[发明专利]以垃圾焚烧飞灰制备微晶玻璃及其规模化生产方法

说明书

本发明公开了一种以垃圾焚烧飞灰制备微晶玻璃及其规模化生产方法。它是以垃圾焚烧飞灰为主要原料，以石英砂、石灰石、高岭土、白云石为主要辅料，纯碱、芒硝为小料，氧化铈为晶核剂，并按以下重量份的原料采用全电熔法熔制工艺进行制备的：20‑60份垃圾飞灰，5‑45份石英砂，10‑30份石灰石，5‑12份高岭土，10‑20份白云石，2‑8份纯碱，1‑5份芒硝和0.5‑2份氧化铈，其每天消耗的垃圾飞灰15.75‑17.45吨左右。本发明的制备方法不仅能将垃圾焚烧收集的飞灰高温熔化后转变为有用的材料回收利用，提供附加经济效益，实现资源综合利用，发展循环经济，改善环境；采用全电熔窑炉规模化生产的微晶玻璃，不仅极大的消耗垃圾飞灰带来的影响，而且降低了微晶玻璃的生产成本和高温熔制工艺中的能耗，又能提高微晶玻璃的品质。

技术领域

本发明涉及一种固体废物处理及再利用的方法，特别涉及以垃圾焚烧飞灰制备微晶玻璃及其规模化生产方法。

背景技术

由于生态环境保护的压力，生活垃圾焚烧处理已成为现在垃圾处理的主要方式之一，但垃圾经焚烧后将产生大量的飞灰，这些焚烧飞灰中含有相当数量的易渗沥重金属和二噁英等毒性物质，二者一旦进入环境，将严重危害人类生存和健康。安全有效地处理垃圾焚烧飞灰，并实现资源的回收利用已成为生态环境亟待解决的问题。

高温熔化并固化重金属熔融已成为固废处理的新发展方向，它减容显著，彻底分解飞灰中的二噁英，并使重金属固化在无机材料中，其中微晶玻璃是由基础玻璃经控制晶化而制得的一类多晶材料，其强度、硬度、耐热、耐化学腐蚀性均大大优于玻璃，部分性能远远优于天然石材和其它陶瓷材料，微晶玻璃在机械工程及建筑材料领域得到了广泛的应用。垃圾焚烧飞灰主要成分是 SiO₂、CaO、Al₂O₃ 等，并含有少量的成核物质 (Fe₂O₃、P₂O₅、TiO₂)，适当调整其成分有望制备附加值较高的微晶玻璃，实现了焚烧飞灰处理的减量化、无害化、资源化的要求。一些发达国家已开发了多种垃圾焚烧飞灰熔融技术，如电弧炉熔融技术、等离子体炉熔融技术及反射面炉熔融技术等，如上技术中，电弧炉、等离子体炉的高温熔化区体积存在局限性，不能规模化生产玻璃，所以不能从根本上解决日益严重的垃圾飞灰带来的问题。

采用生产平板玻璃的方式生产微晶玻璃，不仅能大规模化处理垃圾飞灰，又能使微晶玻璃能耗将大幅度降低，还可以固化重金属离子带来的环境污染。采用全电熔窑炉规模化生产工艺生产不同种类的微晶玻璃，工艺成熟，产品质量优异。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种以垃圾焚烧飞灰制备微晶玻璃及其规模化生产方法，该方法可以大规模化生产不同成型方式的微晶玻璃，使垃圾飞灰等资源可以再利用，并且能耗低、生产成本低、生产多样化。

本为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：一种以垃圾焚烧飞灰制备微晶玻璃及其规模化生产方法，该方法包括如下步骤 ：

S1 将垃圾飞灰、石英砂、石灰石、高岭土、白云石、纯碱、芒硝和氧化铈用自动称量配料系统按比例称量好后采用压缩空气配料罐进行均匀混合，然后用气力输送的方式将配合料输送到料仓中，通过螺旋下料方式投入全电熔窑炉中在温度为1400-1550℃的条件下熔化；

S2 因在高温下玻璃液是导电，其熔化方式采用钼电极内部导电垂直熔化方式，配合料经过熔化澄清均化约2-4h后形成玻璃液；

S3 玻璃液经水平式流液洞和上升冷却道流入耐火材料砌筑的玻璃通路中，进行适当地降温，玻璃通路分为主通路和分配通路，经主通路后将玻璃液温度降至1300～1400℃，然后进入分配通路，可根据生产不同的微晶玻璃产品，设计不同的玻璃出料口；

S4 根据不同形状模具成形的玻璃进行快速降温冷却处理，得到冷却块料；