[发明专利]一种灰渣熔融复合助熔剂及熔融处理灰渣的方法

说明书

本发明提供了一种灰渣熔融复合助熔剂，以重量份计，包括：10‑30份含硅铝酸盐的矿物原料、1‑10份硼酸和1‑10份水洗飞灰。含硅铝酸盐的矿物原料、硼酸和水洗飞灰的结合有助于灰渣熔融后形成完整的网络结构，有利于重金属及金属阳离子键接在网络结构中，降低灰渣的熔融处理温度，有利于重金属迁移到网络结构，降低熔融成本。本发明还提供一种熔融处理灰渣的方法包括：(1)提供灰渣样品和灰渣熔融复合助熔剂；(2)将灰渣样品与灰渣熔融复合助熔剂混合制成混料；(3)投入等离子体熔融炉进行熔融处理；(4)待完全熔融后，冷却，得到玻璃态熔渣。该方法有效地降低灰渣处理的成本，提高熔融固化重金属的固化率，降低重金属的浸出毒性，保护环境，变废为宝。

技术领域

本发明涉及废物处理技术领域，尤其涉及一种灰渣熔融复合助熔剂及熔融处理灰渣的方法。

背景技术

焚烧灰渣是焚烧法处理固体废物的燃烧产物，由于给环境带来的严重污染例如重金属污染、二噁英污染和溶解盐污染，被列为“危险废物”，必须妥善处置，否则会造成环境污染等问题，并对城市可持续发展产生深远影响。

我国对于焚烧灰渣的稳定化处理方法主要有水泥固化、沥青固化、熔融固化、化学药剂固化稳定化等。其中，熔融固化处理主要是将灰渣或混入适量助熔剂的灰渣，在适当温度下进行熔融处理，灰渣中的有机成分被气化，无机成分熔融，将重金属等有害物质固定在玻璃体内实现稳定化，使得玻璃体中的重金属浸出率极低。然而，焚烧灰渣玻璃化温度高，消耗大量的能量，使得操作成本居高不下，熔融固化技术的关键是形成化学性质稳定的玻璃体，如何降低熔融处理温度，提高重金属固化率是该技术的难点。

因此，急需发明一种灰渣熔融复合助熔剂及熔融处理灰渣的方法，降低焚烧灰渣熔融处理温度，使得灰渣熔融形成稳定的玻璃体，提高重金属固化率，为无害化焚烧灰渣及焚烧灰渣资源化提供途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灰渣熔融复合助熔剂和熔融处理灰渣的方法，以解决现有处理方法难以高效、无害化和资源化处理灰渣的问题，有效地降低灰渣处理的成本，提高熔融固化重金属的固化率，降低重金属的浸出毒性，有助于灰渣熔融形成稳定的玻璃体，保护环境，变废为宝。

为实现上述目的，本发明提供了一种灰渣熔融复合助熔剂，以重量份计，包括10-30份含硅铝酸盐的矿物原料、1-10份硼酸和1-10份水洗飞灰。

本发明灰渣熔融复合助熔剂中的硅铝酸盐中含有大量的氧化硅与氧化铝，氧化硅与灰渣熔融形成主体结构为由[SiO₄]四面体构成的网络结构，重金属及其他金属阳离子键接在网络结构中，使得玻璃体中重金属浸出率极低。氧化铝在玻璃体的形成过程中结合游离的氧形成[AlO₄]四面体结构连接层状网络，起到补网的作用，与加入的SiO₂发生协同作用形成完整的网络结构。硼酸的加入可以降低灰渣的熔点，进而降低熔融处理温度，有利于重金属迁移到玻璃体网络中，降低熔融成本，提高熔融处理的效率。水洗飞灰是指经过水洗处理的飞灰，水洗飞灰中重金属富集，CaO和SiO₂的含量高，水洗飞灰的加入增加灰渣熔融复合助熔剂的钙硅比，与硼酸和含硅铝酸盐的矿物原料协同处理灰渣，保证较低的熔融体系的熔点，使灰渣更易于稳定化，且在处理灰渣的同时协同处理焚烧飞灰，实现灰渣的资源化和无害化处理。

具体地，所述含硅铝酸盐的矿物原料选自黏土、长石粉中的一种或两种。黏土和长石粉是常见的含铝硅酸盐的矿物，其主要成份为SiO₂和Al₂O₃，来源广泛。

具体地，所述黏土选自高岭土、膨润土和活性白土中的一种或多种。

较佳地，所述灰渣熔融复合助熔剂还包括碳酸盐。碳酸盐可以提供游离氧，并为整个熔融体系提供充足的阳离子。