垃圾焚燒飛灰金屬元素熔融還原分離機制研究

垃圾焚燒飛灰含有鐵，鋅和其他重金屬。它的無害化處理對垃圾焚燒處理技術(shù)的發(fā)展和推廣具有非常重要的意義。飛灰中鐵含量為2-3%，鋅0.4-0.5%，還有其他重金屬，并且，氧化鈣含量可達30%。該項目采用冶金反應(yīng)工程原理、資源利用科學(xué)和無害化工藝的理論和方法，研究和分析三峽庫區(qū)城市垃圾焚燒飛灰中重金屬的形態(tài)和特征，根據(jù)飛灰中各種元素的熔點差異，研究熔融還原分離飛灰中鐵、鈣、鉛、鋅和其他重金屬元素的基本規(guī) 2100433B

垃圾焚燒飛灰中含有大量的金屬元素，如果未經(jīng)處理直接填埋，其中的重金屬元素將對環(huán)境帶來嚴重威脅。采用綠色熔融分離處理技術(shù)，對垃圾焚燒飛灰進行處理和金屬元素的回收利用，對推動垃圾無害化處理技術(shù)的發(fā)展和推廣具有重要意義。本項目將研究分析綠色熔融工藝處理垃圾焚燒飛灰的技術(shù)路線、方法和工藝參數(shù)。研究飛灰中金屬元素的熔融分離機理，各金屬元素在熔池液相、渣相和氣相中的遷移、分配規(guī)律和存在形態(tài)，確定實現(xiàn)金屬元素有效分離的合理化工藝參數(shù)和工藝方法，使飛灰中高熔點金屬元素溶入熔池液相中進行分離收集，低熔點金屬進入煙氣中，通過煙氣處理得以收集，實現(xiàn)對金屬元素的有效分離的綠色綜合利用和垃圾焚燒飛灰無害化、資源化處理目標。 2100433B

水泥熟料協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰(簡稱：MSWI飛灰)因可實現(xiàn)重金屬和二噁英污染的雙重控制且資源化利用已成為固體廢物處理領(lǐng)域新的研究熱點。而重金屬的賦存遷徙機制及控制方法是實現(xiàn)水泥熟料無害化協(xié)同處置與資源化利用MSWI飛灰的關(guān)鍵和難點。本項目研究了不同預(yù)處理劑對垃圾焚燒飛灰性質(zhì)的影響以及不同預(yù)處理時間、液固比對飛灰性質(zhì)的影響，研究表明利用純水進行飛灰預(yù)處理時，最佳的處理時間及液固比分別為10min及10：1，增加處理時間和液固比對預(yù)處理效果的提高不明顯。利用XRD、水化熱、EPMA、ICP-AES等先進測試手段探究重金屬對以上水泥單礦C3S和C3A礦物形成、水化性能以及固化性能的影響，為揭示重金屬對水泥熟料燒成及水化性能的影響提供一定理論基礎(chǔ)。研究了模擬酸雨侵蝕、硫酸鹽破壞及礦物摻合料對MSWI水泥水化過程中重金屬穩(wěn)定性的影響，采用XRD、掃描電鏡顯微分析(SEM)和電感耦合等離子-原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）等測試手段來研究了重金屬離子在水泥受侵蝕破壞過程中的穩(wěn)定情況，探討了重金屬在水泥水化過程中的遷移規(guī)律及其穩(wěn)定束縛機理。 項目申請發(fā)明專利2項，發(fā)表論文10篇(其中SCI、EI、ISTP收錄論文10篇次)，2011年第九屆中國硅酸鹽學(xué)會青年科技獎(排名1，本成果作為青年科技獎的貢獻點之一)。培養(yǎng)研究生6名(博士研究生1名，碩士研究生5名)。研究結(jié)果不僅為構(gòu)建水泥熟料協(xié)同處理MSWI 飛灰技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)，而且為其它含重金屬廢棄物的無害化處置與資源化利用提供了可借鑒的理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。 2100433B