【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及垃圾焚燒飛灰的處置，涉及一種高飛灰摻量的飛灰燒結料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、垃圾焚燒飛灰是市政生活垃圾焚燒過程中產生、隨煙氣一同進入煙氣凈化系統的物質，最終被除塵器中被捕集。爐排爐型垃圾焚燒爐，其垃圾焚燒飛灰的產量大概為入爐垃圾總量的2～5％。由于垃圾焚燒飛灰中富集有pb、cd、cu、ni及zn等重金屬，同時飛灰中還含有二噁英等致癌物質，飛灰被列為危險廢物。目前國內垃圾焚燒電廠對飛灰的處置方法依然停留在添加水泥、穩定劑固化填埋階段，資源化利用未成規模。飛灰中還含有豐富的鈣資源和硅資源，進行飛灰的資源化意義重大。飛灰水洗水泥窯協同是較為成熟的飛灰資源化手段，但是全工藝處置流程復雜、成本高。飛灰燒結熱處理能夠實現飛灰的二噁英解毒，是實現飛灰資源化的有效手段，但是目前的飛灰燒結熱處理工藝，普遍存在飛灰摻量低、燒結溫度高等問題，這是因為現有飛灰燒結熱處理工藝只有在低摻雜量飛灰和高燒結溫度下，才可以得到重金屬穩定達標以及強度達標的飛灰燒結料，這導致高溫處置成本還是遠高于填埋處置的成本。因此，開發高效的、成本優勢明顯的飛灰燒結熱處理技術，具有重要的價值和意義。
2、綜上，非常有必要提供一種高飛灰摻量的飛灰燒結料及其制備方法和應用。
技術實現思路
1、為了解決現有技術中存在的一個或者多個技術問題，本專利技術提供了一種高飛灰摻量的飛灰燒結料及其制備方法和應用。本專利技術實現了高含量垃圾焚燒飛灰的低燒結溫度處理，并且得到的所述飛灰燒結料重金屬浸出毒性達標，且具有強
2、本專利技術在第一方面提供了一種高飛灰摻量的飛灰燒結料的制備方法，所述方法包括如下步驟：
3、(1)將硅粉、堿、水和分散劑混合均勻并在75～95℃下攪拌反應4～12h，得到特種硅聚集體溶液；
4、(2)將燒結助劑和垃圾焚燒飛灰混合均勻，得到固體粉料，然后將固體粉料和所述特種硅聚集體溶液一起置于成型制粒裝置成型制粒，得到成型顆粒；
5、(3)將成型顆粒在高溫處理設備中經600～900℃煅燒0.2～1.2h，得到高飛灰摻量的飛灰燒結料；所述飛灰燒結料中含有垃圾焚燒飛灰的質量分數為70～85wt％，含有燒結助劑的質量分數為2～5wt％；
6、優選地，在步驟(1)中：所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰中的一種或多種。
7、優選地，在步驟(1)中：所述分散劑為甲基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、三聚磷酸鈉中的一種或多種。
8、優選地，在步驟(1)中：所述硅粉、所述堿和所述分散劑的質量比為100：(5～15)：(0.1～1.5)。
9、優選地，在步驟(1)中：所述水的質量用量為所述硅粉的質量用量的3～6倍。
10、優選地，步驟(1)得到的所述特種硅聚集體溶液中含有的特種硅聚集體為粒徑為1～10nm的二氧化硅。
11、優選地，在步驟(2)中：所述燒結助劑為粒徑不大于100nm的氟化鈣、硼粉、硼砂中的一種或多種。
12、優選地，步驟(3)得到的所述高飛灰摻量的飛灰燒結料的抗壓強度不小于4mpa。
13、優選地，所述成型制粒裝置包括粉末下料板、液體霧化器、濕料下料裝置和造粒成型機；所述粉末下料板、液體霧化器和濕料下料裝置之間形成空腔，所述粉末下料板位于所述空腔的上方，所述液體霧化器位于所述空腔的周向，所述濕料下料裝置位于所述空腔的下方，所述造粒成型機位于所述濕料下料裝置的下方；利用所述成型制粒裝置成型制粒時，使所述固體粉料經粉末下料板進入空腔，同時使得特種硅聚集體溶液在液體霧化器的作用下霧化成液態霧滴進入空腔，在空腔中液態霧滴同固體粉料充分接觸和混合均勻，得到濕料，然后濕料經濕料下料裝置進入造粒成型機中成型，得到成型顆粒。
14、優選地，所述高溫處理設備包括依次連接的位于上部的加熱段筒體、位于中部的冷卻段筒體和位于下部的固體物料淬冷池，所述加熱段筒體的外部設置有隔熱層，所述加熱段筒體的內部設置有內部加熱板，所述冷卻段筒體的外部設置有供冷卻介質通入的冷卻段筒體夾套；所述加熱段筒體的頂部設置有廢氣排放口、抽真空口、氣體入口和固體物料入口；所述加熱段筒體和所述冷卻段筒體之間設置有多孔隔板，所述冷卻段筒體的底部為固體物料出口，所述固體物料出口與所述固體物料淬冷池連接；在步驟(3)中，經成型制粒得到成型顆粒后，使得所述成型顆粒經固體物料入口進入高溫處理設備的加熱段筒體內通過內部加熱板加熱至600～900℃并在600～900℃煅燒0.2～1.2h，然后經多孔隔板進入冷卻段筒體內冷卻，再經固體物料出口進入固體物料淬冷池淬冷，得到高飛灰摻量的飛灰燒結料。
