[发明专利]一种垃圾焚烧飞灰固化剂、制备方法及飞灰处置方法

说明书

本发明涉及一种垃圾焚烧飞灰固化剂及其制备方法，制备时先在反应釜中加入水，再边搅拌边加入氢氧化钠和多胺溶液，控制温度为8‑12℃，向反应釜中滴加二硫化碳，滴加过程中控制反应釜内温度不超过30℃，滴加完毕后，继续反应1‑2h，静置，过滤掉不溶残渣，获得重金属稳定剂；再将获得的重金属稳定剂与飞灰激发剂按照质量比1:5‑10的条件混合，获得飞灰固化剂。本发明解决了垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化的问题；采用自胶凝的方法，以垃圾焚烧飞灰为主要原料，充分利用了飞灰中的有效成分降低增容比，节省填埋空间。

技术领域

本发明涉及一种垃圾焚烧飞灰固化剂、制备方法及飞灰处置方法，是一种对垃圾焚烧飞灰无害化与潜在资源化的新技术，属于环境化学领域。

背景技术

至2015年为止国家统计局数据显示国内年生活垃圾量为1.9亿吨，并以每年8%-10%速度增长，因此中国面临严峻的填埋土地紧缺问题。至2015止中国共有垃圾焚烧发电厂220家，相对2014年增加40家，因此垃圾焚烧飞灰也将逐年增加。垃圾焚烧能最大限度地实现废物资源化、减量化、无害化，并且达到减少占用土地资源和回收利用热能的目的，但垃圾焚烧会产生大量飞灰，飞灰因其重金属的高浸出毒性以及附着二噁英等高毒性当量而属于危险废弃，且高温焚烧改变了重金属形态，使其转化为更易迁移的形式，如果不处理进行填埋或利用将对环境产生重大危害。垃圾焚烧飞灰目前被世界多个国家定义为危险固体废弃物，因此如何处置垃圾焚烧飞灰也变成全世界关注的问题。

目前，国内外对垃圾焚烧飞灰的处置主要采取以下三种方法：1、飞灰熔融技术；2、药剂稳定化技术；3、水泥固化/稳定化技术。以上三种技术中飞灰熔融技术主要应用在日本，因其经济效果不佳没有得到广泛推广。目前国内主要采用的主要为水泥固化/稳定化技术和药剂稳定化技术合用的方法，此技术处理飞灰中重金属效果较佳，但带来较大增容的问题，而且最终获得的固化体依旧要填埋到危废填埋场，填埋成本较高。鉴于以上问题目前大量研究者正在努力研发一种无需添加水泥的固化药剂。目前已有研究者通过添加氢氧化钠、磷酸盐、EDTA等药剂制作成不同的固化药剂，但此种药剂具有两个缺点：1、固化后样品强度欠佳；2、重金属固化率受到一定限制。基于以上问题本发明者研发一种既可满足成型要求，同时对重金属具有较高固化效率的固化药剂。

发明内容

鉴于以上特点，本发明的目的是提供一种垃圾焚烧飞灰固化剂、制备方法及飞灰处置方法，在获得固化强度高的固化块的同时，提高重金属固化效率。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种垃圾焚烧飞灰固化剂，其特征在于，包括重金属稳定剂和飞灰激发剂，所述重金属稳定剂和飞灰激发剂的质量比为1:5-10，所述重金属稳定剂的结构简式为：

其中，R为烷基，n为正整数。

本发明中，重金属稳定剂为一类有机化合物，该类有机化合物具有多胺结构。该种具有多胺结构的化合物可以更有效的固化不同种类的重金属，同时合成的重金属稳定剂还可以提高固化体系的强度，降低固化体的孔隙率，提高固化效果。

优选地，R为甲基、乙基、丙基中的一种。

所述重金属稳定剂与飞灰激发剂的质量比为1:8。

如上所述的垃圾焚烧飞灰固化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）先在反应釜中加入水，再边搅拌边加入氢氧化钠和多胺溶液，控制温度为8-12℃，向反应釜中滴加二硫化碳，滴加过程中控制反应釜内温度不超过30℃，滴加完毕后，继续反应1-2h，静置，过滤掉不溶残渣，获得重金属稳定剂；

其中，水、氢氧化钠和多胺溶液的质量比为1-4:4.5-7:6-9；

（2）将步骤（1）中获得的重金属稳定剂与飞灰激发剂按照质量比1:5-10的条件混合，获得飞灰固化剂。

优选地，所述氢氧化钠为工业级片状碱。