[发明专利]一种低烧结温度的飞灰陶粒制备方法

说明书

本发明公开了一种低烧结温度的飞灰陶粒制备方法。该飞灰陶粒制备方法的步骤如下：一、将垃圾焚烧得到的飞灰、硅藻土、泥土和复合助熔剂分别烘干并粉碎。二、对飞灰进行水洗。三、将硅藻土与飞灰混合并进行水热反应。四、将步骤三所得的飞灰混合物与泥土、复合助熔剂混合，搓圆造粒并在900℃～1000℃温度下烧结。本发明在对飞灰混合物进行造粒烧结之前，会对掺有硅藻土的飞灰进行水热预处理，这一操作降低了飞灰混合物中氧化钙的含量，从而降低飞灰熔融的温度，使得飞灰陶粒能够在900～1000℃的低温下完成烧结。同时，水热预处理过程将生成含水硅酸钙，其在飞灰陶粒烧结过程中可以生成硅灰石，硅灰石能够提高轻集料陶粒的机械强度。

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理及处置技术领域，具体而言涉及一种低烧结温度的飞灰陶粒制备方法。

背景技术

随着我国城市化和人民生活水平的不断提高，城市垃圾产生量与日俱增。生活垃圾中存在有害微生物、有机无机污染物和放射性污染物等，垃圾堆放不仅侵占土地资源且垃圾在储存过程中还会发酵产生硫化氢和氨气等臭气，垃圾渗滤液还会对地表水造成污染。当前，我国的垃圾无害化处置方法主要有焚烧、卫生填埋和堆肥三种方式。

垃圾焚烧可以有效地做到固体废物的减量化、无害化，虽然具有对土地资源友好、对大气和地下水的威胁较少等优势，但垃圾在焚烧过程中不可避免产生飞灰，这些飞灰在烟道中富集了二噁英和重金属等有机无机污染物，飞灰的氯盐质量分数约为20％左右，如不进行安全处置将对环境造成二次污染。目前，稳定化和固化是我国最常用的飞灰处理技术，但都需运送至填埋场进行填埋处置。随着现有填埋场库容量的减少以及新建选址困难等难题的凸显，高温熔融已逐渐成为焚烧飞灰的重要处置方法之一，该技术可分解焚烧飞灰中的二噁英，同时熔渣在冷却过程中能形成致密的Si-O三维网状结构，可以充分包裹重金属并固化。

虽然焚烧飞灰高温熔融技术可以有效固化重金属，且其体积仅约为原始焚烧飞灰的1/3，减容效果显著，极大降低了焚烧飞灰固化填埋的库容压力，但是高温熔融的温度需要达到1200℃以上，这对设备和工艺的要求很高，增加了设备的投资成本，且能耗大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低烧结温度的飞灰陶粒制备方法，该方法不仅可以有效的去除飞灰中的二噁英和重金属，还能降低飞灰烧结陶粒的熔融温度，降低对烧结设备和工艺的要求，大幅度的节省能耗。

一种低烧结温度的飞灰陶粒制备方法，具体步骤如下：

步骤一、将垃圾焚烧得到的飞灰、硅藻土、泥土和复合助熔剂分别烘干并粉碎。

步骤二、对经步骤一处理后的飞灰进行水洗脱盐后烘干。

步骤三、将硅藻土与步骤二处理后的飞灰混合并进行水热反应后烘干，得到飞灰混合物。水热反应过程中，硅藻土与飞灰中的氧化钙反应产生含水硅酸钙。

步骤四、将步骤三所得的飞灰混合物与泥土、复合助熔剂混合，并向所得混合物中加入去离子水后进行搓圆造粒，形成颗粒物，并将其烘干。在900℃～1000℃的条件下对颗粒物进行烧结，得到飞灰陶粒。烧结过程中，颗粒物中的含水硅酸盐转化为硅灰石。

作为优选，步骤四中，颗粒物在900℃～1000℃温度下的烧结时长为15～25min。

作为优选，步骤四中，对颗粒物进行烧结的具体过程如下：将烘干的颗粒物放入马弗炉中升温至350℃，保温20min，再升温至900～1000℃烧结，得到飞灰陶粒。

作为优选，步骤一中，飞灰、硅藻土、泥土和复合助熔剂均在烘箱中加热烘干至恒重；并用粉碎机分别粉碎后过100目筛。

作为优选，步骤二的具体过程如下：将飞灰投加到密封式水洗罐，飞灰在密封式水洗罐中进行多次水洗脱盐处理；水洗脱盐的过程中，飞灰与水的质量比为1:2～1:3。将水洗后的飞灰放到烘箱中加热烘干至恒重。