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一种危险废物焚烧飞灰的处理方法

摘要

本发明涉及危险废物资源化利用和环境保护领域,尤其涉及一种危险废物焚烧飞灰的处理方法。本发明的处理方法包括以下步骤:混合、碱激发、成型及养护、水洗。具体为,先将危险废物焚烧飞灰与硅铝调质剂进行搅拌混合,得到第一混合物;然后向所述第一混合物中加入碱激发剂混合搅拌,得到地聚合物;再对所述地聚合物进行加压成型,得到成型样品,对成型样品进行养护;最后将经养护的所述成型样品浸泡在水中,使可溶性盐从所述危险废物焚烧飞灰中分离。本发明的处理方法能够使得危险废物焚烧飞灰中可溶性盐的分离难度降低。

著录项

  • 公开/公告号CN113121156A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-07-16

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 南方科技大学;

    申请/专利号CN202110390529.9

  • 发明设计人 张作泰;魏炫坤;颜枫;谢丰;

    申请日2021-04-12

  • 分类号C04B28/00(20060101);C04B18/10(20060101);

  • 代理机构44381 广州德科知识产权代理有限公司;

  • 代理人陈晓妍;万振雄

  • 地址 518055 广东省深圳市南山区桃源街道学苑大道1088号

  • 入库时间 2023-06-19 11:54:11

说明书

技术领域

本发明涉及危险废物资源化利用和环境保护领域,尤其涉及一种危险废物焚烧飞灰的处理方法。

背景技术

危险废物由于其化学组分复杂,毒性大,并且具有腐蚀性等特点,对环境危害极大,因此,为了降低对环境的危害,必须对危险废物进行处理达到规定标准后才能进行填埋。为了降低填埋成本,常常将危险废物处理后填埋至柔性填埋场,但是,国家标准规定了危险废物经处理后只有水溶性盐的质量百分数低于10%时才可进入柔性填埋场。在相关技术中,常常通过水洗的方法实现危险废物焚烧飞灰与可溶性盐的分离,但是由于飞灰粒径小,加水后可溶性盐与飞灰分离困难,而且极易造成危险废物焚烧飞灰中的重金属会随可溶性盐浸出,从而给环境带来了一定的污染。

发明内容

本申请公开了一种危险废物焚烧飞灰的处理方法,使用该发明能够使得危险废物焚烧飞灰中可溶性盐的分离难度降低。

本申请公开了一种危险废物焚烧飞灰的处理方法,该处理方法包括以下步骤:

混合:将危险废物焚烧飞灰与硅铝调质剂进行搅拌混合,得到第一混合物;

碱激发:向所述第一混合物中加入碱激发剂混合搅拌,得到地聚合物;

成型及养护:对所述地聚合物进行加压成型,得到成型样品,对所述成型样品进行养护;

水洗:将经养护的所述成型样品浸泡在水中,使可溶性盐从所述危险废物焚烧飞灰中分离。

进一步地,在所述混合的步骤中,所述危险废物焚烧飞灰与所述硅铝调质剂的质量比为(60:40)~(80:20);在所述碱激发的步骤中,所述碱激发剂的质量占所述危险废物焚烧飞灰和所述硅铝调质剂质量之和的15%~30%。

可以理解的是,在混合步骤中,危险废物焚烧飞灰与偏高岭土的质量比为(60:40)~(80:20)是指该质量比范围内的任一比例,例如危险废物焚烧飞灰与偏高岭土的质量比为60:40、65:35、68:32、70:30、75:25、78:22、80:20。碱激发剂的质量占危险废物焚烧飞灰和偏高岭土质量之和的15%~30%是指该范围内的任一值,例如碱激发剂的质量占危险废物焚烧飞灰和偏高岭土质量之和的15%、17%、20%、22%、25%、26%、27%、28%、29%、30%。

进一步地,在所述混合的步骤及所述碱激发的步骤中,均采用机械搅拌的方式搅拌,且搅拌时间为20~40min。

可以理解的是,在混合的步骤及碱激发的步骤中,搅拌时间为20~40min是指该时间范围内的任一值,例如可以搅拌20min、22min、25min、28min、30min、32min、35min、38min、40min。

