冶金技术在垃圾焚烧飞灰处理中的应用

垃圾焚烧飞灰因含有二恶英、重金属等毒害物,被确定为危险废物,是环境领域有待解决的难题。笔者研究了冶金领域成熟的技术和装备处理焚烧飞灰的潜力。文章介绍了火法冶金及湿法冶金中4种工艺及设备处理焚烧飞灰的新技术,即利用电弧炉熔融处理垃圾焚烧飞灰及熔渣制备微晶玻璃技术、利用铁浴熔融/冶金烧结处理焚烧飞灰及重金属分离技术、利用浮选法分离焚烧飞灰中二恶英和重金属技术、微波烧结处理焚烧飞灰的技术。分析了这些方法目前的在处理焚烧飞灰方面的研究进展以及应用前景,并提出了实际应用推广的建议     

生活垃圾焚烧飞灰无害化及资源化研究进展

阐述生活垃圾焚烧飞灰的来源、特性及危害,详细介绍了处理生活垃圾焚烧飞灰的最新无害化处理技术:固化技术、热处理技术、药剂稳定化技术、水热处理技术、分离萃取技术。通过分析比较这5类处理技术的优缺点,认为水热处理将是生活垃圾焚烧飞灰无害化处理的最具潜力技术。同时,还介绍了飞灰在用作建筑材料、用作水泥制备、制作多孔陶瓷、制作复合材料、用作吸附材料及其他应用方面的资源化利用途径,以及对未来飞灰的资源化利用提出了展望。     

烧结过程协同处理垃圾焚烧飞灰的可行性探讨

中国生活垃圾焚烧飞灰产量逐年增长,其中含有二噁英、重金属和氯,对环境危害巨大,属典型的难处理危险废弃物,烧结工序拥有成熟的高温冶金技术和设备,具备处理垃圾焚烧飞灰的潜力。根据飞灰和烧结过程的主要特点,结合飞灰处理过程中存在的难点,探讨了添加飞灰对烧结过程的影响,飞灰中二噁英、重金属在烧结工序中的代谢过程,确定了烧结过程协同处理垃圾焚烧飞灰的可行性,为国内外飞灰处理企业和钢铁流程协同处置固体废弃物提供一定的参考。     

城市垃圾焚烧飞灰添加到烧结工艺的影响

垃圾焚烧飞灰为城市垃圾焚烧烟气净化系统和余热回收系统中收集而得到的残余物,其产生量约为垃圾焚烧量的3%~10%。因为飞灰中含有多种重金属和二噁英而被列为危险废物。本试验将焚烧飞灰添加到铁矿石烧结工艺中,研究了飞灰的添加对烧结工艺的影响。烧结试验结果表明,添加飞灰后,提高了残留在烧结矿中的Cl、S、K和Na等元素的含量,烧结成品率有所下降,转鼓指数略有变化;但添加飞灰后,烧结矿成品的还原强度指数、低温还原粉化指数、耐磨指数等指标有明显的提高。同时,添加飞灰烧结后,烧结尾气中的二噁英、SO₂、Cl、K、Na等元素含量也明显增加。     

垃圾焚烧飞灰预处理后水泥固化实验研究

为实现焚烧飞灰的无害化和资源化，采用对飞灰进行预处理后再与水泥混合固化的方法来处理飞灰，并比较了不同方式的处理效果：（1）用去离子水润湿飞灰再厌氧堆放24h后用水泥固化；（2）用绿矾溶液处理后再用水泥固化；（3）飞灰直接与水泥混合固化。研究3种方式所得水泥固化砌块试件强度的发展和控制重金属浸出的效果与直接固化物的对比，研究结果表明：在飞灰与水泥的质量比相同的条件下，采用先用绿矾处理飞灰再进行固化的处理方式，不但稳定重金属的效果好，而且试件强度最高，有望加以应用。     

垃圾焚烧飞灰预处理后水泥固化实验研究

为实现焚烧飞灰的无害化和资源化,采用对飞灰进行预处理后再与水泥混合固化的方法来处理飞灰,并比较了不同方式的处理效果:(1)用去离子水润湿飞灰再厌氧堆放24h后用水泥固化;(2)用绿矾溶液处理后再用水泥固化;(3)飞灰直接与水泥混合固化。研究3种方式所得水泥固化砌块试件强度的发展和控制重金属浸出的效果与直接固化物的对比,研究结果表明:在飞灰与水泥的质量比相同的条件下,采用先用绿矾处理飞灰再进行固化的处理方式,不但稳定重金属的效果好,而且试件强度最高,有望加以应用。     

垃圾焚烧飞灰预处理后水泥固化实验研究

为实现焚烧飞灰的无害化和资源化,采用对飞灰进行预处理后再与水泥混合固化的方法来处理飞灰,并比较了不同方式的处理效果:(1)用去离子水润湿飞灰再厌氧堆放24 h后用水泥固化;(2)用绿矾溶液处理后再用水泥固化;(3)飞灰直接与水泥混合固化.研究3种方式所得水泥固化砌块试件强度的发展和控制重金属浸出的效果与直接固化物的对比,研究结果表明:在飞灰与水泥的质量比相同的条件下,采用先用绿矾处理飞灰再进行固化的处理方式,不但稳定重金属的效果好,而且试件强度最高,有望加以应用.     

