一种用垃圾焚烧飞灰制造的轻质环保砖及其制造方法

摘要

本发明涉及一种用垃圾焚烧飞灰制造的轻质环保砖及其制造方法，其特征在于它采用垃圾飞灰、粉煤灰、河沙、氧化钙、硫酸钙、水泥、碳酸钠、氯化钙、硫酸亚铁、硫酸镁、Li高分子重金属捕捉剂、和水等为原料，经混合搅拌后用机械振动挤压成型，在25～30MPa的压力下制成轻质环保砖，再用蒸压釜进行蒸汽养护，先升温加热2～3小时，在95～100度再恒温5～8小时，然后自然降温1～2小时，制成轻质环保砖产品，用本发明原料还可制成不同规格的空心砌块和人行道路砖，该产品具有重量轻，強度高，无污染，成本低，效益好的优点及效果。

说明书

技术领域

本发明涉及一种垃圾飞灰轻质环保砖，具体地说它是以生活垃圾在焚烧发电过程中，通过烟气除尘器收集下来的飞灰与烟气处理系统收集的残余物后排放的垃圾飞灰制造的一种轻质环保砖。

本发明还涉及该轻质环保砖的制造方法。

背景技术

生活垃圾焚烧飞灰属于国家规定的危险废物之一，代码为：802-002-18。其重金属元素含量较高。随着我国经济的高速发展和城市人口的不断增加，生活垃圾的产生量日益增多。全国有2/3的城市被垃圾所包围，每年以8％的速度递增，各级政府及有关部门都在积极寻找有效的处理技术，对生活垃圾进行处理。目前我國的生活垃圾采用焚烧方法取得较好效果，而且发展速度较块，规模越来越大，但垃圾焚烧飞灰的产生量也逐年累积增多，当前对生活垃圾焚烧飞灰的处理方式，主要是采用填埋方法进行处理，以减少对环境的污染。由于垃圾飞灰中含有一定量的有害物质，特别是重金属，若未经处理直接填埋，将会污染土壤和地下水资源，容易产生二次污染，对环境造成危害。长期填埋需要占用大量的土地资源，环境保护已经成为每个人生活中必不可少的一部分，也是推动社会发展的基础，成为当前人们最关注的主要任务。

发明内容

本发明的目的正是为了解决上述存在的问题，根据國家环保部环发【2001】199号文件关于危险废物资源化的有关规定而提供一种用垃圾焚烧飞灰制造的轻质环保砖及其制造方法，从而解决了危险废物的资源回收再利用，实现了废弃物的资源良性循环利用，以减少对自然环境的污染。

本发明的目的是通过下列技术方案实現的；

一种用垃圾焚烧飞灰制造的轻质环保砖，它由下述重量配比的原料制成；

垃圾焚烧飞灰粉料                    25～50份

粉煤灰                              23～45份

河沙                                23～45份

氧化钙                              12～20份

硫酸钙                              3～10份

水泥                                12～20份

碳酸钠                              0.5～3份

氯化钙                              0.5～3份

硫酸亚铁                            0.5～3份

硫酸镁                              2～6份

Li高分子重金属捕捉剂                0.1～0.5份

水                                  12～20份，

所述的垃圾焚烧飞灰粉料是以生活垃圾在焚烧发电过程中，通过烟气除尘器收集下来的飞灰与烟气处理系统收集的残余物后排放的一种混合固体废弃物。经过分选、磁选去除废金属石块杂质，经除臭、消毒、鳌合处理后其粒径为小于5mm的粉料。

所述的垃圾焚烧飞灰轻质环保砖的制造方法，它是按下述步骤进行：

(a)将25～50重量份(下同)的垃圾飞灰粉料、23～45份的粉煤灰、23～45份的河沙、12～20份的氧化钙、3～10份的硫酸钙、12～20份的水泥、0.5～3份的碳酸钠、0.5～3份的氯化钙、0.5～3份的硫酸亚铁、2～6份的硫酸镁、0.1～0.5份的Li高分子重金属捕捉剂和12～20份水混合搅拌呈潮湿状后采用机械振动挤压成型，在25～30Mpa的压力下制造成型的垃圾飞灰轻质环保砖坯，

(b)再将成型后的轻质环保砖坯送到蒸压釜进行蒸汽养护，先升温加热2～3小时，在95～100度再恒温5～8小时，然后自然降温1～2小时，制成垃圾飞灰轻质环保砖产品。

