[发明专利]利用垃圾焚烧飞灰高温协同固化稳定脱硫石膏中砷的方法

说明书

本发明公开了一种利用垃圾焚烧飞灰高温协同固化稳定脱硫石膏中砷的方法，包括如下步骤：将垃圾焚烧飞灰按照固液比1：(2～6)进行逆流二次漂洗，各段漂洗时间为10～15min，得到湿飞灰；再按照湿飞灰干基质量占脱硫石膏的质量比为5～12wt.％的比例，将湿飞灰加入脱硫石膏中，并充分搅拌，然后养护至少3h，得到掺杂飞灰的脱硫石膏混合湿料；再将脱硫石膏混合湿料置于石膏产品模具内，在600～800℃下，进行高温煅烧30～60min，得到煅烧石膏材料产品。本发明利用飞灰水泥基组分水化过程固化稳定包裹石膏中的游离砷，固化稳定脱硫石膏中砷，制备低毒性的脱硫石膏，保障石膏衍生建材产品的安全，减少环境污染。

技术领域

本发明涉及一种脱硫石膏的制备方法，特别是涉及一种固化稳定脱硫石膏中砷的方法，应用于气体排放控制环境工程技术领域，并应用于废弃物资源化和有毒物质减量化技术领域。

背景技术

脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙CaSO₄·2H₂O，含量≥93％。脱硫石膏是FGD过程的副产品，FGD过程是一项采用石灰-石灰石回收燃煤或油的烟气中的二氧化硫的技术。该技术是把石灰-石灰石磨碎制成浆液，使经过除尘后的含SO₂的烟气通过浆液洗涤器而除去SO₂。石灰浆液与SO₂反应生成硫酸钙及亚硫酸钙，亚硫酸钙经氧化转化成硫酸钙，得到工业副产石膏，称为脱硫石膏，广泛用于建材等行业。其加工利用的意义非常重大。它不仅有力地促进了国家环保循环经济的进一步发展，而且还大大降低了矿石膏的开采量，保护了资源。

然而，在烟气脱硫过程中，烟气中大量的汞、砷等污染物同样会被吸附在石膏中。在脱硫石膏制备石膏板等过程中，汞等挥发性污染物易随着石膏煅烧过程挥发至烟气中。而砷等不具备挥发性质的污染物则大量富集在石膏中，从而给石膏衍生建材产品的安全使用带来潜在风险。

我国生活垃圾的产量以每年8％-10％的速度快速增长。我国垃圾处理的方式主要有卫生填埋、高温堆肥和焚烧等。其中，焚烧处理由于减量化效果好和资源利用率高等优势已成为垃圾处理的主流工艺之一。但是，生活垃圾焚烧后会产生相当于原垃圾质量3％-8％的焚烧飞灰，其中含有大量氧化钙，碱性较强。其部分性质与水泥类似，在水化过程中，易形成硅酸三钙、羟基磷灰石等矿物相。

目前飞灰处理处置主要技术包括水洗、酸洗、固化稳定化、螯合、高温烧结、高温熔融等。其中，水洗酸洗不光产生大量重金属废水，洗后的飞灰仍然需要进一步处置；固化稳定化使用大量水泥、沥青等材料，增加填埋场库容消耗；螯合稳定的费用较高，且长期稳定性值得商榷；高温烧结时需要额外添加胶粘性物质才能造粒，且烧结颗粒无相关标准，能否应用存在问题；高温熔融产品重金属稳定效果较好，但飞灰热值较低，耗能较大。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种利用垃圾焚烧飞灰高温协同固化稳定脱硫石膏中砷的方法，将脱硫石膏加入一定量的垃圾焚烧飞灰，利用飞灰高碱性中和脱硫石膏，再通过高温加热煅烧，使得飞灰中的钙基矿物相与石膏中砷化合物发生反应，使3价剧毒砷转化为5价低毒砷，形成较为稳定的砷酸盐矿物相，并利用飞灰水泥基组分水化过程固化稳定包裹石膏中的游离砷，固化稳定脱硫石膏中砷，制备低毒性的脱硫石膏产品，保障石膏衍生建材产品的安全，减少环境污染。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用垃圾焚烧飞灰高温协同固化稳定脱硫石膏中砷的方法，包括如下步骤：

a.将垃圾焚烧飞灰按照固液比1：(2～6)的比例进行逆流二次漂洗，各段漂洗时间为10～15min，得到湿飞灰；优选控制湿飞灰的含水率为50～80wt.％；