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水洗预处理垃圾焚烧飞灰胶凝活性化学激发的试验研究

文章编号:1007—046X(2015)03—0018—04 ’匿废瓤用 水洗预处理垃圾焚烧飞灰胶凝活性化学激发的试验研究 ExperimentalSIlldyOfChemicalStimulationofGelActivityofIncineratedWasteAshbyWashingPretreatment 张 贺1,z 1.同济大学 材料科学与工程学院,上海 200092;2.上海建科检验有限公司,上海 201108 摘 要: 以水洗预处理垃圾焚烧飞灰 (PW—MSWI)为研究对象,采用XRF、XRD及化学分析等方法研究了PW— MSWI的化学组成、重金属离子浸 出量及结晶矿物组成;采用胶砂强度比指标分析 了碱性激发剂 (NaOH 和Na,CO )及亚硝酸盐激发剂 (NaNO,)激发剂对PW—MSWI胶凝活性的影响。研 究结果表明,和MSWI 相比,PW—MSWI中SO C1一、Na,o和K,0分别下降64.2%、95.3%、75.0%和95.0%,毒性最强的Hg、Cd、 Pb和cr重金属离子浸 出量分别下降 65.O%、76.6%、80.0%和 66.3%;碱性激发剂与飞灰中的活性金属单质 反应 ,造成水泥浆体开裂,应禁止与水洗预处理飞灰复合使用;亚硝酸盐激发剂对PW—MSWI胶凝活性的 促进作用明显,掺量为3%时促进作用最佳 ,3d、7d和 28d抗折强度分别提高 15.4%、45.7%和10.6%, 3d、7d和 28d抗压强度分别提 高28.3%、31.1%和9.0%。 关键词:水洗预处理垃圾焚烧飞灰;胶凝活性 ;化学激发 中图分类号 :X799.3 文献标志码 :A 0 前 言 1 试验方案 目前,我国的城市生活垃圾以年均 8%~10%的速 1.1 原材料 度递增…,比世界垃圾增长率高出1.6%。 水泥为上海海豹水泥厂生产的P.042.5R普通硅酸盐水泥; 垃圾焚烧飞灰是垃圾焚烧发电厂在焚烧过程中热回 垃圾焚烧飞灰 (MSWI)为上海御桥垃圾焚烧厂取样,由上海 收利用系统及烟气净化系统收集的飞灰,含有大量的可 大学钱光人团队与上海固废处置中心、上海固体废物管理中 溶性重金属,具有高浸出毒性。然而其主要成分属于 心对御桥垃圾焚烧飞灰进行水洗预处理后 (简称 PW-MSW]) SiO2-A103-CaO—Fe0 体系 [21,与高炉矿渣、粉煤灰等 提供,经烘干磨细至全部通过0.08mill筛;砂为标准砂。 掺合料相近,是一种潜在的活性掺合料。但是飞灰中含 有的大量的杂质离子 ,如各种重金属离子、c1一、sOz一 1.2 试验方法 等 [3-41,对水泥水化过程产生影响并加速混凝土以及钢 1.2.1 PW—MSWI本征特性试验 筋的劣化速度,都给飞灰在水泥基材料中的资源化利用 对 PW—MSWI和 MSWI的本征特性进行试验分析, 带来技术难题和不确定因素。通过水洗预处理工艺能够 包括采用 x射线荧光光谱分析 (XRF)对其主要的氧化 使飞灰中重金属离子得以基本去除,氯和硫的含量也大 物含量进行测定,参考 GB/T176—2008《水泥化学分析 幅降低,因而更具环境安全性和工程应用潜质 5_『81。但 方法》中的硫氰酸铵容量法对飞灰中氯离子含量进行测 水洗预处理工艺在洗脱飞灰中有害物质的同时,也在一 定,采用硫酸钡重量法对 PW—MSWI中的三氧化硫含量 定程度上洗脱了飞灰中的活性物质,使得水洗后飞灰的 进行测定,采用 x射线衍射 (XRD)分析其矿物组成, 胶凝活性下降,影响其作为辅助胶凝材料在水泥基材料 采用电感耦合等离子体发射光谱仪 (ICP—AES)测定水洗 中的应用效果。 前后浸出液 中主要重金属元素 As、cd、cr、cu、Ni、 基金项 目:

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