[发明专利]一种利用垃圾焚烧飞灰低温烧结多孔陶瓷的方法

说明书

本发明公开了一种利用垃圾焚烧飞灰低温烧结多孔陶瓷的方法，以水泥和垃圾焚烧飞灰为原料，同时加入陶瓷废料、四硼酸钠、玻璃钢废材进行固化，之后通过低温烧结的方法制得多孔陶瓷材料，所制得的多孔陶瓷孔隙率高达80%，表观密度只有0.736g/cm^‑3，抗压强度可达11.9MPa。本发明的方法不仅解决了垃圾焚烧飞灰的环境污染问题，同时将垃圾焚烧飞灰有效利用制成多孔陶瓷体，具有浸出毒性低的特点，实现了重金属固化的同时创造了经济价值。

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧飞灰无害化处理技术和垃圾固化处理技术领域，尤其是一种利用垃圾焚烧飞灰低温烧结多孔陶瓷的方法。

背景技术

2015年我国246个大、中城市生活垃圾年产生量已到达为1.85亿吨，每年还以8％左右的速度继续递增，垃圾处理已经是一个十分艰巨的任务。生活垃圾焚烧技术因其处理速度快、减容减重明显、热能可利用等优点，目前已在世界上被广泛地应用。然而垃圾经焚烧后烟气净化装置中收集到的飞灰中含有大量有毒重金属(例如：Hg、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn等)以及高毒性有机物(二噁英等)，已被国家列入危险废弃物名录(HW18)，为避免其对大气、土壤及地下水造成二次污染必须在安全填埋或利用前进行无害化处理。

通常飞灰处理主要有填埋法、烧结法和资源化回收利用。填埋法是将垃圾填埋在废坑中，飞灰作为危险废弃物，在填埋前需对垃圾焚烧进行预处理才能安全填埋，比如水泥固化、化学剂螯合等。烧结法是用高温的方法将飞灰进行烧结进行无害化。资源化回收利用是将废弃物作为材料进行加工成产品，实现废弃物资源化。垃圾焚烧飞灰处理的过程中，水泥固化、化学药剂固化、水热固化等无害化的方式普遍存在长期稳定性差、处理过程中产生废水，增加处理成本，重金属浸出易超标等，而烧结和玻璃熔融固化等也存在能耗大，产生二次污染的情况，处理成本较高，所以应该探索一个既能使垃圾焚烧飞灰无害化，又能实现垃圾焚烧飞灰资源化的新方法。

多孔陶瓷是一种气孔率高达70％～90％，体积密度只有0.3～0.6g/cm³，具有三维立体网络骨架和相互贯通气孔结构的多孔陶瓷制品，可以大量应用于城市街道、路面的铺设，实现雨水渗透、地下水补充的目的，特别符合目前“海绵城市”的建设理念。随着各种新型多孔陶瓷材料日益受到人们的青睐，如何简化生产工艺、降低成本、提高效益，不断发明新的技术和工艺来制备功能强大、性能优异的环保泡沫陶瓷材料正成为当今材料科技工作者研究的课题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种重金属浸出毒性低、技术简单、成本低且可实现垃圾焚烧飞灰资源化利用的利用垃圾焚烧飞灰低温烧结多孔陶瓷的方法。

为了实现上述的技术目的，本发明采用的技术方案为：

一种利用垃圾焚烧飞灰低温烧结多孔陶瓷的方法，以垃圾焚烧飞灰和水泥为原料，再加入陶瓷废料、四硼酸钠、玻璃钢废材进行混合固化后，通过烧结制得多孔陶瓷材料。

进一步，其包括如下具体步骤：

(1)原料称取及预处理：称取垃圾焚烧飞灰、水泥、陶瓷废料、四硼酸钠和玻璃钢废材，其中，陶瓷废料和玻璃钢废材分别进行研磨成粉；

(2)发泡：将发泡剂加入至水中搅拌均匀后，倒入发泡机中进行发泡处理，待泡沫均匀稳定后，对泡沫进行收集；

(3)制浆固化：将步骤(1)称取的水泥、垃圾焚烧飞灰、陶瓷废料、四硼酸钠和玻璃钢按质量份为40～45：16～20：24～30：5～8：4～6的比例进行混合，然后将混合体系加入到球磨机中球磨并加水均匀搅拌成糊状，再加入步骤(2)制得的泡沫并用搅拌机进行搅拌处理2～10min，然后将搅拌均匀的混合体系倒入模具中挤压填实，再将其置于空气中养护1～3天后脱模，制得固化体；