所述的氧化钙和硫酸钙其粉碎粒径为-0.2mm。

本发明采用生活垃圾焚烧飞灰、粉煤灰和河沙为轻质环保砖的主要原料，是利用垃圾飞灰、粉煤灰和河沙中含有大量的二氧化硅和三氧化二铝的活性成分，与氧化钙、硫酸钙、水泥、碳酸钠、氯化钙、Li高分子重金属捕捉剂化学原料混合制造成轻质环保砖，不需高温焙烧，利用化学反应和蒸汽养护，无三废排放，节省能源，保护环境，用硫酸亚铁为还原剂，硫酸镁为硫酸亚铁的保持剂，可使垃圾飞灰中的气味充分分解，达到迅速除臭味的目的。

本发明的轻质环保砖的制造方法是将垃圾飞灰粉料、粉煤灰粉料、河沙、氧化钙、硫酸钙、水泥、碳酸钠、氯化钙、硫酸亚铁、硫酸镁、Li高分子重金属捕捉剂和水混合搅拌呈潮湿状后用机械振动挤压成型，在25～30Mpa的压力下制成轻质环保砖。再将成型好的砖坯用轨道平板车经钢轨运送至蒸压釜进行蒸汽养护，先升温加热2～3小时，在95～100度再恒温5～8小时，然后自然降温1～2小时，制成轻质环保砖产品。

生活垃圾在焚烧发电过程中，通过烟气除尘器收集下来的飞灰和烟气处理系统收集的残余混合物料，经过分选、磁选、去除废金属石块杂质后，经除臭、消毒后的粉料，采用Li高分子重金属捕捉剂对飞灰进行处理，使垃圾飞灰达到強化化学稳定化，经捏合及养护，使重金属元素被捕集，生成交联网状结构的螯合物，实现了垃圾飞灰的高效稳定化。

本发明选用的粉煤灰是煤粉经高温燃烧发电后形成的一种似火山灰质的混合材料。是燃煤发电厂排放的一种固体废弃物，主要成分为二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙等化学成分，与石灰、水泥混合后所显示的凝结硬化性能。含有多种活性氧化物如sio₂、AI₂O₃，它们分別与氢氧化钙在常温下起化学反应生成较稳定的水化硅铝酸钙。因此粉煤灰和其他火山灰质材料一样，当与石灰、水泥等碱性物质混合加水拌和后，能够凝结硬化并具有一定的強度。其松散干密度为600～1000kg/m³，细度一般为45um；含有大量的表面光滑的玻璃微珠，具有较高的化学内能，是粉煤灰活性的主要来源。

所用的河沙为江河沙和海沙，经分选去除石块杂质，泥土含量小于5％，其粒径为-5mm的粉料；

所用的氧化钙、硫酸钙粉碎粒径为-0.2mm。

用本发明的原料还可制成不同规格的空心砌块和人行道砖。

按照本发明技术生产的轻质环保砖，经國家规定的有关建筑材料质量检测部门检验，各项技术指标均达到國家规定的建筑墙体材料标准要求。

经广东省建筑科学研究院建材产品质量检验中心检测结果如下：

轻质环保实心砖检测：依据广州市建委文件：穗建筑(2002)15号文和JC525-93标准。规格：240x115x53mm。

a)抗压强度：10块平均值：12Mpa，单块最小值：10.4Mpa。

b)抗折強度：平均值：2.7Mpa，单块最小值：2.4Mpa。

C)吸水率16.4％。

d)体积密度为：1500Kg/m³。

e)放射性：内照射：0.33、外照射：0.61，优于国家标准。检验依据：GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》

轻质空心砌块的检验依据：GB/T15229-2002，规格为：390X190X190mm，抗压强度平均值为：6.1Mpa，单块最小值为：5.3Mpa，干燥表观密度为：1152Kg/m³，干缩率为：0.023％，均优于國家规定的5.0级的标准。

对轻质环保砖依据GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》进行检验，其结果为：

内照射指数(I_Ra)，标准≤1.0，检测值为0.33，判定合格。

外照射指数(I_r)，标准≤1.0，检测值为0.61，判定合格

放射性核素比活度(Bq/kg)：

²²⁶Ra：66.72，²³²Th：72.29，⁴⁰k：623.23，

结论：符合筑主体材料的标准要求，其产销与使用范围不受限制。

由于采取上述技术方案本发明技术与已有技术相比较具有如下优点及效果：

a)本发明的垃圾飞灰轻质环保砖，由于飞灰和粉煤灰的相对密度比粘土小，每一块轻质环保砖比粘土实心砖要轻0.5kg以上，而制成空心砌块比石粉水泥砌块要轻30％以上，因此能够减轻建筑物的自重和延长高层楼房的使用寿命；

b)生产工艺简单，无三废排放，符合國务院66号文“关于大力发展节能节地节水利废保温隔热等新型建筑墙体材料”要求精神，且投资少、見效快、成本低、效益好，适合各级办厂；

