[发明专利]利用生活垃圾焚烧飞灰生产硅酸盐水泥熟料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅酸盐熟料的生产方法，特别是涉及利用生活垃圾焚烧飞灰生产硅酸盐熟 料的方法，属于循环经济技术、环保技术领域，该方法通过干法水泥窑炉协同无害化处理 生活垃圾焚烧飞灰。

背景技术

随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，城市生活垃圾的数量也急剧增多。对于 我国乃至全世界，大量的生活垃圾已成为城市中长期存在的一个污染源。这些垃圾堆积成 山，占用大量土地，长期露天堆放对大气环境、地下水和土壤等已经造成了明显的威胁和 危害。生活垃圾焚烧技术，可使垃圾减容90％以上，减量70％以上，最大限度地延长现有 垃圾填埋场地使用寿命，而且能彻底消除有害细菌和病毒，同时回收热能，已成为各城市 首选的处理生活垃圾的方法之一。但由于焚烧以后产生的飞灰(指在烟气净化系统收集得 到的细颗粒物质，包括用化学药剂处理烟气时产生的飞灰，在灰渣中约占20％)中富集了 大量重金属及氯离子等有害组成，能被水浸出较高浓度的Cd，Pb，Cu，Zn及Cr等有害 重金属物质和盐类，按照GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准——浸出毒性鉴别》评判属 于危险固体废弃物。若未经处理直接填埋，会对附近的土壤、地表水和地下水造成污染， 而经过特殊方法处理后再填埋又涉及到技术处理难度较大和费用较高的问题。同时飞灰中 可能含有少量的二噁英和呋喃等有机污染物，这些剧毒物质通过呼吸、皮肤接触等途经进 入人与动物的身体，对人类及动物的健康和生命造成巨大的威胁。飞灰的处置难度非常大。

目前飞灰的主要处置方式有水泥固化，熔融固化以及药剂固化。经过固化稳定处理后 的产物，如果满足浸出毒性标准或者资源化利用标准，可以进入普通填埋场进行填埋处置 或者进行资源化利用。

水泥固化技术是将飞灰和水泥混凝土混和形成固态，经过水化反应后形成坚硬的水泥 固化体，从而达到降低飞灰中危险成分浸出的目的，其基本原理在于通过固化包容减少飞 灰的表面积、降低其可渗透性和利用水泥水化产物的吸附包裹以及高PH的环境，达到稳定 化，无害化的目的。该方法对固化飞灰中的重金属有效，但却由于飞灰中二恶英类物质污 染的风险，用水泥固化后的固化体仍需要填埋，填埋处理费用高达1000元/吨，而且还会 继续侵占土地资源，不符合节约型、环境友好型社会的要求。

熔融固化法亦可称为玻璃化技术。它是将待处理的飞灰填入高温电弧炉中进行高温熔 融处理(1000℃以上)，使其生成玻璃状硅酸盐态，将易溶性组分包在其中使其不能溶解出 来，从而达到环境安全的要求。其原理主要是飞灰中的有机物在熔融温度(1000～1500℃)下 热解或燃烧，无机物则形成熔渣，低沸点的重金属及盐类将蒸发成气相，由排气集尘系统 收集，而As等有价金属则还原成金属熔液，可回收再利用，其它重金属则残留于熔渣中。 由于灰渣中含有SiO₂，熔融时会产生-Si-O--的网状构造，能将残留于熔渣晶格中的重金属 完全包封，使重金属在形成的熔渣中不易溶出。该方法的不足之处在于高温熔融所消耗的 能源较多，处理费用较昂贵。而且熔融工艺还必须考虑其烟气的环境安全性问题，二恶英 低温再合成的污染等问题。此外，熔渣的再利用亦是环境工作者不可回避的问题，这样也 增大了处理的难度。

药剂稳定化是利用化学药剂通过化学反应使有毒有害物质转变为低溶解性，低迁移性 以及低毒性物质的过程。用药剂稳定化来处理危险废物，根据废物中所含有的重金属种类 可以采用的稳定化药剂有：石膏，漂白粉，磷酸盐，硫化物和高分子有机稳定剂等。通过 药剂稳定化之后的飞灰仍然未得到资源化利用。