进一步地,在所述成型及养护的步骤中,对所述地聚合物在5~20MPa条件下加压3min,得到所述成型样品。

可以理解的是,在成型及养护步骤中,对地聚合物施加的压力在5~20MPa范围内,是指对地聚合物施加的压力为5~20MPa范围内任一值,例如对聚合物施加的压力为5MPa、8MPa、10MPa、12MPa、14MPa、16MPa、18MPa、20MPa。、

进一步地,在所述成型及养护的步骤中,对所述成型样品先在60~80℃条件下加热养护2~4天,再在室温条件下自然养护25~30天。

可以理解的是,对成型样品的加热养护温度条件为60~80℃是指可以为该温度范围内的任一值,例如加热养护的温度为60℃、62℃、65℃、67℃、70℃、72℃、75℃、77℃、80℃。加热养护的时间可以是2~4天中的任一数值,例如可以是2天、3天、4天。自然养护的时间可以是25~30天范围中的任一数值,例如可以是25天、26天、27天、28天、29天、30天。

进一步地,加热养护的时间为3天,自然养护的时间为28天。

进一步地,在所述水洗的步骤中,所述水的体积与所述成型样品的质量比(L:kg)为(1:1)~(10:1)。

可以理解的是,在水洗步骤中,水的体积与成型样品的质量比(L:kg)为(1:1)~(10:1)是指水的体积与成型样品的质量比(L:kg)可以为(1:1)~(10:1)范围内的任一比值,例如水的体积与成型样品的质量比(L:kg)为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1。

进一步地,在所述水洗的步骤中,水洗时间为12~24小时。

可以理解的是,在水下步骤中,水洗时间可以是12~24小时范围中的任一值,例如水洗时间为12小时、13小时、14小时、15小时、16小时、17小时、18小时、19小时、20小时、21小时、22小时、23小时、24小时。

进一步地,所述硅铝调质剂为偏高岭土、赤泥、钢渣、含硅铝酸盐矿物中的一种或多种。

进一步地,所述碱激发剂为碱剂与水玻璃溶液按质量比为16:100配制而成,所述水玻璃溶液的初始模数为3.2,其中所述碱剂为氢氧化钠或者氢氧化钾。

与现有技术相比,本发明具备以下有益效果:

本发明的处理方法能够使得危险废物焚烧飞灰中可溶性盐的分离难度降低,且避免了重金属随可溶性盐一起被浸出。

在本发明中,先将危险废物焚烧飞灰与偏高岭土混合,然后加入碱激发剂继续进行搅拌混合,之后进行成型及养护后进行水洗。一方面,危险废物焚烧飞灰中的少量活性成分辅以偏高岭土作为活性成分,在碱激发剂的作用下会生成地聚合物,地聚合物能够对危险废物焚烧飞灰中的重金属进行固化。另外,由于危险废物焚烧飞灰本身是多孔的结构,所以成型样品浸泡在水中时危险废物焚烧飞灰中的可溶性盐能够被浸出。另一方面,由于固化重金属的地聚合物在水中时结构能够保持完整,且经成型及养护后的成型样品成为形状不易变化的块状物,因此,成型样品浸泡在水中时,重金属不仅会被牢牢的固化在地聚合物上,而且只有可溶性盐被浸出,成型样品的结构依然保持完整,进而实现了可溶性盐与危险废物焚烧飞灰的分离。相比传统的直接对危险废物焚烧飞灰进行水洗的方式,本发明的处理方法分离难度更低,且避免了重金属随可溶性盐一起被浸出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例处理方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。

并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外,术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同),并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明,“多个”的含义为两个或两个以上。

近年来,随着经济发展,我国危险废物产生量也在逐年增加。危险废物由于其化学组成复杂、毒性大,并且具有腐蚀性等特点,对环境危害极大。

焚烧处理技术具备减量化效果好、并可回收部分热能的特点,适用于不宜循环利用或安全填埋的危险废物。危险废物焚烧处理后所产生的主要固体物质为底灰和飞灰。由于焚烧改变了废物中的重金属形态,使大量挥发态重金属富集在飞灰中,并且危险废物焚烧飞灰中可溶性盐含量高,在水洗分离可溶性盐的过程中,也会导致部分重金属浸出、造成污染。

