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垃圾焚烧飞灰是一种垃圾焚烧二次污染物,其理化性质复杂,且随着不同条件的变化表现出很大差异。垃圾焚烧飞灰被列入国家危险废物名录,对其浸出特性的考察非常重要。PP/V(等离子体热解玻璃化)技术是近年来新兴的危险废物处理技术,属于飞灰安全处置技术中的一种。PP/V技术熔融固化产物玻璃体的浸出特性是检验此技术优越性的一项重要指标。
本文工作以实验和理论相结合的方式,研究垃圾焚烧飞灰理化性质及PP/V技术玻璃体特性。搭建翻转式振荡器浸出实验台和金属消化实验台;全面调研国内针对垃圾焚烧飞灰化学成份研究成果,总结国内垃圾焚烧飞灰化学成份特点;通过实际取样测量,详细分析北京和河南垃圾焚烧飞灰的基本理化性质,包括粒径、含水率、微观形态、化学组分、晶相组成等;实验研究飞灰高温高压混酸消化方法最佳方案;重点针对飞灰的浸出特性,实验研究其随浸提剂初始pH值、浸出实验液固比、浸出时间等影响因素的变化规律;最后实验研究玻璃体浸出特性,对玻璃体资源再利用进行探讨。研究表明,垃圾焚烧飞灰粒径微小,表面形态复杂;主要含有钙、硅、铝、氯、硫、钾、钠等元素,锌、铬、铅、铜、锰等重金属总量大概占到飞灰总量的1%;晶相组成复杂,包括NaCl、KCl、Ca(SO4)、SiO2、CaClOH、CaCO3、MgO、Al2SiO5和Al2O3等;HNO3+HF+H2O2组合适合飞灰高温高压混酸消化,但酸量需求随飞灰中成分不同有较大变化;液固比和浸提混合溶液pH值是飞灰重金属浸出特性较显著的影响因素;我国现有浸出毒性鉴别方法不能很好反映飞灰浸出特性,需要发展连续多级提取实验方法;PP/V技术生成的玻璃体坚硬致密、光泽度好、表面光滑、浸出率非常低,部分重金属元素浸出率达到0.01%以下。