生活垃圾焚烧炉渣泥陶粒的制备及性能研究

摘要

【目的】城市生活垃圾焚烧后产生较多的炉渣泥废弃物,尝试通过将炉渣泥烧制成陶粒,起到合理处置炉渣泥的作用。【方法】根据粒径大小从炉渣中分离出的炉渣泥,与粉煤灰、石英粉和高岭土按照质量比3∶3∶3∶1的配比制作成球形颗粒,放入马弗炉中烧结。按照GB/T 17342.1测试陶粒性能,并对陶粒微观形态、晶体结构和重金属浸出等进行测定。【结果】炉渣泥中有2种重金属超标,分别为镉和锌。生活垃圾焚烧炉渣泥陶粒在烧制温度为1175℃时,所得陶粒堆积密度和抗压强度有较大增长,1 h吸水率下降。烧结时间在10~15 min时,陶粒1 h吸水率变化幅度最大。预热温度过高,预热时间过长,不利于陶粒产生良好膨胀效果。在最佳烧制工艺条件下,所制得的陶粒堆积密度为783kg·m^(-3),抗压强度为7.9 MPa,1 h吸水率为9.8%,符合轻集料GB/T 17431.1的国家标准。最佳工艺烧制的陶粒重金属镉和锌的浸出质量浓度分别为0.0065和0.5117 mg·L^(-1),远低于炉渣泥本身镉和锌的浸出质量浓度。通过生活垃圾焚烧炉渣泥制作陶粒,实验室中制作陶粒的成本为28.0元·m^(-3),根据市场陶粒价格,每立方米的陶粒可获取102.0元利润。【结论】最佳烧制工艺的烧结温度为1175℃,烧结时间为15 min,预热温度为400℃,预热时间为20 min。陶粒的性质和重金属浸出含量符合国家标准。