本發(fā)明涉及一種協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰和含氰尾礦漿的方法及其產(chǎn)品，屬于危險(xiǎn)廢棄物資源化利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速和城市化水平的提高，垃圾焚燒飛灰和含氰尾礦漿的產(chǎn)生量逐年增加，這些廢物的不當(dāng)處理給環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的污染問(wèn)題。垃圾焚燒飛灰中含有多種重金屬和有機(jī)污染物，而含氰尾礦漿則因含有劇毒氰化物而具有極高的環(huán)境危害性。因此，如何高效、安全地處理這些廢物成為了當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。協(xié)同處置作為一種創(chuàng)新的廢物處理方法，將垃圾焚燒飛灰和含氰尾礦漿進(jìn)行聯(lián)合處理，不僅可以提高處理效率，還能降低處理成本，具有重要的理論可行性和實(shí)踐意義。

2、垃圾焚燒飛灰是在垃圾焚燒發(fā)電廠中，通過(guò)高溫焚燒垃圾產(chǎn)生的固體廢物。這些飛灰主要由不可燃的礦物質(zhì)和未完全燃燒的有機(jī)物組成，其產(chǎn)生量約占垃圾總量的3％至5％(爐排爐焚燒)。由于垃圾成分復(fù)雜，飛灰中可能含有多種重金屬(如pb、cd、cu、cr、zn等)和有機(jī)污染物(如二噁英、呋喃等)。垃圾焚燒飛灰中的重金屬容易被水浸出，進(jìn)而污染水體和土壤。這些重金屬在環(huán)境中的累積會(huì)對(duì)動(dòng)植物的生長(zhǎng)和繁殖產(chǎn)生負(fù)面影響，最終通過(guò)食物鏈影響人體健康。

3、含氰尾礦漿主要來(lái)源于金屬冶煉和采礦過(guò)程中產(chǎn)生的尾礦、廢渣、污泥和塵渣等。這些廢物中含有大量的氰化物，是工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)的有毒有害廢物之一。氰化物對(duì)溫血?jiǎng)游锱c人的危害較大，其特點(diǎn)是毒性大、作用快。即使在低濃度的氰化氫空氣中，人也可能出現(xiàn)頭痛、不適、心律不齊等癥狀；高濃度下則可能導(dǎo)致立即死亡或速死。含氰尾礦漿若未經(jīng)處理直接排放，將嚴(yán)重污染水體，對(duì)水生生物和人體健康造成威脅。此外，氰化物還會(huì)與水體中的其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生更多的有害物質(zhì)。

4、垃圾焚燒飛灰和含氰尾礦漿在廢物特性上具有一定的相似性，如都含有重金屬和有毒有害物質(zhì)。因此，在處理過(guò)程中可以采用相似的技術(shù)路線和方法。目前，針對(duì)垃圾焚燒飛灰和含氰尾礦漿的處理技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，如化學(xué)穩(wěn)定化、固化/穩(wěn)定化、熱處理等。這些技術(shù)可以有效地去除廢物中的有害物質(zhì)，降低其環(huán)境危害性。將兩種廢物進(jìn)行協(xié)同處置時(shí)，可以綜合考慮各自的特性選擇合適的處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢物的高效、安全處理。協(xié)同處置可以充分利用兩種廢物的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。通過(guò)協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰和含氰尾礦漿，可以將其中的有害物質(zhì)進(jìn)行有效去除或穩(wěn)定化，降低對(duì)環(huán)境的污染程度。這有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人體健康，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。協(xié)同處置需要綜合運(yùn)用多種技術(shù)和方法，這將推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新。通過(guò)研究和開(kāi)發(fā)新的處理技術(shù)和方法，可以提高廢物處理的效率和安全性，為廢物處理領(lǐng)域的發(fā)展提供新的思路和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種資源化協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰和含氰尾礦漿的方法及其產(chǎn)品。

2、技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰和含氰尾礦漿的方法，包括以下步驟：

3、(1)混合垃圾焚燒飛灰、冶煉固廢和疏浚干泥，攪拌均勻，研磨，得到外摻混料；

4、(2)混合外摻混料和干燥氰化尾礦，攪拌均勻，研磨，得到初始造粒料；

5、(3)混合分油器沉淀物和初始造粒料，加水，攪拌均勻，靜壓造粒，得到造粒料，靜置堆放，煅燒，得到的煅燒料為人造骨料。

6、其中，步驟(1)中所述垃圾焚燒飛灰、冶煉固廢和疏浚干泥的質(zhì)量比為40～120:20～80:100，所制備的人造骨料重金屬浸出濃度均低于0.1mg/l，所制備的人造骨料可溶性氯含量均低于0.15％，所制備的人造骨料桶壓強(qiáng)度均大于8mpa。

7、其中，步驟(1)中所述冶煉固廢為高爐瓦斯泥、高爐瓦斯灰或鋼渣中任意一種。

8、其中，步驟(1)中所述疏浚干泥的含水率低于5％～25％。

9、其中，步驟(1)中所述研磨的時(shí)間均為0.25～2.75小時(shí)。

10、其中，步驟(2)中所述外摻混料和干燥氰化尾礦的質(zhì)量比為40～80:100，所制備的人造骨料重金屬浸出濃度均低于0.01mg/l，所制備的人造骨料可溶性氯含量均低于0.05％，所制備的人造骨料桶壓強(qiáng)度均大于11mpa。