c)利用垃圾飞灰、粉煤灰和其他工业废渣制砖替代传统的实心粘土砖，为绿色建材，有广泛的发展前景；

d)为垃圾飞灰、粉煤灰和其他工业废渣的资源综合利用提供经济效益好的技术。

e)解决了垃圾飞灰在填埋过程中需要占用大量的土地资源和容易造成二次污染的难题，既保护了环境，又节约了土地。

具体实施方式：

实施例1

将城市生活垃圾在焚烧发电过程中，通过烟气除尘器收集下来的飞灰和烟气处理系统收集的残余混合物料，经过分选、磁选、去除废金属石块杂质，经除臭、消毒、鳌合等处理后制成粉料，取垃圾焚烧飞灰粉料25kg、粉煤灰23kg、取粒径为-5mm的河沙23kg、粒径为0.2mm的氧化钙12kg、硫酸钙5kg、水泥15kg、碳酸钠0.5kg、氯化钙0.5kg、硫酸亚铁0.5kg、硫酸镁2kg、Li高分子重金属捕捉剂0.1kg和水12kg，将上述原料混合搅拌呈潮湿状后用机械振动挤压成型，在28Mpa的压力下制成垃圾飞灰轻质环保砖，再将成型好的砖坯用轨道平板车经由钢轨运送到蒸压釜进行蒸汽养护，先升温加热2小时，在95～100度再恒温8小时，再自然降温1小时，制成轻质环保砖产品。经检测平均抗压強度为：12Mpa，抗折强度为：2.7Mpa。

实施例2

取实施例1的垃圾焚烧飞灰粉料30kg、粉煤灰25kg、取粒径为-5mm的河沙28kg、粒径为0.2mm的氧化钙14kg、硫酸钙3kg、水泥12kg、碳酸钠1kg、氯化钙0.8kg、硫酸亚铁1kg、硫酸镁3kg、Li高分子重金属捕捉剂0.3kg和水14kg，将上述原料混合搅拌呈潮湿状后用机械振动挤压成型，在25Mpa的压力下制成垃圾飞灰轻质环保砖，再将成型好的砖坯用蒸压釜进行蒸汽养护，先升温加热2.5小时，在95～100度再恒温6小时，再自然降温1.5小时，制成轻质环保砖产品。经检测平均抗压強度为：10Mpa，抗折強度为：2.5Mpa。

实施例3

取实施例1的垃圾飞灰粉料23kg、粉煤灰20kg、取粒径为-5mm的河沙25kg、粒径为-0.2mm的氧化钙15kg、硫酸钙6kg、水泥13kg、碳酸钠0.8kg、氯化钙1kg、硫酸亚铁0.8kg、硫酸镁2.5kg、Li高分子重金属捕捉剂0.5kg和水13kg，将上述原料混合搅拌呈潮湿状后用机械振动挤压成型，在30Mpa的压力下制成垃圾飞灰空心砌块，用蒸压釜进行蒸汽养护，先升温3小时，在95～100度再恒温5小时，再自然降温2小时，制成轻质空心砌块产品。经检测平均抗压强度为：6.1Mpa，单块最小值为：5.3Mpa，干燥表观密度为：1152kg/m³，干缩率为：0.023％，均优于国家规定的5.0级的标准。

实施例4

取实施例1的垃圾焚烧飞灰粉料40kg、粉煤灰35kg、取粒径为-5mm的河沙40kg、粒径为0.2mm的氧化钙18kg、硫酸钙8kg、水泥18kg、碳酸钠2kg、氯化钙2kg、硫酸亚铁2kg、硫酸镁5kg、Li高分子重金属捕捉剂0.4kg和水18kg，将上述原料混合搅拌呈潮湿状后用机械振动挤压成型，在25Mpa的压力下制成垃圾飞灰轻质环保砖，再将成型好的砖坯用蒸压釜进行蒸汽养护，先升温加热2.5小时，在95～100度再恒温6小时，再自然降温1.5小时，制成轻质环保砖产品。经检测平均抗压強度为：10Mpa，抗折強度为：2.5Mpa。

实施例5

取实施例1的垃圾焚烧飞灰粉料50kg、粉煤灰45kg、取粒径为-5mm的河沙45kg、粒径为0.2mm的氧化钙20kg、硫酸钙10kg、水泥20kg、碳酸钠3kg、氯化钙3kg、硫酸亚铁3kg、硫酸镁6kg、Li高分子重金属捕捉剂0.5kg和水20kg，将上述原料混合搅拌呈潮湿状后用机械振动挤压成型，在30Mpa的压力下制成垃圾飞灰轻质环保砖，再将成型好的砖坯用蒸压釜进行蒸汽养护，先升温加热3小时，在95～100度再恒温6小时，再自然降温2小时，制成轻质环保砖产品。经检测平均抗压強度为：10.4Mpa，抗折強度为：2.4Mpa。