垃圾焚烧飞灰微晶玻璃化及Cr固化机理
用煤炭固体废物烧制微晶玻璃的
用煤炭固体废物烧制微晶玻璃的研究汇报人：日期:•引言•煤炭固体废物的处理现状•用煤炭固体废物烧制微晶玻璃的技术原理•实验及结果分析•产品性能测试及市场应用前景目•结论与展望•参考文献录01引言研究背景与意义煤炭工业固体废物的污染与资源化问题煤炭工业在生产过程中会产生大量的固体废物，如不进行妥善处理，将会对环境造成严重污染。
同时，这些废物中蕴含着丰富的资源，需要寻求有效的资源化途径。
微晶玻璃的应用与发展趋势微晶玻璃作为一种高性能的材料，被广泛应用于建筑、电子、航空航天等领域。
随着科技的发展，对微晶玻璃的生产工艺及性能要求也在不断提高。
研究意义本研究旨在探索利用煤炭工业固体废物烧制微晶玻璃的方法，为解决煤炭工业的污染与资源化问题提供新的途径，同时推动微晶玻璃的生产技术的发展。
研究目的和方法研究目的本研究的主要目的是研究利用煤炭工业固体废物烧制微晶玻璃的工艺技术，分析其可行性及产品性能，为工业化生产提供理论支持和技术指导。
研究方法本研究将采用实验研究的方法，首先对煤炭工业固体废物进行化学成分和物理性质进行分析，然后研究其烧制微晶玻璃的工艺条件，并对产品的性能进行测试和分析。
实验过程中将不断调整工艺参数，以获取最佳的烧制效果。
02煤炭固体废物的处理现状煤炭开采和加工过程中产生大量的固体废物，包括煤矸石、煤泥、粉煤灰等。
煤炭固体废物的处理现状目前，我国煤炭固体废物的处理方式主要包括填埋、堆放和资源化利用。
其中，填埋和堆放是主要的处理方式，但存在占用土地、污染环境等问题。
煤炭固体废物的产生煤炭固体废物的产生和处理现状VS难点由于煤炭固体废物成分复杂、含水量高、处理难度大，容易出现污染环境、危害人体健康等问题。
问题目前，我国煤炭固体废物处理存在技术不够先进、资源化利用率低等问题，需要加强技术创新和资源整合。
煤炭固体废物处理的难点和问题03用煤炭固体废物烧制微晶玻璃的技术原理微晶玻璃的定义和性质微晶玻璃是一种由玻璃颗粒在高温下烧结形成的具有细晶结构的材料。
生活垃圾焚烧飞灰固化处理研究
生活垃圾焚烧飞灰固化处理研究摘要：对某生活垃圾焚烧厂的飞灰组分及浸出毒性进行了分析，飞灰中Pb、Cd 的浸出浓度明显超过废物填埋浓度限值，填埋前需要固化处理。
在不同配比条件下，制取了飞灰固化体，并分析了高压蒸养和自然养护固化工艺条件下，固化体的抗压强度及浸出毒性。
在飞灰掺量为70%、蒸养压力0.5MPa 的情况下，固化体仍能获得较高的抗压强度；飞灰固化体的各种重金属浸出浓度均低于废物填埋浓度限值，达到了进入填埋场填埋处置的要求，同时也具备了资源化利用的基础条件。
关键词：生活垃圾焚烧飞灰；固化；抗压强度；浸出毒性世界各国城市生活垃圾的处理方式主要有填埋、堆肥、焚烧和气化熔融 4 种[1] 。
焚烧处理由于无害化彻底、减量显著等优点己成为当今世界经济发达国家广泛采用的城市垃圾处理技术[2] ，伴随而来的焚烧飞灰的安全处置也成为热点问题[3] 。
焚烧法处理城市生活垃圾产生的飞灰富含重金属，如处理不当会造成极大的危害。
随着焚烧处理的逐渐推广，焚烧飞灰的妥善处理已日益迫切，其中固化处理操作简单，是应用最普遍的方法[4] 。
1材料与方法1.1样品采集与成分分析垃圾焚烧飞灰样品采自广东某垃圾焚烧发电厂，分别于不同时间段采集多个样品，且于实验室混合均匀后备用。
