垃圾焚烧飞灰的固化及综合利用研究进展

垃圾焚烧飞灰作为一种危险废物,由于其中聚集着大量的重金属、二恶英、易溶盐等有毒组分,目前最有效的方法是对其进行固化稳定化处理。飞灰中CaO、Al_2O_3的存在使其具有潜在活性,从固体废弃物协同利用的角度出发,对利用矿渣基胶凝体系代替水泥固化/稳定化飞灰,作为胶结充填采矿中的胶凝材料进行展望。此外,总结了飞灰固化体中重金属离子的赋存状态,通过Tessier法和BCR法两种分析方法划分,其中残渣态在自然条件下不易释放,可在沉积物中长期稳定存在;同时描述了重金属在水泥基胶凝材料酸性介质中的浸出过程:酸迁移到液/固表面、酸穿过浸出层、在浸出边界的快速溶解、重金属穿过浸出层、重金属离子穿过液/固表面,为飞灰用作矿山充填料的安全性和浸出稳定性提供理论依据。     

矿渣基胶凝材料固化垃圾焚烧飞灰中重金属的研究

以矿渣部分或全部替代水泥，与垃圾焚烧飞灰和脱硫石膏组成胶凝材料，研究随矿渣掺量变化，胶凝材料对垃圾焚烧飞灰重金属的固化效果。结果表明：随着矿渣替代水泥量的增大，净浆试块抗压强度呈现先增大后减小的趋势；当飞灰掺量为20%、矿渣掺量为70%、脱硫石膏掺量为10%时制成的净浆试块，在温度为35 ℃、湿度为95%下养护28 d，试块的抗压强度达到47 MPa，重金属元素Cr、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的浸出浓度均低于饮用水标准；对Pb、Cr的固化效果明显优于纯水泥胶凝体系。XRD和FT-IR检测表明：该矿渣基胶凝材料水化生成的主要产物有钙矾石、C—S—H凝胶和水铝钙石，水化产物对重金属离子有良好的包裹作用。矿渣基胶凝体系比水泥基胶凝材料体系在固化垃圾焚烧飞灰重金属方面优越性明显。     

矿渣基胶凝材料固化垃圾焚烧飞灰中重金属的研究

以矿渣部分或全部替代水泥，与垃圾焚烧飞灰和脱硫石膏组成胶凝材料，研究随矿渣掺量变化，胶凝材料对垃圾焚烧飞灰重金属的固化效果。结果表明：随着矿渣替代水泥量的增大，净浆试块抗压强度呈现先增大后减小的趋势；当飞灰掺量为20%、矿渣掺量为70%、脱硫石膏掺量为10%时制成的净浆试块，在温度为35 ℃、湿度为95%下养护28 d，试块的抗压强度达到47 MPa，重金属元素Cr、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的浸出浓度均低于饮用水标准；对Pb、Cr的固化效果明显优于纯水泥胶凝体系。XRD和FT-IR检测表明：该矿渣基胶凝材料水化生成的主要产物有钙矾石、C-S-H凝胶和水铝钙石，水化产物对重金属离子有良好的包裹作用。矿渣基胶凝体系比水泥基胶凝材料体系在固化垃圾焚烧飞灰重金属方面优越性明显。     

垃圾焚烧飞灰-矿渣基胶凝体系和固镉研究

本研究以城市垃圾焚烧飞灰、矿渣及脱硫石膏作为胶凝材料,以尾矿砂为骨料制取高性能胶结充填材料对飞灰中的重金属镉进行固化处理。在满足矿山充填要求及环境无害的前提下,探索飞灰-矿渣基胶凝体系制成的充填材料中飞灰的极限掺量、（胶凝材料之间的配比、飞灰-矿渣基胶凝体系的最佳料浆浓度及）矿渣的最佳比表面积,并运用X射线衍射（XRD）对制成的净浆试块进行分析。此研究为解决飞灰中有色金属镉的污染问题提供解决思路和方案,为含镉地下充填体的长期稳定性提供理论参考。     

高浓度全尾砂胶结充填料胶结机理研究

本文重点论述了高浓度全尾砂胶结充填料的胶结机理和料浆浓度确定方法，分析了高浓度全尾砂胶结充填料的胶结过程和特点，阐明了高浓度全尾砂胶结充填的现实可行性和广阔的推广应用前景。     