11、其中，步驟(2)中所述干燥氰化尾礦的含水率低于5％～25％。

12、其中，步驟(2)中所述研磨的時(shí)間均為0.25～2.75小時(shí)。

13、其中，步驟(3)中所述分油器沉淀物和初始造粒料的質(zhì)量比為2.5～22.5:100，所制備的人造骨料重金屬浸出濃度均低于0.01mg/l，所制備的人造骨料可溶性氯含量均低于0.01％，所制備的人造骨料桶壓強(qiáng)度均大于14mpa。

14、其中，步驟(3)中所述造粒料初始含水率控制在30％～50％。

15、其中，步驟(3)中所述靜置堆放的時(shí)間為1～3天。

16、其中，步驟(3)中所述煅燒的溫度為750～1250℃，煅燒的時(shí)間為20～60分鐘。

17、本發(fā)明還提供了一種由所述方法制備的人造骨料。

18、反應(yīng)機(jī)理：混合垃圾焚燒飛灰、冶煉固廢、疏浚干泥，攪拌研磨過(guò)程中三種物料充分接觸?；旌贤鈸交炝虾透稍锴杌驳V，攪拌研磨過(guò)程中物料充分接觸?；旌戏钟推鞒恋砦锖统跏荚炝Ａ?，加入適當(dāng)?shù)乃?，攪拌及靜壓過(guò)程中，垃圾焚燒飛灰中的無(wú)機(jī)氯鹽溶解到液相中，鈣基材料與水反應(yīng)，生成氫氧化鈣。氫氧化鈣及溶解氯鹽通過(guò)弱性堿激發(fā)作用促進(jìn)分油器沉淀物堿溶與斷鍵減聚，從而提高甲基硅酸擴(kuò)散性并降低其憎水性，提高其親水反應(yīng)性。氫氧化鈣及溶解氯鹽還可通過(guò)弱性堿激發(fā)作用促進(jìn)冶煉固廢、疏浚干泥、氰化尾礦中的硅鋁酸鹽溶解與聚合，并進(jìn)一步與擴(kuò)散至孔隙中的堿溶甲基硅酸反應(yīng)生成硅鋁鈣鈉鉀基氯化凝膠。所生成凝膠吸附氰化物并對(duì)重金屬污染物及其它未反應(yīng)物料的充分包裹，形成造粒料。將造粒導(dǎo)入窯中進(jìn)行煅燒，煅燒過(guò)程中未反應(yīng)氫氧化鈣及氯鹽可催化加速氰化物分解。同時(shí)，煅燒過(guò)程中氯鹽易與冶煉固廢中鐵基礦物反應(yīng)，生成三氯化鐵氣體，從而抑制垃圾焚燒飛灰及含氰尾礦中重金屬氯化氣體生成。在熔融氯鹽滲透作用下，分油器沉淀物中有機(jī)硅快速碳化并形成硅基熔融體。所形成的熔融氯鹽與含碳硅基熔融體包裹住硅鋁酸鹽凝膠及其它未反應(yīng)物料，促進(jìn)促進(jìn)其熔融及造渣。熔融體中的碳化體有利于選擇性捕獲和吸附重金屬污染物及無(wú)機(jī)鹽，從而強(qiáng)化重金屬和無(wú)機(jī)鹽在熔融體中多相礦物生成及玻璃化固化。

19、有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明通過(guò)合理匹配垃圾焚燒飛灰和含氰尾礦，并通過(guò)配伍河道疏浚淤泥、冶煉固廢、分油器沉淀物，實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾焚燒飛灰和含氰尾礦的造粒及煅燒解毒、資源化，所制備的人造骨料重金屬浸出毒性最低均低于0.001mg/l，氯含量最低低于0.02％，骨料筒壓強(qiáng)度最高高于15mpa。

技術(shù)特征：

1.一種協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰和含氰尾礦漿的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(1)中所述冶煉固廢為高爐瓦斯泥、高爐瓦斯灰或鋼渣中任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(1)中所述疏浚干泥的含水率低于5％～25％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(2)中所述干燥氰化尾礦的含水率低于5％～25％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(1)和步驟(2)中所述研磨的時(shí)間均為0.25～2.75小時(shí)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(3)中所述分油器沉淀物和初始造粒料的質(zhì)量比為2.5～22.5:100。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(3)中所述造粒料初始含水率控制在30％～50％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(3)中所述靜置堆放的時(shí)間為1～3天。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(3)中所述煅燒的溫度為750～1250℃，煅燒的時(shí)間為20～60分鐘。

10.一種由權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述方法制備的人造骨料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰和含氰尾礦漿的方法及其產(chǎn)品，所述方法包括以下步驟：混合垃圾焚燒飛灰、冶煉固廢和疏浚干泥，攪拌均勻，研磨，得到外摻混料；混合外摻混料和干燥氰化尾礦，攪拌均勻，研磨，得到初始造粒料；混合分油器沉淀物和初始造粒料，加水，攪拌均勻，靜壓造粒，得到造粒料，靜置堆放，煅燒，得到的煅燒料為人造骨料。本發(fā)明通過(guò)合理匹配垃圾焚燒飛灰和含氰尾礦，并通過(guò)配伍河道疏浚淤泥、冶煉固廢、分油器沉淀物，實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾焚燒飛灰和含氰尾礦的造粒及煅燒解毒、資源化，所制備的人造骨料重金屬浸出毒性最低均低于0.001mg/L，氯含量最低低于0.02％，骨料筒壓強(qiáng)度最高高于15MPa。

技術(shù)研發(fā)人員：黃濤,宋東平,孫小龍,夏運(yùn),陳凱,崔嘉霖,羅沖,馮玉軒,王鑫鑫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：常熟理工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21