样品成分采用X 射线荧光光谱仪进行分析，采用160mA 电流、4kW 满功率激发，另配备5个分光晶体，对样品中的元素含量进行定量检测。
1.2浸出毒性的检测采用《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》(HJ/T300-2007 )对飞灰及其固化体进行浸出毒性实验。
因飞灰及其固化体均有较强碱性，所以采用该方法中的浸提剂2# (用去离子水稀释17.25ml的冰醋酸至1L,配制后溶液的pH 值应为 2.64±0.05)作为重金属的浸出溶剂；旋转浸出时间为18± 2h;静置3h至固液分离后采用0.45卩m微孔滤膜过滤，收集全部滤液即为浸出液。
然后采用美国PerkinElmer 仪器公司的电感耦合等离子体发射光谱仪对浸出液中的Zn、Pb、As、Cd、Cr、Ni、Cu 等元素的含量进行检测。
垃圾焚烧飞灰制备微晶玻璃及污染物控制机理
垃圾焚烧飞灰制备微晶玻璃及污染物控制机理摘要：本文研究了垃圾焚烧飞灰制备微晶玻璃及污染物控制技术，提出了一种以废弃物为主要原料制备微晶玻璃的工艺，同时，对垃圾焚烧废气中的污染物（氮氧化物、二氧化硫等）进行了分析测试，研究采用K2O下游喷雾软化消解技术和CaO-HCl水浸去汞技术将焚烧废气中的污染物控制在极低水平，确保微晶玻璃的纯净度和品质。
结果表明，制备出的微晶玻璃呈现出均匀细小、透明度高、硬度高的特点，且较好地抵抗化学腐蚀，为资源化利用垃圾焚烧飞灰提供了新途径。
关键词：垃圾焚烧，微晶玻璃，污染物控制，K2O下游喷雾软化消解，CaO-HCl水浸去汞一、引言随着城市化进程的发展和人民生活水平的提高，废弃物的产生量不断增加。
为了解决废弃物的问题，垃圾焚烧被认为是一种十分有效的处理方式。
然而，垃圾焚烧过程中产生的飞灰含有大量的有毒有害物质，如重金属、二恶英等，长期存在于土壤和水体中，对人类健康以及环境造成严重危害。
为了达到资源化利用垃圾焚烧产生的飞灰，提高其附加值，控制其污染物的释放是十分必要的。
微晶玻璃是一种新材料，具有越来越广泛的用途。
因其化学稳定性好、耐热性强，被广泛应用于电子器件、化学仪器、生物医学等领域。
然而，微晶玻璃的制备主要以天然岩石矿物或人造氧化硅为原料，使其成本较高，限制了其广泛应用。
因此，将废弃物转化为可用于制备微晶玻璃的原料，不仅可以提高资源利用效率，也可以从根本上解决废弃物带来的危害问题。
本研究旨在探究以废弃物为主要原料制备微晶玻璃的工艺，同时研究控制垃圾焚烧废气中污染物（氮氧化物、二氧化硫等）的技术，并分析制备出的微晶玻璃的物理性质和化学稳定性。
二、实验材料和方法2.1 实验材料本研究采用宝钢工业园区生活垃圾焚烧产生的飞灰为主要原料，配合适量的石英砂、沸石、方解石等细粉料。
实验中还使用了K2O下游喷雾软化消解技术和CaO-HCl水浸去汞技术控制焚烧废气中的污染物。
2.2 实验方法2.2.1 飞灰制备微晶玻璃工艺研究首先将宝钢工业园区生活垃圾焚烧产生的飞灰经过筛网除杂后，将筛后的飞灰与石英砂、沸石、方解石等细粉料按一定比例混合，并加入适量的玻璃基质，将混合物倒入窑内进行高温熔融处理。
飞灰固化处理原理以及流程
3.微量重金屬
飛灰的化學特性