目前对于危险废物焚烧飞灰的处理方法仍以将飞灰中的有害元素经过化学药剂固化后送入填埋场进行填埋处置为主,相比刚性填埋场,柔性填埋场的处置价格更低,GB18598-2019危险废物填埋污染控制标准中规定,重金属经过固化处理后,且水溶性盐总量低于10wt%的废物,可进入柔性填埋场填埋处置。为了降低处理成本,许多企业选择使用柔性填埋场处理危险废物焚烧飞灰。目前国内有企业通过水洗的方法以期实现飞灰与可溶性盐的分离,但由于飞灰粒径小,加水后灰水分离困难,造成设备成本提高,难以推广利用。

因此,寻找一种处理成本低、处理量大、工艺简单,且可降低分离难度的处理方法十分必要。由于危险废物焚烧飞灰中存在部分硅铝酸盐类物质,这些化合物可以作为地质聚合反应的活性成分,在碱性条件下形成地聚合物,实现危险废物焚烧飞灰中重金属的固化。经过固化后的飞灰,避免了灰水分离困难的问题,并且经过固化处置,危险废物焚烧飞灰中的重金属难以溶于水中,实现了危险废物焚烧飞灰中可溶性盐与飞灰的分离。

下面将结合具体实施例和附图对本申请的技术方案作进一步的说明。

本申请的实施例中,均采用山东省某危险废物焚烧厂收集的飞灰,该危险废物焚烧飞灰及加入的偏高岭土主要成分见表1。

危险废物焚烧飞灰样品根据HJ/T299-2007(固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法),及液固比(L:kg)为(1:1)~(10:1)的去离子水条件下的浸出测试,采用电感耦合等离子体质谱法进行浸出液中的重金属浓度测试,分析结果见表2。

表1 危险废物焚烧飞灰及偏高岭土主要成分

表2 危险废物焚烧飞灰浸出液中重金属浓度

可以看出,在危险废物焚烧飞灰中所含重金属的Zn、Pb、Cd超标,其余重金属含量较低,因此本申请中的实施例主要考察对危险废物焚烧飞灰中重金属Pb、Zn、Cd的固化效果。

需要说明的是,本申请的实施例中硅铝调质剂不同于在污泥脱水过程中使用的调质剂,本申请实施例中的硅铝调质剂是指富含硅铝化合物的材料,其具有一定的化学活性,能对化学反应起到一定的辅助作用。

实施例一

混合:称取危险废物焚烧飞灰80g和硅铝调质剂20g,采用机械搅拌的方式进行充分研磨、搅拌、混合。其中,硅铝调质剂使用偏高岭土,搅拌时间为30min。

碱激发:搅拌后加入碱激发剂15g,持续搅拌30min,得到地聚合物。其中,碱激发剂为氢氧化钠与水玻璃溶液质量比为16:100配制而成。

成型及养护:将地聚合物装入不锈钢模具,放置于液压压力机上施加5MPa的压力进行样品压制,压制3min后进行样品脱模,放入烘箱内,在60℃条件下的养护3天,自然养护28天。

重金属浸出测验:对经养护的成型样品按照固体废物浸出毒性测试方法硫酸硝酸法做浸出试验,浸出结果见表4。

水洗:将另一经养护的成型样品浸泡在水中,水的体积和成型样品的质量液固比=10:1升/千克,该水为去离子水。之后对去离子水进行重金属浸出测试,测试结果见表4。

实施例二

混合:称取危险废物焚烧飞灰70g和硅铝调质剂30g,采用机械搅拌的方式进行充分研磨、搅拌、混合。其中,硅铝调质剂使用偏高岭土,搅拌时间为30min。

碱激发:搅拌后加入碱激发剂25g,持续搅拌30min,得到地聚合物。其中,碱激发剂为氢氧化钠与水玻璃溶液质量比为16:100配制而成。

成型及养护:将地聚合物装入不锈钢模具,放置于液压压力机上施加15MPa的压力进行样品压制,压制3min后进行样品脱模,放入烘箱内,在70℃条件下的养护3天,自然养护28天。

重金属浸出测验:对经养护的成型样品按照固体废物浸出毒性测试方法硫酸硝酸法做浸出试验,浸出结果见表4。

水洗:将经养护的成型样品浸泡在水中,水的体积和成型样品的质量液固比=5:1升/千克,该水为去离子水。之后对去离子水进行重金属浸出测试,测试结果见表4。

实施例三

混合:称取危险废物焚烧飞灰60g和偏高岭土40g,采用机械搅拌的方式进行充分研磨、搅拌、混合。其中,硅铝调质剂使用偏高岭土,搅拌时间为30min。

碱激发:搅拌后加入碱激发剂30g,持续搅拌30min,得到地聚合物。其中,碱激发剂为氢氧化钠与水玻璃溶液质量比为16:100配制而成。

成型及养护:将地聚合物装入不锈钢模具,放置于液压压力机上施加20MPa的压力进行样品压制,压制3min后进行样品脱模,放入烘箱内,在80℃条件下的养护3天,自然养护28天。