铁浴熔融分离垃圾焚烧飞灰中重金属的试验研究

焚烧是目前垃圾处理的主要方式之一,但垃圾焚烧所产生的飞灰中含有大量的重金属,如不进行妥善处理,会对环境产生破坏.本文采用铁浴熔池对垃圾焚烧飞灰中的重金属进行了熔融分离试验,结果表明,铁浴熔融分离方法可有效地对飞灰中的重金属进行处理.     

我国城市生活垃圾焚烧厂周边土壤重金属和有机污染特征

基于我国城市生活垃圾处理的现状,分析了垃圾焚烧带来的飞灰、焚烧炉渣和焚烧烟气等环境问题,并结合相关文献研究,归纳分析了我国生活垃圾焚烧厂周边土壤重金属和二噁英等有机污染物的污染水平和基本特征。     

废汽车催化剂铁捕集熔炼渣一步法制备微晶玻璃研究

低温铁捕集技术是回收废汽车催化剂中铂族金属最有前途的技术之一。铁捕集熔炼渣以硅铝酸盐为主,同时含有少量有毒重金属（如Cr、Ba、Ni、Mn等）,其处置与资源化利用是当前行业的难题。本文致力于铁捕集熔炼渣的重金属固化和资源化利用,充分利用硅铝酸盐为网络形成体,以重金属和酸洗污泥中CaF₂为形核剂,通过一步法制备微晶玻璃。差示扫描量热分析结果表明,随着酸洗污泥用量（质量分数）从7%增至28%,样品的玻璃化转变温度与析晶温度间隙由211 ℃降低到150 ℃,基础玻璃的析晶活化能从321.8 kJ·mol?1降低到303.5 kJ·mol?1,Avrami指数由1.7增至3.7。表明酸洗污泥可以降低成核与析晶的温差,有利于实现一步法工艺。酸洗污泥添加量（质量分数）为21%时,在900 ℃下热处理1.2 h制备的微晶玻璃具有较佳性能,即密度3.04 g·cm?3,吸水率（质量分数）0.11%,维氏硬度和抗弯强度分别为742.72 HV和119.32 MPa。浸出毒性试验表明重金属Cr、Ba、Ni等均满足美国环保局提出的毒性浸出实验（TCLP）标准。玻璃结构分析表明酸洗污泥有利于增加基础玻璃中的非桥氧含量,降低玻璃网络聚合度,增强结晶趋势。      

Full-scale plant study on low temperature thermal dechlorination of PCDDs/PCDFs in fly ash

The low temperature thermal dechlorination process is an effective technology of dioxins decomposition in fly ash of municipal solid waste incinerators(MSWI). A full-scale dechlorination process was designed and constructed in Matsudo city, Japan. It was confirmed that PCDDs/PCDFs decomposition ratio was more than 99% with temperature of 350 degrees C and retention time of 1 hour, and thermal dechlorination moved on from PCDDs/PCDFs having more chlorine atoms to those of less chlorine atoms.     

胶结充填用冶金渣协同垃圾焚烧飞灰固镉机理

胶结充填采矿协同利用垃圾焚烧飞灰是解决飞灰日益激增的新思路,可大量资源化利用飞灰并固化其中的重金属离子.本文以矿渣-钢渣基胶凝材料(简称冶金渣胶凝材料)分别结合4种城市垃圾焚烧(MSWI)飞灰制备胶凝材料,并以全尾砂作为骨料制成胶结充填料,测定充填料试样的流动度、抗压强度以及Cd2+浸出质量浓度:冶金渣-垃圾焚烧飞灰基充填料试样的流动度为240~265 mm,满足矿山充填的泵送要求;28 d抗压强度均大于8.88 MPa,满足一般矿山充填1~6.5 MPa的强度要求;Cd2+浸出液质量浓度低于饮用水标准5 μg·L-1的限值.通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和热重-差示扫描量热法(TG-DSC)分析表明胶凝材料的主要水化产物组成为钙矾石、Friedel盐和C-S-H凝胶;通过X射线光电子能谱(XPS)发现Cd2+对Al2+的结合能有较大影响,钙矾石、Friedel盐可能对镉离子有固化作用.      

