[发明专利]一种含水洗垃圾焚烧飞灰和垃圾焚烧底灰的胶凝材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含水洗垃圾焚烧飞灰和垃圾焚烧底灰的胶凝材料及其制备方法和应用，属于资源化利用技术与建筑材料领域。所述胶凝材料包括以下原料：水淬高炉渣、垃圾焚烧底灰、水洗垃圾焚烧飞灰、精炼渣和脱硫灰。所述方法包括以下步骤：S1、对垃圾焚烧飞灰进行水洗预处理；S2、将水洗垃圾焚烧飞灰、垃圾焚烧底灰、水淬高炉渣、精炼渣与脱硫灰按照质量比混匀，得到含水洗垃圾焚烧飞灰和垃圾焚烧底灰的胶凝材料。所述胶凝材料应用于混凝土建筑行业的胶结料，又可用于采矿充填领域提供低成本胶凝材料。

技术领域

本发明属于资源化利用技术与建筑材料领域，涉及一种含水洗垃圾焚烧飞灰和垃圾焚烧底灰的胶凝材料及其制备方法和应用。

背景技术

垃圾焚烧飞灰中含大量重金属与可溶性阴离子，根据《国家危险废物名录》，垃圾焚烧飞灰(后简称飞灰)属于危险废物。垃圾焚烧底灰从炉底收集，产量较大约占固体残渣的80～90％，一般经过物理分选出其中的大块玻璃或含铁物质，其氯盐含量与污染物浓度较低，属于一般固体废弃物。目前在城市固体废物快节奏焚烧与飞灰巨大年产量的背景下，垃圾焚烧飞灰和垃圾焚烧底灰的资源化利用技术及其中的有害组分对环境和人类健康所造成的安全隐患问题成为当今固废与危废处理领域研究的热点内容。

水洗(也称中性浸出)是飞灰预处理的一种，可有效去除飞灰中部分重金属与可溶性阴离子，目前较多的水洗飞灰协同其他固废或水泥制备绿色胶凝材料的资源化利用技术为工程实施提供了较强的理论支撑。但以上研究中并未有含水洗垃圾焚烧飞灰与垃圾焚烧底灰的资源化利用技术，也未解释说明浸出液中超标重金属的后续处理方法以及水洗液中可溶性阴离子的回收手段。

目前我国的焚烧处理技术主要分为三类：炉排炉技术、流化床技术及其它焚烧技术。垃圾焚烧飞灰为气流携带的细颗粒并且收集在空气污染控制装置中，根据焚烧技术的不同主要分为炉排炉飞灰与循环硫化床飞灰。炉排炉工艺的焚烧炉通过炉排机械运动完全燃烧，产生飞灰较少，占垃圾总量的2.5％，但其氯化物(约20％)与重金属含量高。在流化床焚烧炉中，垃圾通常在煤和石英砂的帮助下燃烧，飞灰产量更多，占垃圾总量的8～12％，具有高硅铝含量与可溶性盐含量低(约5％)的性质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的如下问题：需要水泥窑配合处理水洗垃圾焚烧飞灰、技术工艺复杂、资源化利用成本较高，并且添加过多的激发剂、螯合剂等外加剂，才能具备有害组分的固化稳定性，最后忽略了同为垃圾焚烧工艺产出的高硅酸盐物质底灰也具有协同工业固废固化飞灰的资源化利用的潜在价值。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种含水洗垃圾焚烧飞灰和垃圾焚烧底灰的胶凝材料，以所述胶凝材料的质量为100％计，包括以下质量百分含量的原料：10～55％的水淬高炉渣，15～50％的垃圾焚烧底灰，20％的水洗垃圾焚烧飞灰，5～10％的精炼渣，余量为脱硫灰。

优选地，所述水淬高炉渣指28d活性指数不小于95％的任意的水淬高炉渣。

优选地，所述垃圾焚烧底灰指生活垃圾或工业垃圾焚烧处置过程中生成的底灰，主要成分为石英、碳酸钙与钙镁黄长石，活性组分含量较高，可充分激发水淬高炉渣活性。

优选地，所述水洗垃圾焚烧飞灰指生活垃圾或工业垃圾焚烧处置过程中生成的飞灰，之后进行不同水洗条件的预处理，并不限定垃圾的来源或类型。

优选地，所述精炼渣指的是钢铁冶炼厂电炉还原渣，将原料按一定比例和粒度混合后，在低于原料熔点的情况下加热，使原料烧结在一起，再破碎成颗粒粒度。主要成分是CaO-Al₂O₃基和CaO-Al₂O₃-SiO₂基。

优选地，所述脱硫灰指的是电厂燃煤锅炉干法烟气脱硫工艺产出的固体废物，主要成分和天然石膏类似，为二水硫酸钙。