生活垃圾焚烧炉渣制作土建工程结构层的方法

摘要

生活垃圾焚烧炉渣制作土建工程结构层的方法，涉及生活垃圾焚烧炉渣的综合利用技术。先以磁选方式分离其中的黑色金属；然后以孔径为19mm的方孔筛作粒径分选，小于19mm粒径的筛下物即可作为集料用于市政道路的路基层或替代土源作为生活垃圾填埋场覆盖材料；最后将筛下物摊铺制作成市政道路路基层或生活垃圾填埋场覆盖结构层，其单层摊铺压实厚度为0.2m～0.3m，并在摊铺时洒水，洒水量为2～6L/m2，然后再进行压实。本发明具有工艺简单合理、投资和运行费用低廉，以及能使焚烧炉渣回收率高达75％以上，同时可回收黑色金属的高效综合利用的优点，用该炉渣完成的土建结构层工程质量好，完全符合有关标准。

说明书

                            技术领域

本发明涉及用生活垃圾焚烧炉渣制作土建工程结构层的工艺处理方法，属于生活垃圾焚烧炉渣的综合利用技术领域。

                            背景技术

生活垃圾焚烧炉渣是生活垃圾处理过程中产生的二次废弃物，专指由生活垃圾焚烧炉的炉排末端排出的焚烧残余物，其产生量约为焚烧处理的生活垃圾量的10％~20％，其组成以无机矿物组分为主，其特点为颗粒硬度较大。目前，生活垃圾焚烧炉渣的主要处置方法是与城市生活垃圾混合或单独进行填埋。但填埋处置需占用土地空间。现有技术中有将其加工制成商品化建筑材料和作为其他土建材料的替代物的报道：参见卢建敏发表于“粉煤灰”杂志1999年第6期第12～14页的“城市垃圾焚烧灰在土木工程中的资源化综合利用”公开的日本小野田公司以焚烧灰、铝末废料、脱水污泥和石膏生产“生态”水泥的方法：焚烧灰和铝末废料先在回转窑中焙烧，焙烧后的固体物作为熟料在磨碎机中与石膏共磨制成“生态”水泥，成品可达到波特兰水泥的质量水平。上述文献还公开了美国灰再循环利用公司开发的利用气体分选机对城市垃圾焚烧灰进行黑色、有色金属分选，分选获得的产物可作为集料用于混凝土或用作建筑工程回填土及公用事业水电煤管道填埋用集料。这种气体分选机是按照垃圾焚烧灰比重进行分级的，因此费、效比较差。另外发表于“国外金属矿选矿”杂志1999年第10期第43～46页的由H.D.兹布尔斯基著，孟运生译的“废弃物焚烧炉炉渣的处理与利用”一文公开了德国MVB Borogstraβe废弃物处理厂的焚烧炉渣的处理利用工艺：焚烧炉排出的炉渣先以固定筛分离出粒度大于300mm的物料，粒度小于300mm的物料则先经冲击破碎机选择性破碎后，再由磁选机和有色金属分选机分离出金属。按上述方法处理后的焚烧炉渣与8％～10％的水泥混合可生产一种名为MV-mix的材料，可用作载重量很大的路基材料；这种炉渣还可以生产一种适于作排水管的低质混凝土。上述对生活垃圾焚烧炉渣进行利用的处理方法主要存在的问题是工艺复杂，投资大，不利于推广应用。

                            发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单，成本低廉的生活垃圾焚烧炉渣作为土建工程材料制作土建结构层的方法，用这种方法处理制作的市政道路路基和生活垃圾填埋场中间覆盖等土建结构层，完全符合国家有关标准要求。

为了达到上述目的，本发明根据长期对焚烧炉渣的研究发现：焚烧炉渣中对其作为土建工程材料利用影响较大的金属和塑料/橡胶类杂物主要分布在粒径较大的组份中，其中：有色金属和塑料/橡胶的75％以上分布于粒径大于26mm的炉渣中，而此部分炉渣的量仅占炉渣总量不到25％；同时从炉渣中分离粒径大于19mm的部分尚可使炉渣的级配指数由0.38提高至大于0.4，使其作为土建工程材料用于路基等用途时的结构特性得到改善；另一方面，对炉渣按19mm粒径筛分还可以筛除炉渣中含重金属最集中的废电池残体，使炉渣作土建工程材料利用时的环境安全性得到改善。

