[发明专利]一种碳酸化城市垃圾焚烧灰制备建筑材料制品的方法

说明书

技术领域

本发明属于危险废弃物固化处理及建筑材料技术领域，特别涉及一种碳酸化城市垃圾焚烧灰制备建筑材料制品的方法。

背景技术

随着城市化进程的发展和人类物质生活水平的提高，城市生活垃圾的数量也急剧增加。城市生活垃圾已经成为亟待解决的问题，目前，城市生活垃圾的处理方法主要有卫生填埋法，生物处理法，焚烧法等。焚烧法以其独特的优势，如焚烧占地面积小，焚烧之后的体积可以减少高达90％，同时还可以消毒，分解一些有机物得到了迅速的发展。然而垃圾在焚烧的过程中会产生两类固体残留物：底灰和飞灰，尾气中含有大量的CO₂(体积分数约为12％)。底灰中包含矿渣，金属，玻璃体和一些不可燃烧的有机物等，通常情况是自然风化几周之后填埋或者作为建筑材料继续使用。飞灰中含有大量的石灰，重金属(镉、铅、锌等)，二噁英、可溶性盐，氯离子等，直接进行填埋有害成分溶出后会对土壤、环境、人类健康造成严重的危害。

专利CN201110032473.6提出了利用矿渣微粉，硅酸钠，氟硅酸钠等作为固化剂固结重金属，再将垃圾焚烧灰顾洁提磨成粉，添加到沥青混合料中二次固结重金属周期27-29天。专利CN201310049944.3将垃圾焚烧飞灰与含有轻烧氧化镁的垃圾焚烧飞灰固化剂和水混合，然后将液固混合物进行固化，固化周期为为3-7天。专利CN200910103371.1涉及的垃圾焚烧灰冶金烧结处理稳固剂处理周期为3-7天。上述专利涉及的方法将所得固化体进行填埋，不能实现垃圾焚烧灰的资源化利用，并且处理工艺复杂处理周期较长。专利CN201210062261.7将质量百分比为85％-98％的垃圾焚烧灰和2-15％的偏高岭土均匀混合，加入固体添加量为物料总重量1％-10％、水灰比为0.2-0.45的碱溶液，持续搅拌、成型，微波辐照1-5分钟，然后自然养护2-3天后洒水养护3-5天至成品。专利CN201310018538.0提供一种利用城市生活垃圾焚烧灰渣制造的复合轻质砖的制备方法，向城市生活垃圾焚烧底灰内添加水泥、膨胀珍珠岩、添加剂及填料混合均匀，该混合物的质量百分比为：城市生活垃圾焚烧底灰60-80％、水泥5-10％、膨胀珍珠岩5-10％、添加剂2.1-5％、填料2-20％。将述混合物加水搅拌均匀，加入至砌块成型系统，再经蒸汽湿热养护系统、板块分离和成品码垛系统制成成品复合轻质砖。制备工艺复杂。

底灰和飞灰的高碱性赋予它们良好的碳酸化性能，碳酸化处理粉尘能够改善其物理，化学等特性，尤其是可以提高其中重金属的稳定性，减少溶出。采用碳酸化技术处理垃圾焚烧灰一方面可以减少Pb，Cr，Cd等重金属的溶出，有利于垃圾焚烧灰的二次利用；另一方面可以固定CO₂缓解其造成的温室效应，同时还可制备出符合行业标准的建材制品。因此本发明提出了一种操作简单，经济，环保，有效的城市垃圾焚烧灰处理技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种碳酸化城市垃圾焚烧灰制备建筑材料制品的方法。

本发明提供了一种碳酸化城市垃圾焚烧灰制备建筑材料制品的方法，具体技术方案如下：

将城市垃圾焚烧灰与水搅拌均匀，压制成大小和形状可控的建筑材料预制坯体，然后对其进行碳酸化处理，即得到建筑材料制品。

所述的城市垃圾焚烧灰为底渣和/或飞灰。

所述的水占城市垃圾焚烧灰质量的3％-30％。

所述的压制成型压力为2-30MPa。

碳酸化的处理条件：气体压力大于1bar，CO₂在反应体系中的浓度不小于15％，碳酸化处理温度为15-150℃下处理不小于0.5小时。

所述的钢渣的质量占城市垃圾焚烧灰与钢渣总质量的5％-90％。

所述的碳酸化处理过程中用的CO₂来源于工业尾气。

本发明的有益效果是：通过形成碳酸钙晶体包裹在垃圾焚烧灰颗粒表面，并填充孔隙使碳酸化处理后的产物更加致密，本发明能够降低城市垃圾焚烧灰中Pb，Cr，Cd，Cu，Ni等重金属的溶出，减少对环境的污染，利用工业废弃物钢渣，吸收CO₂，缓解温室效应，同时可以制备出符合行业标准的建材制品，一举多得。本发明应用的工艺流程简单，成本低，能同时利用城市垃圾焚烧灰，钢渣，温室气体CO₂，环保。

具体实施方式

下面将通过技术方案进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例1