堿礦渣水泥固化城市生活垃圾焚燒飛灰效率研究.pdf

1、城市生活垃圾焚燒（Municipal Solid Waste Incineration，MSWI）飛灰因含可溶性重金屬被列為危險廢物，必須進行無害化處置。水泥固化法是目前最常用的處置方法。但傳統水泥基材料固化MSWI飛灰存在重金屬離子固結效率低和固化體長期穩(wěn)定性不良的問題。與傳統水泥基材料相比，堿礦渣水泥是一種新型低碳膠凝材料，其水化產物主要是低C/S的水化硅酸鈣，在固化重金屬離子方面具有獨特潛力，加強固化效率及機理等關鍵技術研究對促進

2、其應用具有重要意義。
　　本文在測試MSWI飛灰物理化學性質的基礎上，采用堿礦渣水泥固化MSWI飛灰，研究了飛灰固化體的體積穩(wěn)定性以及預處理工藝、堿摻量、水玻璃模數、活性礦物摻合料摻量對堿礦渣水泥石固化飛灰效率的影響。通過XRD、SEM、EDS等微觀測試手段分析了堿礦渣水泥石固化飛灰中重金屬離子的機理。研究結果表明：
　?、?MSWI飛灰中重金屬離子的浸出濃度受浸出方法的影響，采用翻轉法和硫酸硝酸法測出的重金屬浸出濃度相差不

3、大，所測的Pb、Cr6+/Cr浸出濃度高于醋酸緩沖法，Zn、Cd、Cu浸出濃度低于醋酸緩沖法。
　?、贛SWI飛灰固化體的早期膨脹是飛灰中的單質鋁（Al0）在膠結材水化的高堿環(huán)境下反應快速生成H2所致，通過對飛灰進行預處理可基本解決此問題。其預處理是利用飛灰自身的堿性，將飛灰在水與飛灰質量比為2:3的條件下浸泡72h，若采用0.1mol/L的NaOH溶液（水/飛灰灰為2:3）浸泡24h也可達到同樣的效果。對飛灰進行預處理可提高固化

4、體抗壓強度，降低固化體顆粒的重金屬浸出濃度和表面浸出率，在水化28d的情況下，預處理工藝可將飛灰固化量由30％增至近70%。
　?、蹓A礦渣水泥-飛灰固化體體積的長期穩(wěn)定性良好。
　?、軌A礦渣水泥石固化飛灰中重金屬離子的效率與堿當量、水玻璃模數有關。預處理飛灰摻量70%、堿當量在3～6%范圍內，提高堿當量，重金屬浸出濃度降低；水玻璃模數在1.0～2.42的范圍內，提高水玻璃模數，重金屬浸出濃度先降低后升高。
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5、物摻合料部分替代礦渣對堿礦渣水泥石固化飛火中重金屬離子的效率有重要影響。堿當量為4%、水玻璃模數為1.5、預處理飛灰摻量70%時，在0～9%摻量范圍內，提高偏高嶺土摻量，重金屬浸出濃度升高；提高硅灰或粉煤灰摻量，重金屬浸出濃度先升高后降低；提高沸石粉摻量，重金屬浸出濃度降低。
　　⑥堿礦渣水泥石固化MSWI飛灰中重金屬離子的效率明顯高于同條件下的普通硅酸鹽水泥體系，主要原因在于堿礦渣水泥的主要水化產物為低C/S的C-S-H和少量的