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1、10申请公布号CN104108946A43申请公布日20141022CN104108946A21申请号201410170959X22申请日20140425C04B38/02200601C04B35/00200601C04B35/62220060171申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号72发明人周明凯王彩萍彭丽芬王怀德74专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人唐万荣54发明名称一种垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷及其制备方法57摘要本发明涉及一种垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷及其制备方法，制备该泡沫陶瓷的原材料包括以下重量含量的材料组分垃圾焚烧飞灰10591，石英。
2、砂34560，添加剂6438。其制备方法包括1制备粉体坯料将制备泡沫陶瓷的原材料与水放入球磨机中球磨610H，得到混合均匀的料浆，然后将料浆烘干，得到粉体坯料，制备泡沫陶瓷的原材料各组分的重量配比为垃圾焚烧飞灰10591，石英砂34560，添加剂6438；2烧结将步骤1所得粉体坯料填入模具中，并放入高温炉内烧结，得到泡沫陶瓷。本发明对垃圾焚烧固体废弃物飞灰进行资源化处理，有效缓解了环境压力。51INTCL权利要求书1页说明书4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页10申请公布号CN104108946ACN104108946A1/1页21一种垃圾焚烧飞灰基泡沫。
3、陶瓷，其特征在于制备该泡沫陶瓷的原材料由以下重量含量的材料组分组成垃圾焚烧飞灰10591，石英砂34560，添加剂6438。2根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷，其特征在于所述添加剂包括以下重量含量的材料组分氧化铝47107656，氧化铁02645，碳酸钠02870，发泡剂2072344，以上材料的重量之和为100。3根据权利要求2所述的垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷，其特征在于所述发泡剂为碳化硅。4根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷，其特征在于所述原材料各组分的粒度小于200目。5根据权利要求12任一所述的垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷，其特征在于所述的泡沫陶瓷容重225G/CM3，抗压强度。
4、074MPA，热导率0083W/MK，吸水率267。6一种垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤1制备粉体坯料将制备泡沫陶瓷的原材料与水放入球磨机中球磨610H，得到混合均匀的料浆，然后将料浆烘干，得到粉体坯料；制备泡沫陶瓷的原材料各组分的重量配比为垃圾焚烧飞灰10591，石英砂34560，添加剂6438；2烧结将步骤1所得粉体坯料填入模具中，并放入高温炉内烧结，得到泡沫陶瓷。7根据权利要求6所述的垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于步骤1所述球磨是以氧化铝磨球作为研磨介质，其中磨球、原材料、水的质量比为23104。8根据权利要求6所述的垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷的制备方。
5、法，其特征在于步骤2所述高温炉内烧结条件是以46/MIN的升温速率从室温升到11301200，保温1H，然后随炉冷却。权利要求书CN104108946A1/4页3一种垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷及其制备方法技术领域0001本发明属于固体废弃物处理与资源化利用技术领域，涉及一种垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷及其制备方法。背景技术0002生活垃圾焚烧技术因其减量化、资源化、无害化程度高已成为国内生活垃圾无害化处理的发展方向。据测算到2015年底，全国垃圾焚烧处理能力接近27万吨/日，与此同时每年产生数百万吨的垃圾焚烧飞灰，年处理费用将达24亿元。垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧后在烟气净化系统和热回收利用系统收集到的。