除了上述主要元素外，飛灰在補集過程中也吸附了一些微量且沸點較低的重金 屬，如Pb、Cd、Zn、Cr、Cu、Hg、As 等，這些微量元素之溶出毒性時常超過管 制標準，影響到環境的安全，因此目前法規也將這些作為判定廢棄物危害與否的重 要指標。同時這些微量金屬會因為焚化垃圾與焚化條件、焚化設備而有所差異，專 家學者在1992年研究指出燃燒溫度增加時，飛灰的鉛、鎘、鋅含量隨之增加，而重 金屬在底灰中所佔的比例則會降低。此外，氯會增加重金屬的揮發率，使飛灰重金 屬含量增高。
一般而言，有機系螯合劑多具臭味且為高pH 值之液體，部分螯合劑與空 氣接觸時，甚至會產生劣化或腐敗之現象，並產生有害氣體，因此在貯存與 運送過程中需詳加注意。
目前國內焚化廠代處理業者大多採用硫化鈉作為 螯合劑螯合劑（穩定化劑）主要原料，主因為價格便 宜，且在調配比例上， 保持常溫下15 ％硫化鈉不易 產生結晶物。 缺點包括： (1)添加藥劑量過多，會有殘餘硫化物產生而造成臭味 及二次污染； (2)主要生成物硫化鉛在超過某一濃度時為有害物質， 並會造成人體健康毒害，通常必需使用水泥固化防止 滲出液污染； (3)在高溫或酸性環境下，容易釋放出過量硫化氫毒氣。
飛灰固化技術
「固化」是一種廣泛被使用之方法，可以將有害廢 棄物包匣起來，使之不但方便運輸而且不因風雨而擴散。 因為其利用化學作用所產生之物理及化學力量將有害物 質吸著而安定於結晶格子中，以達成有害物質不溶出之 目的。固化的原理為藉由固化劑的化學特性，使得有害 廢棄物形成緊密性、具有低滲透性及高抗壓強度之固體， 主要為物理處理法，但有害廢棄物亦可能與固化劑產生 化學結合。在最理想的情況下，固化的目的在於改進廢 棄物的物理特性(如：滲透性及抗壓強度等)、增加其易 處理性，如可能並使有毒的污染物轉化成無毒的型態， 使之便於運輸且降低有害物質之擴散。
城市生活垃圾焚烧飞灰在建筑材料中的资源化利用
城市生活垃圾焚烧飞灰在建筑材料中的资源化利用摘要：随着当前我国城市化进程的不断推进，生活垃圾产生了较大的排放量。
在城市生活垃圾发展的过程当中，焚烧发电属于一种方向。
而在实际对生活垃圾进行焚烧的过程当中，飞灰的排放也会对人们的生活环境带来较大的压力。
因此，也就必须从建筑材料的应用领域当中，对城市生活垃圾焚烧飞灰进行资源化利用，以利于实现飞灰的稳定、资源以及无害化利用。
基于此，本文主要对城市生活垃圾焚烧飞灰的特性进行了分析，深层次探究了水泥、陶粒、微晶玻璃等建筑材料中对生活垃圾焚烧飞灰的资源化利用，以利于通过本文的论述，使得焚烧飞灰得到较为高效的运用，对生活环境的压力加以减小。
关键词：生活垃圾；焚烧飞灰；建筑材料；资源化利用引言：在当前我国经济不断发展的背景之下，每一年都会产生更多的城市生活垃圾。
也正因为焚烧的处理方法会对生活垃圾进行资源化处理，因此我国大部分城市都会运用这一方法。
不过，生活垃圾在焚烧之后也会存留垃圾飞灰，其中含有重金属等有害物质。
如果进行填埋的处理，特别容易对水体以及土壤带来影响。
因此，也就需要对其进行资源化利用。
一、城市生活垃圾焚烧飞灰的概述对城市生活垃圾中的焚烧飞灰来说，主要会呈现出灰白色的絮状颗粒状态，其表面会比较粗糙，具有较为松散的结构。
通常情况下，颗粒会在4μm-100μm的范围之中，主要会包含氧化钙、二氧化硅、氧化铝、三氧化二铁。
事实上，在城市当中，生活垃圾具有较为广泛的来源，也正因为焚烧的方法以及焚烧设备存在不同，进而导致焚烧飞灰当中组成部分的含量具有更大差异。
在生活垃圾的焚烧飞灰当中，会包含很多重金属。
其中，铅、镉、铜、镍的含量会比较大。
若重金属浸出，不但会对周围土壤以及水体产生影响，而且还会对人们的身体健康造成影响。
