礦物添加劑對(duì)垃圾焚燒飛灰熔融過程中重金屬特性的影響.pdf

1、城市固體廢棄物焚燒飛灰作為垃圾焚燒過程中的二次污染物,含有大量的有機(jī)污染物和可浸出的重金屬,例如Cd,Cr,Pb和Zn,會(huì)對(duì)人體健康和環(huán)境造成潛在危害。熔融熱處理法是飛灰處置最理想的技術(shù),但是熔融熱處理法需要消耗大量能源,并且一些重金屬元素也會(huì)在熔融過程中揮發(fā)。添加劑能夠有效影響飛灰的熔融特性和重金屬的浸出毒性,因而在熔融熱處理研究中占有重要位置,以解決熔融法的缺點(diǎn)。但目前研究中多以化學(xué)藥品為添加劑,而礦物添加劑則少見報(bào)道。而在玻璃制造

2、業(yè),礦物添加劑可作為助熔劑來降低熔融溫度。
　　本文選取采自武漢兩座垃圾焚燒電廠的飛灰,與礦物添加劑鋰輝石、螢石、重晶石和化學(xué)試劑四硼酸鋰進(jìn)行混合,研究飛灰在熱處理過程中的熔融特性和重金屬的遷移轉(zhuǎn)化特性。另外,還采用HSC軟件和TG-DSC實(shí)驗(yàn)進(jìn)行熔融過程中的熱力學(xué)平衡計(jì)算和動(dòng)力學(xué)研究,模擬重金屬的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,揭示熔融動(dòng)力學(xué)機(jī)理。
　　飛灰熔融特性實(shí)驗(yàn)表明:1.礦物添加劑能夠有效降低飛灰流動(dòng)溫度,有助于降低熔融處理能耗;2

3、.礦物添加劑和處理溫度是影響熔渣晶相結(jié)構(gòu)和微觀形貌很重要的兩個(gè)因素,當(dāng)處理溫度低于熔融溫度時(shí),礦物添加劑會(huì)導(dǎo)致熔渣中新的晶體生成,并在熔渣的微觀形貌中表現(xiàn)為不同的結(jié)晶態(tài)。
　　飛灰中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化和浸出毒性研究表明:1.礦物添加劑使得飛灰可以再較低處理溫度下發(fā)生熔融,從而有效降低重金屬的揮發(fā)率;2.礦物添加劑有助于熔渣形成玻璃相,從而將重金屬固定于其中,降低重金屬的浸出毒性;3.所得熔渣中重金屬的浸出毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)限值,可直接

4、進(jìn)行處理。
　　HSC熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明:1.Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn在熔融過程中總體遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律較為相似,600-700℃下基本以硫化物或者氧化物的形式存在,當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí),開始以氯化物形式揮發(fā),并且會(huì)表現(xiàn)為不同的價(jià)態(tài);2.某些重金屬還會(huì)相互發(fā)生反應(yīng),形成絡(luò)合物。
　　TG-DSC實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:1.飛灰中混合不同添加劑之后,其失重峰和吸熱峰都會(huì)發(fā)生不同幅度的前移,并會(huì)對(duì)飛灰熔融動(dòng)力學(xué)參數(shù)產(chǎn)生明顯但不穩(wěn)定的