冶金竖炉反应器处理垃圾焚烧飞灰工艺

摘要：当前国内的生活垃圾大部分都依靠焚烧技术处理，相应地会产生大量急需无害化处理的危险废物─垃圾焚烧飞灰，目前采用冶金方法处理垃圾焚烧飞灰是一个新的研究方向。首先对垃圾焚烧飞灰的成分进行分析，并在此基础上，对垃圾焚烧飞灰的压块制度及高温性能进行了探究。造块实验结果表明，水分配比为20%（质量分数），水泥配比为10%（质量分数），成型压力为10MPa，养护时间为48h，飞灰压块的抗压强度达到了512N；高温性能实验以及热力学软件计算结果表明，飞灰的融化温度控制在1400～1550℃，碱度控制在1.0～1.2之间时，炉渣具有较好的流动性。     

高炉喷吹垃圾焚烧飞灰预处理工艺分析

为了解决高炉协同处置垃圾焚烧飞灰时氯负荷高的问题,以去离子水作为洗脱剂,通过考查不同水洗条件(水灰比、水洗时间、水洗温度、水洗次数)下垃圾焚烧飞灰中Cl元素和重金属元素的脱除效果,对飞灰高炉焚烧固化预处理中的工艺参数进行研究。结果表明,飞灰中Cl主要以NaCl、KCl、CaClOH的形式存在。在高炉协同处理前水洗预处理的适宜条件为水灰比为4 ml/g、水洗时间为5 min、水洗温度为25 ℃、水洗1次。在此条件下飞灰中Cl脱除率为86.45%、Zn脱除率为4.77%、Pb脱除率为35.65%、Cu脱除率为7.63%、Cr脱除率为9.71%。水洗后飞灰的配加比例、单位时间喷吹量、喷吹速度需按企业自身情况确定。在高炉喷煤比为139.12 kg/t(Fe)和飞灰喷吹量为喷煤量的1%条件下,由水洗后飞灰带入高炉的Cl质量为0.078 kg/t(Fe)、Zn为9.74×10-3 kg/t(Fe)、Pb为1.53×10-3 kg/t(Fe)、Cu为8.35×10-4 kg/t(Fe)、Cr为9.88×10-5 kg/t(Fe),远低于一般高炉熔炼要求,可以满足高炉正常运行需求。     

高炉喷吹垃圾焚烧飞灰预处理工艺分析

为了解决高炉协同处置垃圾焚烧飞灰时氯负荷高的问题,以去离子水作为洗脱剂,通过考查不同水洗条件(水灰比、水洗时间、水洗温度、水洗次数)下垃圾焚烧飞灰中Cl元素和重金属元素的脱除效果,对飞灰高炉焚烧固化预处理中的工艺参数进行研究。结果表明,飞灰中Cl主要以NaCl、KCl、CaClOH的形式存在。在高炉协同处理前水洗预处理的适宜条件为水灰比为4 ml/g、水洗时间为5 min、水洗温度为25 ℃、水洗1次。在此条件下飞灰中Cl脱除率为86.45%、Zn脱除率为4.77%、Pb脱除率为35.65%、Cu脱除率为7.63%、Cr脱除率为9.71%。水洗后飞灰的配加比例、单位时间喷吹量、喷吹速度需按企业自身情况确定。在高炉喷煤比为139.12 kg/t(Fe)和飞灰喷吹量为喷煤量的1%条件下,由水洗后飞灰带入高炉的Cl质量为0.078 kg/t(Fe)、Zn为9.74×10-3 kg/t(Fe)、Pb为1.53×10-3 kg/t(Fe)、Cu为8.35×10-4 kg/t(Fe)、Cr为9.88×10-5 kg/t(Fe),远低于一般高炉熔炼要求,可以满足高炉正常运行需求。     

熔渣法城市垃圾高温焚烧技术试验研究

介绍了应用冶金技术开发的一种熔渣法处理城市垃圾的新工艺。用该工艺处理垃圾,具有使垃圾彻底无害化、减容化、资源化等特点,尤其适合特种垃圾的处理。为我国城市垃圾处理开拓了一条新路。     

Growth stimulation of sulfur oxidizing bacteria for optimization of metal leaching efficiency of fly ash from municipal solid waste incineration

Sulfur oxidizing bacteria were used to leach metals bound in municipal solid waste incineration fly ash. Pure or mixed cultures of Thiobacilli with or without addition of anoxic sewage sludge were incubated with various amounts of fly ash for several weeks. Co-cultures with Thiobacilli and sewage sludge grew faster than pure cultures of T. thiooxidans or cultures with only sewage sludge as inoculum. The addition of sewage sludge increased the rate of growth of sulfur oxidizing bacteria and simultaneously enhanced the acidification of the suspension. As a result, the time for fly ash processing was reduced by 50%. Thiobacilli were able to grow in the presence of up to 8% (w/v) fly ash. Depending on the amounts of fly ash added, the final pH, and the concentration of sulfuric acid formed, different amounts of metals were leached: over 80% for Cd, Cu, and Zn, 60% for Al and approx. 30% for Fe and Ni (totally, approx. 50% of the heavy metals present in the fly ash) were extracted.