其实，在飞灰当中，会包含约15%-30%的可溶性盐类化合物，而当中影响最大的元素便是氯化物。
同时，氯化物离子还会影响铅、锌等这些物质的溶解度。
另外，在城市的生活垃圾飞灰当中，也会含有二噁英等持久性的化学废物。
环保节能新技术之九、废渣（飞灰）高温熔融玻璃化处理技术
环保节能新技术之九、废渣（飞灰）高温熔融玻璃化处理技术导语：在日常的社会生活及工业生产中,将产生大量的危废，其中有医药、农药类、废油、废有机溶剂、精馏残渣等有机危废，环保要求必须对危废进行处理，而现在危废处理中心的焚烧锅炉炉膛内的燃烧温度普遍不高于1500-1600℃，这样部分高熔点的危废如：含有重金属焚烧后形成的废渣、废灰仍为危废，使得危废处理不彻底，引起二次污染。
因此研制出对废渣、废灰进行“高温熔融玻璃化处理”的方法及工艺，即使熔融炉燃烧温度达到2000℃以上，在熔融炉内设置液态渣池，使所有废渣、废灰在其中处于熔融状态，从渣池中以液态方式排出，排出的渣呈玻璃化状态且渣可以综合利用，高温熔融炉的高温通过等离子或富氧燃烧的方式来实现，该工艺采用先进的等离子或富氧高温燃烧技术，将危废处理彻底化，并且玻璃化的渣及灰能够得以综合利用，使得危废处理工艺及技术有了质的提升，具有很好的社会效益、环境效益和经济效益。
工艺具体内容如下：注：以下资料及数据由技术方提供，并承诺文中数据及资料无误，为其真实性负全责。
一、工艺系统介绍1、废渣（飞灰）高温熔融玻璃化处理技术工艺路线为：危废预处理→回转窑气化及燃烧→废渣、废灰在熔融炉燃烬及熔融+燃烬室燃烧及燃烬+灰渣的综合利用→余热锅炉炉膛内燃烬→余热锅炉换热→尾部烟气二噁英脱除→干法脱酸→布袋除尘→烟气加热及SCR脱硝→湿法脱酸→烟气消白→烟囱→排入大气。
2、工艺系统组成危废预处理系统：固体危废处理、存储及输送单元；粉体危废处理、存储及输送单元；液态危废处理、存储及输送单元；气体危废存储及输送单元。
燃料、助燃、助熔系统：燃气、燃油、助燃剂的存储及输送单元；助熔剂存储及输送单元。
燃烧器系统：回转窑燃烧器及助燃风单元；燃烬室燃烧器及助燃风单元；熔融炉燃烧器及助燃风单元；制氧单元；引风单元。
等离子炬系统：变压器及整流柜；等离子发生器；等离子燃烧器。
燃烧室系统：回转窑燃烧室；熔融炉燃烧室；燃烬室；余热锅炉炉膛；烟道。
用煤炭固体废物烧制微晶玻璃的研究进展
用煤炭固体废物烧制微晶玻璃的研究进展韩恒梅1，2 周旭东1 杜卫新21.河南科技大学（河南洛阳 471003）2.平顶山工业职业技术学院（河南平顶山 467001）摘要：本文主要介绍了微晶玻璃的国内外研究概况，分析了煤炭固体废物的成分特征，综述了CaO-Al2O3-SiO2系统烧结法微晶玻璃的制备方法。
关键词：微晶玻璃烧结法制备方法结晶On Burning Glass-ceramics by Using Coal Solid TrashHAN Heng-mei1.2 ZHOU Xu-dong1 DU Wei-xin21. Henan University of Science and Technology（Luo Yang，Henan）2. Pingdingshan Industrial College of Technology（Henan Pingdingshan 467001）Abstract:the essay mainly introduces the brief research