SiO2添加劑對城市垃圾焚燒飛灰熔融特性的影響
摘 要：在小型熔融實驗臺上，將不同比例的si02與焚燒飛灰均勻混合進行熔融處理實驗，系統地研究了SiO2摻入量對熔融試樣的重金屬分布、浸出毒性等方面的影響。結果表明，飛灰SiO2摻入量對焚燒飛灰熔融特性有顯著影響，SiO2添加劑可有效控制焚燒飛灰重金屬污染物。當Cr，SiO2摻入量為15%時，Cr的固溶率達到最高，為106．%3％；對于Ni，Cu和As，當SiO2的摻入量低于15％時，有利于它們的圃溶率提高，但SiO2摻入量超過15％時，3種重金屬的固溶率與si02摻入量成反比。對于Cd、Pb、Zn，三者的揮發率均隨SiO2的添加量增加而減少，但SiO2對zn的揮發抑制作用較明顯，而對Pb，Cd的揮發有較弱影響；SiO2摻入量對Hg的揮發幾乎沒有影響。當SiO2摻入量超過200時，熔渣斷面平整且結構致密，呈細條紋狀，表面無任何孔隙。隨著SiO2摻入量的增加，試樣收縮率趨于線性增長，熔渣密度則緩慢減小，熔融體中重金屬的浸出率呈減少趨勢。
關鍵詞：焚燒飛灰；熔融；重金屬；SiO2添加劑
垃圾焚燒飛灰中含有高濃度的Cd、Pb、Zn、Hg、Cr等重金屬物質和鹽類，由于重金屬不能被微生物分解且極易在生物體內富集，從而形成毒性更強的化合物，這將對生態環境構成極大的潛在威脅。因此，焚燒飛灰的熔融處理不僅可以減少重金屬、鹽類的溶出，使飛灰轉變成物化性質穩定的熔渣，而且熔渣可作為路基材料、混凝土骨料、瀝青骨料等，達到資源化利用的目的。
添加劑在飛灰熔融過程中起重要作用，適宜的添加劑不僅可以降低熔融處理的難度和費用，而且可以抑制重金屬等污染物的排放。研究表 ，在焚燒飛灰中加入一些添加劑進行玻璃化處理是可行的。Chirst 和Chan研究認為1000℃高溫中加入CaCI2熔融飛灰3 h以上，可以降低飛灰中的重金屬含量，使其轉化為可揮發的重金屬化合物，從而降低了熔渣中重金屬含量，致使熔渣中重金屬的溶出率降低。SiO2是飛灰熔融處理常用的添加劑，在爐內高溫的條件下，SiO2與飛灰中的化合物會發生礦物相反應，形成新的礦物相，從而降低了重金屬的浸出。
近來國內外研究者對焚燒飛灰熔融處理等方面進行了較深入的研究 ，然而，這些研究中關于SiO2添加劑對飛灰熔融特性影響方面的鮮見報道，因此，對SiO2添加劑對飛灰熔融過程中重金屬遷移的影響在實驗方面有待于進一步研究。本文針對摻入SiO2添加劑的焚燒飛灰進行熔融實驗，并對不同比例SiO2添加劑對熔融試樣的重金屬分布、浸出毒性等方面的影響進行了研究，為焚燒飛灰的無害化、資源化批量處理提供必要的依據。
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