重金属浸出测验:对经养护的成型样品按照固体废物浸出毒性测试方法硫酸硝酸法做浸出试验,浸出结果见表4。

水洗:将经养护的成型样品浸泡在水中,水的体积和成型样品的质量液固比=2:1升/千克,该水为去离子水。之后对去离子水进行重金属浸出测试,测试结果见表4。

实施例四

混合:称取危险废物焚烧飞灰80g和偏高岭土20g,采用机械搅拌的方式进行充分研磨、搅拌、混合。其中,硅铝调质剂使用偏高岭土,搅拌时间为30min。

碱激发:搅拌后加入碱激发剂15g,持续搅拌30min,得到地聚合物。其中,碱激发剂为氢氧化钠与水玻璃溶液质量比为16:100配制而成。

成型及养护:将地聚合物装入不锈钢模具,放置于液压压力机上施加20MPa的压力进行样品压制,压制3min后进行样品脱模,放入烘箱内,在80℃条件下的养护3天,自然养护28天。

重金属浸出测验:对经养护的成型样品按照固体废物浸出毒性测试方法硫酸硝酸法做浸出试验,浸出结果见表4。

水洗:将经养护的成型样品浸泡在水中,水的体积和成型样品的质量液固比=5:1升/千克,该水为去离子水。之后对去离子水进行重金属浸出测试,测试结果见表4。

实施例五

混合:称取危险废物焚烧飞灰70g和偏高岭土30g,采用机械搅拌的方式进行充分研磨、搅拌、混合。其中,硅铝调质剂使用偏高岭土,搅拌时间为30min。

碱激发:搅拌后加入碱激发剂20g,持续搅拌30min,得到地聚合物。其中,碱激发剂为氢氧化钠与水玻璃溶液质量比为16:100配制而成。

成型及养护:将地聚合物装入不锈钢模具,放置于液压压力机上施加15MPa的压力进行样品压制,压制3min后进行样品脱模,放入烘箱内,在70℃条件下的养护3天,自然养护28天。

重金属浸出测验:对经养护的成型样品按照固体废物浸出毒性测试方法硫酸硝酸法做浸出试验,浸出结果见表4。

水洗:将经养护的成型样品浸泡在水中,水的体积和成型样品的质量液固比=2:1升/千克,该水为去离子水。之后对去离子水进行重金属浸出测试,测试结果见表4。

实施例六

混合:称取危险废物焚烧飞灰60g和偏高岭土40g,采用机械搅拌的方式进行充分研磨、搅拌、混合。其中,硅铝调质剂使用偏高岭土,搅拌时间为30min。

碱激发:搅拌后加入碱激发剂30g,持续搅拌30min,得到地聚合物。其中,碱激发剂为氢氧化钠与水玻璃溶液质量比为16:100配制而成。

成型及养护:将地聚合物装入不锈钢模具,放置于液压压力机上施加5MPa的压力进行样品压制,压制3min后进行样品脱模,放入烘箱内,在60℃条件下的养护3天,自然养护28天。

重金属浸出测验:对经养护的成型样品按照固体废物浸出毒性测试方法硫酸硝酸法做浸出试验,浸出结果见表4。

水洗:将经养护的成型样品浸泡在水中,水的体积和成型样品的质量液固比=1:1升/千克,该水为去离子水。之后对去离子水进行重金属浸出测试,测试结果见表4。

实施例七

混合:称取危险废物焚烧飞灰80g和硅铝调质剂20g,采用机械搅拌的方式进行充分研磨、搅拌、混合。其中,硅铝调质剂使用钢渣,搅拌时间为30min。

碱激发:搅拌后加入碱激发剂15g,持续搅拌30min,得到地聚合物。其中,碱激发剂为氢氧化钠与水玻璃溶液质量比为16:100配制而成。

成型及养护:将地聚合物装入不锈钢模具,放置于液压压力机上施加5MPa的压力进行样品压制,压制3min后进行样品脱模,放入烘箱内,在60℃条件下的养护3天,自然养护28天。

