城市垃圾焚烧飞灰是指在烟气净化系统和热回收利用系统（如节热器、余热锅炉等）中收集而得的残留物，包括烟灰，注入的吸附剂、烟道气的冷凝产物与反应产物等。垃圾在焚烧的过程中，低熔点物质挥发，冷却凝固后被烟气净化系统捕集，与其它物质一起形成垃圾焚烧飞灰，所以垃圾焚烧飞灰中含有大量的盐分，如NaCl、KCl等，并且垃圾燃烧过程中还生成了高毒性的二恶英类化合物。垃圾焚烧飞灰被国家认定为危险废弃物，如果垃圾焚烧飞灰得不到有效的处理，会严重污染环境。目前我国在处理垃圾焚烧飞灰时，常采用水泥固化后进行卫生填埋，但是由于飞灰中含有大量氯化物，造成水泥固化体长期稳定性差，而且水泥固化并没有彻底分解飞灰中的二噁英，容易造成环境污染。针对这种情况，本文分别对水泥固化和干压垃圾焚烧飞灰成型并低温烧结制多孔陶瓷体进行了研究，以实现垃圾焚烧飞灰的无害化和资源化。
论文研究了水泥固化垃圾焚烧飞灰并低温烧结制多孔陶瓷体。水泥注浆成型固化后烧结实验结果表明：当温度在900℃时，烧结体的抗压强度极低，当温度为1200℃时，烧结体的抗压强度才达到7.31MPa。通过添加四硼酸钠和高岭土降低烧结温度并提高烧结体的强度，进行正交实验得到最佳添加比例，飞灰：四硼酸钠：高岭土为4：2：3。XRD和SEM分析结果表明固化体烧结后主要生成了钙铝黄长石、硅酸钙等，四硼酸钠的助熔效果明显；浸出实验的结果表明：烧结体中重金属Ni、Cu、Pb、Zn、Cr和Cd的浸出浓度远低于国家标准。制作泡沫混凝土实验表明：发泡添加剂添加量为0.7％时，发泡效果良好，当泡沫添加为100%时，孔隙率为85%，体积密度为736 kg/m3；烧结制多孔陶瓷体实验结果表明：后随着烧结温度的升高，多孔陶瓷体的干密度先缓慢降低，然后迅速升高。
在焚烧飞灰干压成型低温烧结制备多孔陶瓷体的研究中，废玻璃作为添加剂，碳酸钙作为发泡剂、硼酸作为助溶剂。干压成型实验发现，飞灰的含水率应在12%，淀粉添加量为4%时，成型体抗压强度最高；烧结实验结果表明：随着硼酸、烧结温度和玻璃粉含量的增加，烧结体的致密化程度越高；XRD分析结果表明：玻璃熔融固化飞灰时主要生成了CaSiO3玻璃晶相；重金属浸出实验表明烧结温度超过900℃时，重金属浸出浓度符合国家标准，其中重金属Pb、Ni和Cd的浸出浓度均小于0.5mg/L，且当烧结温度提高到1000℃时，重金属Cr和Cu的浸出浓度降低到4.3mg/L和0.05mg/L。随着烧结温度的升高，多孔陶瓷的孔径逐渐减小；助熔剂的添加和碳酸钙发泡剂的添加，增大了多孔陶瓷的孔径。
- 作 者：
- 张晗
- 学科专业：
- 环境工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 东华大学
- 导师姓名：
- 余阳
- 学位年度：
- 2016
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