6、细小尘埃，其重金属的含量较高且存在一定量的二噁英，为典型的危险废弃物。目前垃圾焚烧飞灰处置途径主要集中于通过固化使得固化体中重金属的溶出浓度达到填埋场的限制要求后进行填埋。固化手段主要包括水泥固化、化学药剂固化、高温熔融固化，其中以高温熔融固化效果最优，所形成的玻璃固化体具有较好的长期稳定性，可实现对重金属离子的永久固化和二噁英的有效分解。但是高温熔融固化技术因能源消耗量大，运行成本高而难以推广应用。若能在高温条件下，实现垃圾焚烧飞灰的资源化利用，既能实现垃圾焚烧飞灰的无害化处置，又能避免资源能源的浪费。目前，国内外对高温下垃圾焚烧飞灰的资源化利用也做了一些研究。0003发明专利CN10181。
7、7650A一种水泥窑协同处理生活垃圾焚烧飞灰的方法公开了一种将垃圾焚烧飞灰作为水泥生料替代部分原料生产水泥的方法。采用该方法生产的水泥完全满足PO425级水泥的性能指标，实现了垃圾焚烧飞灰的资源化综合利用，但该方法中飞灰需要经过水洗预处理，包括水洗、脱水及烘干等较为繁琐的工艺，且需增设洗涤液净化等设备，显著增大了垃圾焚烧飞灰的处理成本，达到约1580元/吨。发明内容0004本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷及其制备方法，该方法能够充分利用垃圾焚烧产生的固体废弃物飞灰，极大地缓解了环境压力，而且制备的垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷性能好容重225G/C。
8、M3，抗压强度074MPA，热导率0083W/MK，吸水率267。0005本发明垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷的技术方案是0006其原材料由以下重量含量的材料组分组成垃圾焚烧飞灰10591，石英砂34560，添加剂6438。0007按上述方案，所述添加剂包括以下重量含量的材料组分氧化铝47107656，氧化铁02645，碳酸钠02870，发泡剂2072344，以上材料的重量之和为100。0008优选的是，所述发泡剂为碳化硅。0009按上述方案，所述原材料各组分的粒度小于200目。0010按上述方案，所述的泡沫陶瓷容重225G/CM3，抗压强度074MPA，热导率说明书CN104108946A2/4页4。
9、0083W/MK，吸水率267。0011本发明垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷的制备方法包括以下步骤00121制备粉体坯料将制备泡沫陶瓷的原材料与水放入球磨机中球磨610H，得到混合均匀的料浆，然后将料浆烘干，得到粉体坯料；制备泡沫陶瓷的原材料各组分的重量配比为垃圾焚烧飞灰10591，石英砂34560，添加剂6438；00132烧结将步骤1所得粉体坯料填入模具中，并放入高温炉内烧结，得到泡沫陶瓷。0014按上述方案，步骤1所述球磨是以氧化铝磨球作为研磨介质，其中磨球、原材料、水的质量比为23104。0015按上述方案，步骤2所述高温炉内烧结条件是以46/MIN的升温速率从室温升到11301200，保温1。
10、H，然后随炉冷却。0016本发明的有益效果在于1、目前垃圾焚烧飞灰的主要处理模式是先固化后填埋，固化填埋后不仅占用大量的土地资源，而且存在地下水污染等隐患，并未从根源上解除飞灰的危害。以垃圾焚烧所产生的固体废弃物飞灰为基础原料，一方面节约了矿石资源，降低了泡沫陶瓷的生产成本，另一方面实现了危险废弃物飞灰的资源化利用；2、垃圾焚烧飞灰属于CAOSIO2AL2O3体系，与泡沫陶瓷的主要化学成分相似。用垃圾焚烧飞灰制备泡沫陶瓷充分利用了它的化学组成特性，SIO2、AL2O3用作泡沫陶瓷主要化学成分，垃圾焚烧飞灰中还含有少量的CAO、K2O、FE2O3、NA2O可用作助熔剂，实现了垃圾焚烧飞灰的合理化。
11、资源利用；3、垃圾焚烧飞灰具有一定的火山灰活性，可以降低烧成温度，从而减少重金属离子的挥发等对环境造成的污染，且所制备的泡沫陶瓷结构致密，有效减小了重金属离子等有害物质的溶出，实现了垃圾焚烧飞灰的无害化处置；4、本发明所述方法制备工艺简单，所制备的泡沫陶瓷性能优良，内部气孔孔径均匀，并且容重低225G/CM3、强度高074MPA、热导率低0083W/MK、吸水率低267。具体实施方式0017为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。0018实施例中所制备泡沫陶瓷的性能与重金属离子的溶出指标的测试方法如下泡沫陶瓷吸水率的测试方法参照硬质泡沫塑料吸水率的。