重金属浸出测验:对经养护的成型样品按照固体废物浸出毒性测试方法硫酸硝酸法做浸出试验,浸出结果见表4。

水洗:将另一经养护的成型样品浸泡在水中,水的体积和成型样品的质量液固比=10:1升/千克,该水为去离子水。之后对去离子水进行重金属浸出测试,测试结果见表4。

对比例一

混合:称取危险废物焚烧飞灰90g和偏高岭土10g,采用机械搅拌的方式进行充分研磨、搅拌、混合。其中,硅铝调质剂使用偏高岭土,搅拌时间为30min。

碱激发:搅拌后加入碱激发剂15g,持续搅拌30min,得到地聚合物。其中,碱激发剂为氢氧化钠与水玻璃溶液质量比为16:100配制而成。

成型及养护:将地聚合物装入不锈钢模具,放置于液压压力机上施加5MPa的压力进行样品压制,压制3min后进行样品脱模,放入烘箱内,在60℃条件下的养护3天,自然养护28天。

重金属浸出测验:对经养护的成型样品按照固体废物浸出毒性测试方法硫酸硝酸法做浸出试验,浸出结果见表4。

水洗:将经养护的成型样品浸泡在水中,水的体积和成型样品的质量液固比=10:1升/千克,该水为去离子水。之后对去离子水进行重金属浸出测试,测试结果见表4。

对比例二

混合:称取危险废物焚烧飞灰80g和偏高岭土20g,采用机械搅拌的方式进行充分研磨、搅拌、混合。其中,硅铝调质剂使用偏高岭土,搅拌时间为30min。

碱激发:搅拌后加入碱激发剂10g,持续搅拌30min,得到地聚合物。其中,碱激发剂为氢氧化钠与水玻璃溶液质量比为16:100配制而成。

成型及养护:将地聚合物装入不锈钢模具,放置于液压压力机上施加5MPa的压力进行样品压制,压制3min后进行样品脱模,放入烘箱内,在60℃条件下的养护3天,自然养护28天。

重金属浸出测验:对经养护的成型样品按照固体废物浸出毒性测试方法硫酸硝酸法做浸出试验,浸出结果见表4。

水洗:将经养护的成型样品浸泡在水中,水的体积和成型样品的质量液固比=10:1升/千克,该水为去离子水。之后对去离子水进行重金属浸出测试,测试结果见表4。

对比例三

混合:称取危险废物焚烧飞灰80g和偏高岭土20g,采用机械搅拌的方式进行充分研磨、搅拌、混合。其中,硅铝调质剂使用偏高岭土,搅拌时间为30min。

碱激发:搅拌后加入碱激发剂15g,持续搅拌30min,得到地聚合物。其中,碱激发剂为氢氧化钠与水玻璃溶液质量比为16:100配制而成。

成型及养护:将地聚合物装入不锈钢模具,放置于液压压力机上施加25MPa的压力进行样品压制,压制3min后进行样品脱模,放入烘箱内,在60℃条件下的养护3天,自然养护28天。

重金属浸出测验:对经养护的成型样品按照固体废物浸出毒性测试方法硫酸硝酸法做浸出试验,浸出结果见表4。

水洗:将经养护的成型样品浸泡在水中,水的体积和成型样品的质量液固比=10:1升/千克,该水为去离子水。之后对去离子水进行重金属浸出测试,测试结果见表4。

对比例四

混合:称取危险废物焚烧飞灰80g和偏高岭土20g,采用机械搅拌的方式进行充分研磨、搅拌、混合。其中,硅铝调质剂使用偏高岭土,搅拌时间为30min。

碱激发:搅拌后加入碱激发剂15g,持续搅拌30min,得到地聚合物。其中,碱激发剂为氢氧化钠与水玻璃溶液质量比为16:100配制而成。

成型及养护:将地聚合物装入不锈钢模具,放置于液压压力机上施加3MPa的压力进行样品压制,压制3min后进行样品脱模,放入烘箱内,在60℃条件下的养护3天,自然养护28天。

