[发明专利]用生活垃圾焚烧炉渣制备的混凝土码头砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料、固体废弃物资源化综合利用领域，具体是指资源化利用城市生活垃圾焚烧炉渣制备混凝土码头砖及其制备方法。

背景技术

我国大多数城市生活垃圾的处理主要以寻找合适地点加以填埋，资源化利用率极低。由于城市可用填埋场地越来越少和填埋成本愈来愈高，城市生活垃圾焚烧发电厂已在我国城市推广应用。随着城市生活垃圾焚烧量的增加，将产生大量生活垃圾焚烧炉渣。焚烧炉渣是城市生活垃圾焚烧发电厂一的副产品，生活垃圾焚烧炉渣一般包括炉排上残留的焚烧残渣和从炉排间掉落的细灰，主要由碱金属及碱土金属构成，在焚烧过程中会集微量的Cd、Hg、Pd、As、Cr、Se、Zn等重金属和氯离子。如不加以处理，上述重金属在酸性条件下如酸雨，溶出速度较快且溶出量较大，往往会超出我国重金属浸出毒性GB5085.3-1996的标准，对生态环境造成危害。随着城市生活垃圾焚烧发电厂建设速度的加快，焚烧炉渣固体废弃物产生量越来越多。

如何变废为宝，化废物为资源，拓宽城市生活垃圾焚烧炉渣的资源化高效利用途径，已成为城市发展和环保关注的热点问题。

目前国际上城市生活垃圾焚烧炉渣的资源化利用途径主要有：①石油沥青路面的替代骨料；②水泥或混凝土的替代骨料；③填埋场覆盖材料；④路堤、路基等的填充材料等。如果考虑其利用位置，主要是被用作陆地水泥基及沥青基工程(如道路、停车场等)和海洋建筑工程(如人工暗礁、护岸等)。由于焚烧炉渣要经过预处理导致成本升高，质量下降，因此未大量推广应用。

截止目前国内已有四篇关于利用城市生活垃圾焚烧炉渣的专利：

专利申请号为200410066443.7的中国专利公开了一种生活垃圾焚烧炉渣集料的生产工艺，该方法尤指将该炉渣经再生处理为建筑用集料的生产工艺，包括如下步骤：进料、磁选去铁、筛分、风选、破碎、消解、涡电流分选等，生产过程复杂，可操作性差，不利于实现产业化。

申请号为200410016076.X的中国发明专利公开了一种生活垃圾焚烧炉渣制作土建工程结构层的方法。该方法先以磁选方式分离黑色金属，然后作粒径分选，小于19mm粒径的筛下物即可作为集料用于市政道路的路基层或替代土源作为生活垃圾填埋场覆盖材料；最后将筛下物摊铺制作成市政道路路基层或生活垃圾填埋场覆盖结构层，洒水后进行压实。炉渣回收率较高，但是其中的重金属会给地表水、地下水及周边的环境带来隐患，极有可能造成二次污染。

申请号为200510120665.7的中国发明专利公开了一种利用生活垃圾焚烧炉渣生产砌筑水泥的方法。应用该方法生产的砌筑水泥的物理性能均可达到砌筑水泥GB/T3183-2003标准，但是生活垃圾焚烧炉渣的用量不高，约为15％。

申请号为200810199156.1的中国发明专利公开了一种利用生活垃圾焚烧炉渣生产硅酸盐水泥熟料的方法。该方法在现有新型干法水泥窑炉的基础上对其进行改进，用炉渣替代部分粘土和石灰石来生产硅酸盐水泥熟料，但是焚烧炉渣带入生料中的有害组分(碱、氯等)经过处理后无法避免的仍然会对熟料煅烧过程造成一定的影响。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足，提供一种环保、方便、实用的城市生活垃圾焚烧炉渣制备混凝土码头砖的工艺，是将城市生活垃圾焚烧炉渣作为矿物添加料，经球磨筛分后与水泥、碎石、河砂和外加剂的水溶液混合搅拌均匀后制成的，该工艺可以高效处理城市生活垃圾焚烧炉渣，制备的混凝土码头砖的强度满足《混凝土普通砖和装饰砖》(NY/T671-2003)标准强度等级MU15技术要求。城市生活垃圾焚烧炉渣利用率可达40％，利用焚烧炉渣制混凝土码头体砖，吃渣量较大，工艺简单，产品成本低。混凝土码头砖重金属浸出量不超标，且对环境的安全性研究合格。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

用生活垃圾焚烧炉渣制备的混凝土码头砖及其制备方法，包括如下步骤：

(1)以质量百分比计，底层原料按如下配比混合，加水搅拌；

生活垃圾焚烧炉渣    16.1％～40.9％

水泥                12.9％～18.1％

碎石                12.5％～30.9％

粗砂            28.1％～43.9％

外加剂(固体)    2.5％～5.9％

其中所述外加剂配成水溶液后再与原料中的其他组分混合，以质量百分比计，底层原料含水量为8％～12％；

(2)以质量百分比计，面层原料按如下配比混合，加水搅拌；