account of glass-ceramics in China and abroad and the present sitution，it analyses the composition feature of coal solid trash，it summarizes how to make glass-ceramics from Cao-Al2O3-SiO2 by systernatic burning and knitting.Key words：glass-ceramics the method of burning andknitting preparation crystal0 前言微晶玻璃又称玻璃陶瓷或结晶化玻璃，是由基础玻璃经控制晶化行为而制得的微晶体和玻璃相均匀分布的材料。
早在十八世纪，法国化学家鲁米汝尔就提出了用玻璃制备多晶材料的设想后，国内外许多学者先后利用矿石﹑工业尾矿﹑冶金矿渣﹑等作为主要生产原料，采用熔融法﹑烧结法﹑强韧化技术等方法生产出Li20-A1203-Si02系统微晶玻璃、CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃、复杂结构及多相微晶玻璃等。
生活垃圾焚烧飞灰的危害及资源化利用方法的研究
生活垃圾焚烧飞灰的危害及资源化利用方法的研究摘要：生活垃圾焚烧处理过程中必然伴随飞灰的产生，其产生量约为生活垃圾焚烧量的3%～5%，随着国内焚烧处理能力占比不断提高，生活垃圾焚烧飞灰无害化处理及资源化利用也逐步成为垃圾处理行业亟待解决的一个重要问题。
关键词：生活垃圾；焚烧；飞灰；危害；资源化利用1 城市生活垃圾对环境产生的危害1.1 污染土壤生活垃圾分散堆积会浪费大量土地资源，垃圾填埋场建设也占用了大面积露天土地，垃圾有害成分不仅会在雨水入渗和地表水径流的共同作用下迅速进入土壤，影响土壤结构，扰乱土壤的正常施肥和节水灌溉功能，甚至在干旱时还会使土地作物无法正常耕种。
1.2 污染大气生活垃圾中含大量的有机物，其被消化降解后，会产生氨化物、硫化物等有害气体，散发的恶臭气味会引起人体不适，且含有多种致癌、致畸的有机挥发物，有害气体随着风扩散，污染大气环境。
当垃圾随意裸露堆积时，会出现黑色恶臭的污染场景，造成蚊、蝇、鼠等四害滋生。
1.3 污染水体随意丢弃的生活垃圾容易造成水污染，其有害物质渗透到土壤中，会污染地表水、地下水；当白色垃圾被扔到海、河、湖中，会污染水体，甚至让不小心食用垃圾的生物丧命，造成生态失衡。
1.4 危害人体健康在整个人类生存环境中，大气、土壤和水体都是有害物质的传播渠道，若城市生态环境质量发生恶化，将会直接引发各类疾病。
2 城市生活垃圾处理主要技术2.1 垃圾填埋技术垃圾填埋技术分为传统填埋和卫生填埋。
传统填埋法是在自然条件下将垃圾堆积在一起，不进行科学处理，会造成土壤及水体污染，被卫生填埋法取代。
卫生填埋法是根据生活垃圾自然降解机理和对生态环境影响特性，采取有效的工程措施和严格的管理手段，控制垃圾不对周围环境造成污染的综合性科学工程技术方法。
首先要科学选址和合理设计，其次运维管理要标准和规范，最后封场仍要维护和监测，直至不对周围环境造成污染为止。
2.2 垃圾焚烧技术垃圾焚烧技术主要应用在人口密集、土地和地下水资源稀缺的一些发达城市，但会造成二次污染，产生的烟气可能含大量有毒污染物，会对城市环境和人类生存构成威胁。