重金属浸出测验:对经养护的成型样品按照固体废物浸出毒性测试方法硫酸硝酸法做浸出试验,浸出结果见表4。

水洗:将经养护的成型样品浸泡在水中,水的体积和成型样品的质量液固比=10:1升/千克,该水为去离子水。之后对去离子水进行重金属浸出测试,测试结果见表4。

对比例五

混合:称取危险废物焚烧飞灰100g和偏高岭土0g,采用机械搅拌的方式进行充分研磨、搅拌、混合。其中,硅铝调质剂使用偏高岭土,搅拌时间为30min。

碱激发:搅拌后加入碱激发剂15g,持续搅拌30min,得到地聚合物。其中,碱激发剂为氢氧化钠与水玻璃溶液质量比为16:100配制而成。

成型及养护:将地聚合物装入不锈钢模具,放置于液压压力机上施加5MPa的压力进行样品压制,压制3min后进行样品脱模,放入烘箱内,在60℃条件下的养护3天,自然养护28天。

重金属浸出测验:对经养护的成型样品按照固体废物浸出毒性测试方法硫酸硝酸法做浸出试验浸出结果见表4。

水洗:将经养护的成型样品浸泡在水中,水的体积和成型样品的质量液固比=10:1升/千克,该水为去离子水。之后对去离子水进行重金属浸出测试,测试结果见表4。

将实施例一至七、对比例一至五的实验条件整理后见表3。

表3 实施例一至六、对比例一至五的实验条件

表4 危险废物焚烧飞灰浸出毒性测试结果

在本申请实施例中,由于危险废物焚烧飞灰本身是多孔的结构,即便施加压力后其本身多孔的结构也未发生改变,所以当被压制过的成型样品浸泡在水中进行水洗时,危险废物焚烧飞灰中的可溶性盐能够很容易的溶解在水中被浸出。而且,由于成型样品被压置成型后,其本身的形状结构具有一定的稳定性,即使被浸泡在水中成型样品的结构依然保持完整,不会使得危险废物焚烧飞灰也分散在水中进而与可溶性盐混合在一起,因此本发明降低了危险废物焚烧飞灰与可溶性盐的分离难度。经上述分析,可以得知,可溶性盐在水中很难容易溶解在水中被浸出,因此本申请的实施例中主要对水洗后浸出液中的重金属含量做了测试。

由表4可以看出,无论是未经水洗步骤测试的重金属的浸出量,还是经水洗步骤后对去离子水的浸出结果测试,均表明实施例1至6中的成型样品其重金属浸出量明显低于对比例1至5中的成型样品的重金属浸出量。这说明实施例一至六所制得的成型样品其对重金属的固化效果更好、更加稳定,同时说明在水洗步骤中,没有重金属随可溶性盐浸出,避免了重金属外泄导致的潜在危险。

具体为,城市生活垃圾焚烧飞灰主要成分为CaO、SiO

地聚合物固化:生活垃圾焚烧飞灰及偏高岭土中的SiO

C-S-H凝胶固化:生活垃圾焚烧飞灰中的SiO

最后本申请中的实施例对地聚合物施加压力进行成型操作,此时地聚合物能够被压缩成很小的体积进行减容。重要的是,当施加压力后,第二混合物中的碱激发剂、生活垃圾焚烧飞灰、硅铝调质剂能够充分接触,且得到的成型样品具有良好的力学性能,使得生活垃圾焚烧飞灰中的重金属能够进一步被很好的固定在成型样品中,同时使得成型样品浸泡在水中进行水洗时不易溃散,结构保持完整。

一方面,在本申请的实施例中碱激发剂、硅铝调质剂以及危险废物焚烧飞灰的比例特别重要。其中,当碱激发剂添加量增加时,虽然地聚合物的强度会有所上升,但此时会造成浆料在压制过程中溢出,且pH升高不利于重金属的固化。申请人在经过大量的实验后发现,本申请的实施例中将危险废物焚烧飞灰与硅铝调质剂质量比控制在(60:40)~(80:20)范围内,将碱激发剂的质量控制在占生活垃圾焚烧飞灰与硅铝调质剂质量之和的15%~30%范围内,实现了一个平衡的优质状态,使得最终得到的地聚合物能够很好的固化住重金属,使得重金属在水洗时不易被浸出。