本发明的具体步骤如下：第一步，生活垃圾焚烧炉渣以磁选方式分离其中的黑色金属；第二步，分离黑色金属后的余渣，以孔径为19mm的方孔筛作粒径分选，小于19mm粒径的筛下物即可作为用于市政道路的路基层或替代土源作为生活垃圾填埋场覆盖材料；第三步，经上述两步分选后得到的生活垃圾焚烧炉渣筛下物，进行市政道路路基层或生活垃圾填埋场覆盖摊铺，其单层摊铺压实厚度为0.2m～0.3m，并在摊铺时洒水，洒水量为2～6L/m²，然后再进行压实，以改善上述成型的土建结构层的固结效果和固结稳定性，使其达到土建构筑层的有关标准。

本发明具有如下的突出效果：

1.由于本发明的生活垃圾焚烧炉渣只需要通过磁选和筛选，就能满足土建工程(道路路基层和填埋场覆盖)结构层要求的有关标准，因此本方法与现有的气流分选，将比重较轻的炉渣去除后作同类利用的技术相比，具有工艺简单合理(筛选和磁选比气流分选技术更成熟、设备更简单)、投资和运行费用低廉，以及能使焚烧炉渣综合利用的优点。

2.由于本发明研究确定了作为土建工程材料利用的炉渣的合理的筛选粒径大小，因此生活垃圾焚烧炉渣的回收率较高，可达75％以上。同时通过磁选可回收黑色金属。

3.由于本发明的方法还采用了恰到好处的摊铺压实厚度和洒水量，因此使土建工程材料在水化固结效应作用下达到预想的要求，并进一步提高了土建结构层的工程质量。

                           附图说明

图1为本发明的工艺流程图

                         具体实施方式

请参阅附图。本发明的生活垃圾焚烧炉渣先经磁选分离黑色金属，黑色金属可供进一步的回收利用。剩余的焚烧炉渣再经振动筛作粒径分选，筛上物可填埋或作进一步的分选回收。筛下物即可作为应用于市政道路路基和填埋场覆盖层材料，应用时均应先摊铺并洒水，然后再予以压实，最后形成稳定的土建结构层。

本发明第一个步的磁选设备可选择磁选滚筒，安装于倾斜的皮带输送机的上端滚筒位置(替代原有滚筒)，原状生活垃圾焚烧炉渣均匀给料于该皮带输送机的下端，在为皮带携带至上端出口时，非磁性的炉渣于上端正常输出；磁性的黑色金属则受磁场力作用附着于皮带上，至离开滚筒后才会掉落，由此而得到分离。分离了磁性的黑色金属后，皮带输送机上端输出的炉渣掉落至安装于皮带输送机上端下方的振动筛筛面上，大于筛面孔径的炉渣为筛上物，小于筛面孔径的筛下物于振动筛下收集后作市政道路路基材料利用时，选用带前铲的履带式推土机摊铺，单层摊铺厚度不大于0.2m，摊铺的同时，可对摊铺层进行洒水，洒水量2～5L/m²；摊铺完成后，应自然养护24h，再以钢轮压路机压实。作生活垃圾填埋场覆盖材料利用时，单层摊铺厚度不大于0.3m，以带前铲的履带式推土机进行摊铺，同时按每平方米3～6L的水量进行洒水；摊铺洒水完毕后，可即时进行压实，压实同样由履带式推土机完成，压实需进行两遍，每遍均应保证履带辙相互覆盖率＞20％。上述皮带输送机带面速度应为0.05～0.15m/s，带面倾角不能大于25°，带面宽度按带上物料厚度0.05m和带面速度及处理量计算确定，但不大于1.0m(计算值超过1.0m者，应选用多台皮带输送机)；磁选滚筒宽度与皮带输送机带面宽度相等，直径不小于0.4m。振动筛筛面向筛上物出口端倾斜3～6°安装；筛面宽度1.0～1.5m，筛面长宽比2∶1；筛面振动方式为圆周型，振动频率3～5Hz，振动幅度0.1～0.2m，筛面孔形为方形，孔径19mm。