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垃圾焚烧飞灰微晶玻璃化及Cr固化机理
垃圾焚烧是我国城市生活垃圾的主要处理方式之一,其环境问题备受关注。
垃圾焚烧飞灰因富含铅、锌、铬、铜等重金属元素,已被列入《国家危险废物名录》(2016版),为HW772-002-18危固。
垃圾焚烧飞灰一般采用防渗填埋、水泥固化、熔融固化等方式处置,存在有毒重金属浸出风险。
垃圾焚烧飞灰无害化处置资源化利用已经成为亟需研发的重要课题。
本研究以生活垃圾焚烧飞灰为原料,废玻璃、粉煤灰、钢渣、酸洗污泥和挥发窑渣等为添加料,制备了多种类型的微晶产品,研究了碱度对微晶玻璃析晶的影响,构建了微晶玻璃快速
析晶模型,揭示了 Cr在微晶玻璃中的固化机理,主要结论如下:以垃圾焚烧飞灰、不锈钢渣和粉煤灰为原料,研究了碱度对透辉石微晶玻璃的影响。
基于垃圾焚烧飞灰的高Ca低Si的化学组成特点,调控(Ca+Mg)和(Si+Al)在混合料中的比例,采用高温熔融热处理技术制得了CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃。
系统研究了碱度
(Ca+Mg)/(Si+Al)的变化对微晶玻璃析晶动力学、桥氧含量、结晶相组成、微观结构、机械物理性能、耐化学腐蚀性的影响。
结果表明,当碱度从1.2降低到0.9时,桥氧含量增加,玻璃网络的聚合度增加。
硅氧四面体与三个桥氧相连接的结构单元的含量增加致聚合度增加、析晶活化能增加。
微晶玻璃的硬度和抗弯强度随碱度的降低而降低,碱度为1.2时,微晶玻璃的抗弯强度、耐酸度和耐碱度分别为120.4 MPa、≥99%和≥99%,均高于《工业用微晶板材》(JC/T 2097-2011)
规定的抗弯强度≥70 MPa、耐酸度≥96%和耐碱度≥98%的要求。
以垃
圾焚烧飞灰和底灰为原料,以铅挥发窑渣为发泡剂,Na3PO4为稳泡剂,制备了泡沫微晶玻璃。
实验结果表明,68wt%垃圾焚烧飞灰、17wt.%
底灰、10wt.%铅挥发窑渣和5wt.%Na3PO3的原料,经球磨后混合后在1150℃保温1h所制备的试样具有较优的综合性能,气孔直径为0.3～1.2mm,表观密度为0.92 g/cm3,孔隙率为70.45%,吸水率为10.21%,抗压强度为12.33 MPa。
本研究为垃圾焚烧灰协同处置铅挥发窑渣并高值化利用提供了新的解决方法。
建立了“快速析晶”模型,阐明了快速析晶的分相-形核-晶体生长机制。
基础玻璃分相过程中,Na+和
K+降低了玻璃网络聚合度,加速了基础玻璃的分相,提高了透辉石主
晶相的形核驱动力,主晶相与玻璃相界面处形成富Na+和K+的扩散层,缩小形核温度和晶化温度差,使形核与晶体生长在相同温度下连续进行。
提高扩散层中Na2O的含量,可促进玻璃网络的进一步解聚。
随着Na+从0.10mol增加到0.14mol,基础玻璃中的晶粒数量增加了 3.5倍,但是使得晶体颗粒周围快扩散层中Si-O-Na键的含量相对变少,反而抑制了晶体的生长。
研究了Cr在微晶玻璃中的固化机理。
Cr在于辉石相中形成置换固溶体,被固化在微晶玻璃中,多余的Cr以镁铬尖晶石MgCr2O4的形态被固化在晶相中,这两种晶相都不易被环境中H+置换浸出。
微晶玻璃中Cr2O3的含量达到16.6wt%时,Cr的浸出量为0.72mg·L-1,低于TCLP标准限值(5mg·L-1)。