具体为,请参阅表3和表4,可以看到在实施例一至实施例七中得到的成型样品本身其重金属的浸出量很低,且在经过去离子水水洗后在水中重金属的含量也很低,且达到了填埋标准。但是观察对比例一至对比例五,可以发现,与实施例一相比,对比例一中仅仅是增加了危险废物焚烧飞灰的量,减小了偏高岭土的量,但是从表4中可以看到,对比例一中的成型样品与实施例一中的成型样品相比本身重金属的浸出含量有了较大提升;而且可以发现,对比例一中的成型样品与实施例一中的成型样品相比,前者经过水洗后去离子水中重金属的含量要大于后者。因此,对比例一表明将危险废物焚烧飞灰与硅铝调质剂质量比控制在(60:40)~(80:20)范围内能够有助于对重金属的固化,从而避免了重金属与可溶性盐在水洗时一起被浸出的问题。

可以发现,与实施例一相比,对比例二中仅仅是减少了碱激发剂的量,但是从表4中可以看到,对比例二中的成型样品与实施例一中的成型样品相比本身重金属的浸出含量有了较大提升;而且可以发现,对比例二中的成型样品与实施例一中的成型样品相比,前者经过水洗后去离子水中重金属的含量要大于后者。因此,对比例二表明将碱激发剂的质量控制在占危险废物焚烧飞灰与硅铝调质剂质量之和的15%~30%范围内能够有助于对重金属的固化,从而避免了重金属与可溶性盐在水洗时一起被浸出的问题。

可以发现,与实施例一相比,对比例五中仅仅是增加了危险废物焚烧飞灰的量,取消了偏高岭土的量,但是从表4中可以看到,对比例一中的成型样品与实施例一中的成型样品相比本身重金属的浸出含量有了较大提升;而且可以发现,对比例一中的成型样品与实施例一中的成型样品相比,前者经过水洗后去离子水中重金属的含量要大于后者。因此,对比例五表明将危险废物焚烧飞灰与硅铝调质剂质量比控制在(60:40)~(80:20)范围内能够有助于对重金属的固化,从而避免了重金属与可溶性盐在水洗时一起被浸出的问题。

另一方面,申请人在经过大量的实验后发现,本发明对聚合物施加的压力保持在5~20MPa的范围内,这个范围的压力保证了碱激发剂与原料充分接触、混合,不会造成地聚合去的内部结构发生破坏,而且此压力下得到的成型样品水洗时不会发生溃散。另外该范围内的压力不仅能减少碱激发剂的使用量,还使得地聚合物成型样品的体积进一步减小,这在本申请的实施例中也尤为重要。此外,为得到质量良好的固化体,样品成型后再进行适当的养护。

具体为,请继续参阅表3和表4,可以看到在实施例一至实施例七中得到的成型样品其重金属的含量都很低,且在经过去离子水水洗后在水中重金属的含量也很低,且达到了填埋标准。但是观察对比例三和对比例四,可以发现,与实施例一相比,对比例三中仅仅是增加了对地聚合物的压力,但是从表4中可以看到,对比例三中的成型样品与实施例一中的成型样品相比本身重金属的浸出含量有了提升;而且可以发现,对比例三中的成型样品与实施例一中的成型样品相比,前者经过水洗后去离子水中重金属的含量要大于后者。此外,与实施例一相比,对比例四中仅仅是降低了对地聚合物的压力,由5MPa降低到3MPa,这已经超出了本申请实施例中规定的优选的压力值。从表4中可以看到,对比例四中的成型样品与实施例一中的成型样品相比本身重金属Zn的浸出含量有了较大提升;而且可以发现,对比例四中的成型样品与实施例一中的成型样品相比,前者经过水洗后去离子水中重金属的含量要大于后者。因此,对比例三及对比例四均表明将对地聚合物施加的压力控制在5~20MPa的范围内能够有助于对重金属的固化,从而避免了重金属与可溶性盐在水洗时一起被浸出的问题;且能避免成型样品在水洗时溃散,进而降低了危险废物焚烧飞灰与可溶性盐分离的难度。

经过上述分析可以得知,本申请实施例不仅能够稳定的将危险废物焚烧飞灰中的重金属固定在地聚合物上,而且对地聚合物施加压力后使得重金属更好的固定在地聚合物上,进而使得在水洗时重金属不易随可溶性盐一起浸出;另外,由于对地聚合物施加压力后得到的成型样品不易在水中溃散,进而避免了危险废物焚烧飞灰与可溶性盐混合在一起,难以分离。

以上对本发明实施例公开的一种危险废物焚烧飞灰的处理方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的危险废物焚烧飞灰的处理方法的控制方法及其核心思想;同时,对于本领域的一技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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