，使用机械高速搅拌法制成泡沫。步骤（3）制浆固化烧结：将步骤（1）称取的废弃陶瓷粉、水泥、黏土、长石和飞灰按质量份为30～50：10～15：5～15：5～15：25～40的比例进行混合，加入所述原料0.1～0.3wt%的减水剂和30～40wt%的水，然后将混合体系均匀搅拌成糊状，再加入步骤（2）制得的泡沫并用搅拌机进行搅拌1～3min，浇注成型，自然干燥12h，再于60~90°C条件下干燥6~10h；最后在950~1100°C的条件下保温1~3h，将烧结后的固化体随炉降温至室温后，即可制得多孔陶瓷。