硫化钠球磨反应固化垃圾焚烧飞灰中的重金属

为改善垃圾焚烧飞灰中重金属含量,本试验采用硫化钠球磨反应固化垃圾焚烧飞灰中重金属。结果表明,硫化钠的最佳用量为0.125‰,球磨反应最佳时间为5 min,固化后飞灰Cd、Cr、Cu、Pb、Zn质量浓度均符合GB 16889-2008规定,其中Cd、Cr、Cu、Zn质量浓度远低于标准限值,Pb质量浓度较靠近标准限值。处理每吨飞灰硫化钠成本为0.5～0.8元,是“螯合剂+水泥固化法”成本的2.5‰左右。本方法成本低,效率高,操作简单,实用性强,为飞灰处理提供了有效路径。     

胶结充填采矿法充填作用机理与稳定性研究

结合金川二矿区的充填采矿工艺，采用现场观测方法及三维有限元分析方法研究了机械化下向分层水平进路胶结充填和无底柱大面积连续开采的充填机理和稳定性，研究表明充填体承受采场地压和变形，盘区间以不留矿柱为宜，推荐采用交错布置的回采与充填方式。     

生活垃圾焚烧飞灰-底渣协同制备充填体力学性能研究

为妥善处理生活垃圾焚烧产物(焚烧飞灰和焚烧底渣),从固体废弃物协同利用的角度出发,探究焚烧飞灰与焚烧底渣替代部分水泥应用于矿山充填领域的可行性.将生活垃圾的焚烧飞灰与焚烧底渣混合制备充填体,对养护龄期为3,7,28 d的充填体开展单轴抗压强度测试,基于混料试验设计建立抗压强度回归模型,结合响应面法分析不同掺量的焚烧飞灰和焚烧底渣对充填体力学性能的影响规律,并得出掺量最优配比.研究结果表明:当焚烧飞灰为35.3％、焚烧底渣为40.4％、水泥为24.3％,质量浓度为70％时,充填体的力学性能指标达到最优.掺入适量的焚烧飞灰和焚烧底渣可以延长水化反应过程,显著提高胶凝体系的水化反应程度,根据XRD测试和SEM 观测得出,主要水化产物为水化硅酸钙和钙矾石,使充填体内部形成致密网状结构,进而提高充填体力学性能.     

生活垃圾焚烧飞灰中无机氯盐的分离研究

对某生活垃圾焚烧飞灰进行了球磨水洗回收无机氯盐、蒸发分离氯化钙和浮选分离钾钠混盐等无机氯盐分离工艺研究,结果表明,球磨水洗-蒸发-浮选综合工艺获得了氯化钾、氯化钠纯度分别为98.31%、96.62%,回收率均高于90%的氯化钾、氯化钠产品。     

垃圾焚烧飞灰制硫铝酸钙复合水泥基材料的耐久性

以垃圾焚烧(MSWI)飞灰为主要原料,烧制了硫铝酸钙(CSA)水泥.研究了单掺或复掺MSWI飞灰、石灰石粉(LI)、粉煤灰(FA)及矿渣粉(SL)的复合CSA水泥基材料的耐久性.结果表明,与单掺10％ MSWI飞灰的CSA水泥相比,复掺20％混合材的水泥抗压强度明显提高,尤其是复掺5％ LI和15％ SL;复掺20％混合材的CSA水泥基材料的干缩、抗碳化和抗硫酸盐侵蚀性能都有一定的改善,但对抗渗性略有负面影响;随着水化龄期增长,CSA水泥净浆试样的氯离子溶出量呈降低趋势,且长龄期后溶出量渐趋稳定.     

冶金渣基胶凝材料固化生活垃圾焚烧飞灰的性能研究

以矿渣、钢渣、脱硫灰和磷酸淤渣为原材料,优化4种原料的配合比,制备出冶金渣基胶凝材料,考察其对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化性能。结果表明：当m（矿渣）：m（钢渣）：m（脱硫灰）：m（磷酸淤渣）=36%：32%：12%：20%时,冶金渣基胶凝材料净浆试块的抗压强度达35.2 MPa。随着垃圾焚烧飞灰掺入量从10%增加到80%,固化体的强度不断下降;但是,当垃圾焚烧飞灰掺量高达到80%时,固化体抗压强度仍达2.2 MPa,Pb、Zn、Cr、Hg和As的固化率仍超过99%,垃圾焚烧飞灰固化体的抗压强度和重金属浸出浓度均满足《生活垃圾卫生填埋场污染控制标准（GB 16889—2008）》的要求。     

粉煤灰资源化综合利用研究进展及展望

粉煤灰是煤炭燃烧后产生的一种固体废弃物,经长期大量堆积,占用大量土地资源且造成了严重的环境污染问题,粉煤灰资源综合利用越发至关重要。论文介绍了我国粉煤灰的物化性质及其分类,详细总结了我国粉煤灰有用组分回收和高附加值应用的方法及研究现状,简要叙述了粉煤灰在建筑工程、农业和环境保护领域的应用现状,分析了我国粉煤灰资源化利用存在的问题,并对其了发展前景进行了展望。     