12、测定GB/T88102005，抗压强度的测试方法参照泡沫陶瓷绝热制品JC/T6472005，热导率的测试方法参照绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法GB/T102942008，容重的测试方法参照多孔陶瓷显气孔率、容重试验方法GB/T19661996，重金属离子的浸出方法参照固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法HJ/T2992007。0019本发明实施例所用原材料的粒径均小于200目。0020实施例10021泡沫陶瓷原材料组分及质量比垃圾焚烧飞灰10WT，石英砂52WT，添加剂38WT包括5264WT氧化铝，2105WT氧化铁，2105WT碳酸钠，526WT碳化硅。0022按配比在上述原材料。
13、中加入占原材料总质量40的水，以氧化铝磨球作为研磨介质，在球磨机上球磨8H磨球、原材料、水的质量比为2104，得到混合均匀的浆料，说明书CN104108946A3/4页5将浆料置于鼓风干燥箱内烘干，干燥箱内温度为105，制得粉体坯料，将粉体坯料装入涂有氧化铝的耐火材料模具中并送入高温炉内，炉体按照5/MIN的升温速率从室温升到1200，保温1H，随炉冷却后，切割得到垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷。0023所制备泡沫陶瓷的性能与重金属离子的溶出指标如下表1所示0024表1泡沫陶瓷的性能与重金属离子的溶出浓度00250026实施例20027泡沫陶瓷原材料组分及质量比垃圾焚烧飞灰158WT，石英砂60WT，。
14、添加剂242WT包括4710WT氧化铝，2645WT氧化铁，2438WT碳酸钠，207WT碳化硅。0028按配比在上述原材料中加入占原材料总质量40的水，以氧化铝磨球作为研磨介质，在球磨机上球磨8H磨球、原材料、水的质量比为3104，得到混合均匀的浆料，将浆料置于鼓风干燥箱内烘干，干燥箱内温度为105，制得粉体坯料，将粉体坯料装入涂有氧化铝的耐火材料模具中并送入高温炉内，炉体按照6/MIN的升温速率从室温升到1190，保温1H，随炉冷却后，切割得到垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷。0029所制备泡沫陶瓷的性能与重金属离子的溶出指标如下表2所示0030表2泡沫陶瓷的性能与重金属离子的溶出浓度0031003。
15、2实施例30033泡沫陶瓷原材料组分及质量比垃圾焚烧飞灰312WT，石英砂465WT，添加剂223WT包括5426WT氧化铝，1256WT氧化铁，2870WT碳酸钠，448WT碳化硅。0034按配比在上述原材料中加入占原材料总质量40的水，以氧化铝磨球作为研磨介质，在球磨机上球磨8H磨球、原材料、水的质量比为2104，得到混合均匀的浆料，将浆料置于鼓风干燥箱内烘干，干燥箱内温度为110，制得粉体坯料，将粉体坯料装入涂有氧化铝的耐火材料模具中并送入高温炉内，炉体按照4/MIN的升温速率从室温升到1160，保温1H，随炉冷却后，切割得到垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷。0035所制备泡沫陶瓷的性能与重金属离。
16、子的溶出指标如下表3所示说明书CN104108946A4/4页60036表3泡沫陶瓷的性能与重金属离子的溶出浓度00370038实施例40039泡沫陶瓷原材料组分及质量比垃圾焚烧飞灰591WT，石英345WT，添加剂64WT包括7656WT氧化铝，2344WT碳化硅。按配比在上述原材料中加入占原材料总质量40的水，以氧化铝磨球作为研磨介质，在球磨机上球磨8H磨球、原材料、水的质量比为2104，得到混合均匀的浆料，将浆料置于鼓风干燥箱内烘干，干燥箱内温度为105，制得粉体坯料，将粉体坯料装入涂有氧化铝的耐火材料模具中并送入高温炉内，炉体按照5/MIN的升温速率从室温升到1130，保温1H，随炉冷却后，切割得到垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷。0040所制备泡沫陶瓷的性能与重金属离子的溶出指标如下表4所示0041表4泡沫陶瓷的性能与重金属离子的溶出浓度00420043由以上实施例可知本发明提供的垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷性能良好且重金属离子溶出浓度远低于危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别GB508532007的限值要求，有效地实现了飞灰的资源化。说明书CN104108946A。