一种利用垃圾焚烧飞灰制备免烧结胶凝材料的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111592246A(43)申请公布日2020.08.28(21)申请号202010453020.XC04B12/00(2006.01)(22)申请日2020.05.26(71)申请人常熟理工学院地址215500江苏省苏州市常熟市南三环路99号(72)发明人黄涛宋东平金俊勋刘龙飞周璐璐张树文(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.C04B7/28(2006.01)C04B7/153(2006.01)C04B7/24(2006.01)C04B7/36(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种利用垃圾焚烧飞灰制备免烧结胶凝材料的方法(57)摘要本发明公开了一种利用垃圾焚烧飞灰制备免烧结胶凝材料的方法：(1)将硅渣和高炉矿渣混合，研磨过筛后得混合硅材料，将石墨粉和垃圾焚烧飞灰混合，得石墨飞灰；(2)将六偏磷酸钠、混合硅材料和石墨飞灰混合，得胶凝前驱物料；(3)将胶凝前驱物料溶于水中，边搅拌边进行低温等离子体照射，烘干、研磨过筛后得次级胶凝材料；(4)将氢氧化铝废料和碱渣混合，研磨过筛后得铝激发剂；(5)将铝激发剂和次级胶凝材料混匀，得胶凝材料。制备过程无需高温烧结，大大节约了工艺能耗；胶凝材料最高可实现99.24％重金属固化率、98.75％氯去除率和98.37％二噁英类物质去除率；所制备的胶砂试块的单轴抗压强度高达50.68MPa。CN111592246ACN111592246A权利要求书1/1页1.一种利用垃圾焚烧飞灰制备免烧结胶凝材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将硅渣和高炉矿渣混合，研磨过筛后得混合硅材料，将石墨粉和垃圾焚烧飞灰混合，得石墨飞灰；(2)将六偏磷酸钠、混合硅材料和石墨飞灰混合，得胶凝前驱物料；(3)将胶凝前驱物料溶于水中，搅拌的同时进行低温等离子体照射，烘干、研磨过筛后得次级胶凝材料；(4)将氢氧化铝废料和碱渣混合，研磨过筛后得铝激发剂；(5)将铝激发剂和次级胶凝材料混匀，得胶凝材料。2.根据权利要求1所述的利用垃圾焚烧飞灰制备免烧结胶凝材料的方法，其特征在于，所述步骤(1)中硅渣和高炉矿渣的质量比为1～2:1，石墨粉和垃圾焚烧飞灰的质量比为1～5:100。3.根据权利要求1所述的利用垃圾焚烧飞灰制备免烧结胶凝材料的方法，其特征在于，所述步骤(2)中六偏磷酸钠、混合硅材料和石墨飞灰的质量比为2～6:10～20:100。4.根据权利要求1所述的利用垃圾焚烧飞灰制备免烧结胶凝材料的方法，其特征在于，所述步骤(5)中铝激发剂和次级胶凝材料的质量比为5～15:100。5.根据权利要求1所述的利用垃圾焚烧飞灰制备免烧结胶凝材料的方法，其特征在于，所述步骤(3)中水和胶凝前驱物料的液固比为1～3:1。6.根据权利要求1所述的利用垃圾焚烧飞灰制备免烧结胶凝材料的方法，其特征在于，所述步骤(4)中氢氧化铝和碱渣的质量比为2～4:1。。7.根据权利要求1所述的利用垃圾焚烧飞灰制备免烧结胶凝材料的方法，其特征在于，所述步骤(3)中低温等离子体照射的作用电压为10～50kV，作用气氛为空气，照射时间为1～3h。2CN111592246A说明书1/7页一种利用垃圾焚烧飞灰制备免烧结胶凝材料的方法技术领域[0001]本发明涉及生活垃圾焚烧飞灰的资源化利用，尤其涉及一种利用垃圾焚烧飞灰制备免烧结胶凝材料的方法。背景技术[0002]生活垃圾焚烧飞灰是指生活垃圾焚烧后经烟气进化系统捕获的飞灰颗粒。生活垃圾焚烧飞灰中包含多种有毒有害物质，因此被纳入《国家危险废物名录》进行管理。除了重金属和二噁英等有毒有害物质外，生活垃圾焚烧飞灰中还含有大量的易溶成分，如硫酸盐、氯离子、碱金属离子等。生活垃圾焚烧飞灰中的有毒有害物质及易溶成分是困扰其资源化利用的主要原因。[0003]目前，生活垃圾焚烧飞灰的主要资源化利用途径包括：水泥、路基材料、集料等。利用水泥窑协同处置飞灰生产水泥，飞灰中的易溶成分(尤其是氯离子和碱金属)容易对水泥窑造成腐蚀且严重影响所生产水泥的品质，通过水洗的方式可去除飞灰中50％以上的氯离子，然而水洗预处理不仅会产生大量的废液且会使得飞灰的处置工艺变得更加复杂。利用飞灰代替部分水泥生产路基材料是当前飞灰的另一条主要的消纳途径，然而飞灰中氯离子的渗透性高和重金属浸出率高的问题使得这一资源化利用途径变得更加不确定。利用飞灰制作轻集料虽然可以快速消纳一部分飞灰且可稳定飞灰中的有毒有害物质，不过集料制作一般需要高温烧结，这不仅显著增加了能耗且带来了重金属及氯化物的逃逸问题。[0004]鉴于上述垃圾焚烧飞灰的资源化利用所存在的各种问题，现有研究利用垃圾焚烧飞灰制备胶凝材料，可以实