粉煤灰替代部分水泥的膏体充填技术

针对膏体充填成本高、强度低及大量粉煤灰露天排放给环境造成污染的状况,金川二矿区采取了以粉煤灰替代部分水泥作为胶凝剂的方案。多年的生产实践与研究表明,粉煤灰具有良好的胶凝活性,在质量分数和水泥用量相同的条件下,添加粉煤灰可以大幅度提高后期强度,并且龄期强度随粉煤灰用量的增加而增大,对提高胶结充填质量、降低充填成本及实现工业废料综合利用发挥了重要作用。     

改性粉煤灰处理含磷废水的探索研究

通过对粉煤灰进行改性处理来吸附舍磷废水中的磷,取得了良好的吸附效果.探讨了吸附接触时间、改性粉煤灰投加量、磷初始浓度、pH值和温度等因素对除磷效果的影响.结果表明,对于50mg/L的含磷废水,在室温,pH值4～10范围内.当水灰比为100:3时.吸附20min后磷的去除率可迭99%以上,净化后的污水中磷含量达国家一级排放标准的要求.吸附等温线拟合结果表明,该吸附过程可用Laagrauir吸附等温式来描述,吸附过程以化学吸附为主.     

垃圾焚烧飞灰的酸处理及其固化效果研究

以苏州城市垃圾焚烧灰为主要研究对象,采用磷酸、醋酸分别对其进行先陈化后酸浸的预处理,并控制酸处理飞灰的碱度p H值不低于8.0。采用水泥对其进行固化,按规范测定体系的凝结时间、无侧限抗压强度及膨胀性,结果表明:与原样飞灰水泥固化体系相比,酸处理飞灰水泥固化体系的凝结时间缩短,无侧限抗压强度接近1 MPa,对P2酸处理飞灰固化的水泥掺量达到22%后,体系无侧限抗压强度达到稳定土填埋标准(1.5 MPa);经过酸处理的飞灰胶砂体系的膨胀率明显小于原样飞灰胶砂体系。在10%水泥对酸处理飞灰固化的体系中,随着粉煤灰对酸处理飞灰替代量达到30%时,固化体系的无侧限抗压强度达到稳定土填埋标准。固化体系中Cu、Mn、Pb、Cd、Cr、Zn等重金属浸出质量浓度均远低于危险标准值。     

硫酸固相转化法从粉煤灰中提取氧化铝

针对现有粉煤灰提取氧化铝方法中存在的问题,采用硫酸固相转化法从粉煤灰中提取氧化铝,考察了硫酸用量、反应温度和时间、升温速度等因素对铝转化率的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段对粉煤灰提取铝工艺过程中各样品的微观形貌和结构组成变化进行研究。结果表明,粉煤灰与浓硫酸反应后,粉煤灰中的偏高岭石、莫来石等铝硅酸盐矿物颗粒受到硫酸浸蚀转变成硫酸铝和二氧化硅;固相转化后的熟料用水洗即可将铝浸出而与硅分离;硫酸用量、温度及升温速度对转化率的影响较大,转换率可达94%以上。     

固体废弃物充填动态效益变动机制分析

固体废弃物井下换煤是一种良好的固废处理方法, 它能够减轻固体废弃物风化扬尘、自燃等对生态环境的影响, 也能减少对土地资源的占用, 在节省了土地的同时, 减轻了安置搬迁的压力, 具有良好的生态效益、经济效益、社会效益。固废井下处理方法受时间、地点、技术、经济等条件限制, 其中经济因素是决定因素。就固体废弃物井下换煤的成本与收益进行分析, 并建立相关模型对其应用情况进行分析论证。     

垃圾焚烧灰和矿粉对混凝土脆性和抗裂性的影响

基于实际工程常用的C30泵送混凝土配比,利用矿粉、垃圾焚烧灰以单掺、复配的方式替代水泥后配制掺合料混凝土。测定其凝结时间、坍落度和坍落度经时损失等基本施工性能,并根据各体系混凝土的拉压比分析其脆性,同时利用平板法研究矿粉、垃圾焚烧灰对混凝土早期开裂的影响规律,结果表明,垃圾焚烧灰作为单一掺合料时,对混凝土的性能尤其是早期抗开裂性能影响不利,但在与高活性矿粉的复合使用时,所配制的掺合料混凝土抗裂性能明显得到改善,并且其抗压强度仍能达到C30的强度设计要求。