15、本專利技術在第二方面提供了由本專利技術在第一方面所述的制備方法制得的高飛灰摻量的飛灰燒結料。
16、本專利技術在第三方面提供了由本專利技術在第一方面所述的制備方法制得的高飛灰摻量的飛灰燒結料在建筑材料中作為填充料的應用。
17、本專利技術在第四方面提供了一種成型制粒裝置，所述成型制粒裝置包括粉末下料板、液體霧化器、濕料下料裝置和造粒成型機；所述粉末下料板、液體霧化器和濕料下料裝置之間形成空腔，所述粉末下料板位于所述空腔的上方，所述液體霧化器位于所述空腔的周向，所述濕料下料裝置位于所述空腔的下方，所述造粒成型機位于所述濕料下料裝置的下方。
18、本專利技術在第五方面提供了一種高溫處理設備，所述高溫處理設備包括依次連接的位于上部的加熱段筒體、位于中部的冷卻段筒體和位于下部的固體物料淬冷池，所述加熱段筒體的外部設置有隔熱層，所述加熱段筒體的內部設置有內部加熱板，所述冷卻段筒體的外部設置有供冷卻介質通入的冷卻段筒體夾套；所述加熱段筒體的頂部設置有廢氣排放口、抽真空口、氣體入口和固體物料入口；所述加熱段筒體和所述冷卻段筒體之間設置有多孔隔板，所述冷卻段筒體的底部為固體物料出口，所述固體物料出口與所述固體物料淬冷池連接。
19、本專利技術與現有技術相比至少具有如下有益效果：
20、本專利技術在制備飛灰燒結料時，創新性地添加了一種自制的特種硅聚集體溶液，該特種硅聚集體溶液中含有的特種硅聚集體為原位生成的二氧化硅，具有極小的粒徑范圍(1nm～10nm)；本專利技術發現，該自制特種硅聚集體的活性極高，顯著優于傳統二氧化硅納米顆粒，能夠有效提升燒結活性；同時，本專利技術所選用的燒結助劑優選為粒徑不大于100nm的氟化鈣、硼粉、硼砂等助劑，也有助于提高垃圾焚燒飛灰的燒結活性；本專利技術特種硅聚集體和所述燒結助劑的組合不僅保證了在飛灰燒結過程中實現高摻雜量，還能有效降低燒結溫度。本專利技術通過低溫燒結處理高摻雜量的垃圾焚燒飛灰，即可以制備出重金屬浸出毒性和強度均達標的飛灰燒結料，與傳統方法相比，本專利技術具有顯著的高效性和成本優勢，不僅能夠大幅降低工藝成本，還具備在工業規模中應用的潛力。本專利技術還采用一種新型的成型設備(成型制粒裝置)對物料進行成型處理，有效實現了粉狀物料(固體粉料)同液體物料(特種硅聚集體溶液)的均勻混合，提高了成型致密性和均勻性，本專利技術中實本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高飛灰摻量的飛灰燒結料的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中：
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中：
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：
7.由權利要求1至6中任一項所述的制備方法制得的高飛灰摻量的飛灰燒結料。
8.由權利要求1至6中任一項所述的制備方法制得的高飛灰摻量的飛灰燒結料在建筑材料中作為填充料的應用。
9.一種成型制粒裝置，其特征在于：
10.一種高溫處理設備，其特征在于：
【技術特征摘要】
1.一種高飛灰摻量的飛灰燒結料的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中：
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中：
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉海濤，曹海琳，翁履謙，馬文超，
申請(專利權)人：深圳市航天新材科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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