垃圾焚烧飞灰的熔盐法处理及资源化利用研究

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1、分类号:X70510710-2015131024硕士学位论文垃圾焚烧飞灰的熔盐法处理及资源化利用研究景明海导师姓名职称赵鹏教授申请学位类别硕士学科专业名称材料学论文提交日期2018年5月8日论文答辩日期2018年6月3日学位授予单位长安大学StudyontreatmentandutilizationofMSWIflyashbymoltensaltmethodADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：JingMinghaiSupervisor：Prof.ZhaoPengChang’anUniversity,Xi’an,China

2、论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：2018年6月6日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名

3、：2018年6月6日导师签名：2018年6月6日摘要垃圾焚烧法因其减容化、减重化、处理周期短及热能可二次利用等优点在我国逐渐得到推广应用。然而，垃圾在焚烧处理的过程中会产生富含重金属和二噁英等有毒物质的垃圾焚烧飞灰，必须对其进行安全处置。本文结合X射线衍射分析、X射线荧光光谱分析、扫描电子显微镜、电感耦合等离子质谱仪等分析手段对飞灰的化学组成、微观形貌和重金属浸出特性等进行系统研究，为飞灰的处理提供理论依据。通过引入蒸养技术处理飞灰，研究其作为建筑材料的可行性，研究发现，当飞灰掺量小于45.0wt%，粉煤灰掺量大于50.0wt%时，所得固化体强度可以满足建筑材料的要求，且飞灰中的重金属经

4、过蒸养固化后的浸出质量浓度远小于标准中规定的限值。本文结合了高温下飞灰中重金属容易氯化挥发的特性，通过引入熔盐法处理飞灰。研究了不同处理温度、不同熔盐组成、不同熔盐添加比例和不同气氛对飞灰中重金属挥发性能的影响，并对熔盐法处理后的飞灰熔渣的基本特性和资源化利用进行分析研究。通过对比飞灰处理前后的重金属浸出质量浓度，发现随着氯化钠熔盐掺量的增加和温度的升高，飞灰中的重金属浸出质量浓度都呈下降趋势，在还原气氛下加入一定量的氯化钙熔盐，能够有效地促进飞灰中重金属的挥发。实验得到的最佳处理条件：处理温度为1000°C，熔盐由氯化钠与氯化钙按1:1的质量比组成，熔盐与飞灰的质量比为10:1，加入1

5、g碳粉，通入氮气在还原气氛下高温处理2h，处理之后飞灰熔渣中重金属Cr、Cu、Zn、Cd和Pb的浸出质量浓度分别62.80μg/L、69.40μg/L、493.90μg/L、2.10μg/L和49.90μg/L，远低于标准中所规定的限值。熔盐法处理后的飞灰熔渣中含有硅酸三钙、硅酸二钙、阿利尼特和硫酸钙等矿物晶体，与硅酸盐水泥的组成较为相近，可以将其以不同比例掺入水泥中。结果发现随着飞灰熔渣掺量的增加，水泥标准稠度用水量不断增加，凝结时间先增大后减小，3天、7天和28天抗折抗压强度先增大后减小。当飞灰熔渣掺量为10%时，试块的3天、7天和28天抗压强度可达到最大，分别为22.5MPa、32

6、.9MPa和43.6MPa。当飞灰熔渣的掺量为30%时，其28天抗压强度与未掺飞灰熔渣的强度比为87.7%，远大于标准中规定的65.0%，说明飞灰熔渣有很好的胶凝特性。关键词：垃圾焚烧飞灰，蒸养，熔盐法，热处理，重金属，浸出质量浓度IIIAbstractWiththeadvantagesofvolumereduction,weightreduction,highefficiencyandtheseconduseofthermalenergy,Municipalsolidwasteincineration(MSWI)technologyhasbeenwidelyappliedinChina

7、.MSWIflyashisproducedintheprocessofmunicipalsolidwasteincinerationandcontainsalotofheavymetals,dioxinsandothertoxicpollutants.SoMSWIflyashshouldbetreatedharmlessly.Inrecentyears,thetreatmenttechnologyforMSWIflyashharml