本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種飛灰重金屬固化劑及其固化方法。
背景技術(shù)：
隨著我國垃圾焚燒處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，垃圾焚燒飛灰產(chǎn)量也在日益增高，垃圾焚燒飛灰中的二噁英和重金屬元素擴散到空氣、土壤和水體中會造成嚴重的環(huán)境污染，危害人類和其他生物的生存，因此如何合理的處理垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰成為很多垃圾處理廠、垃圾發(fā)電廠亟待解決的問題。
垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰固化處理需要滿足兩個條件：一是經(jīng)過固化處理后形成的固化塊要具有一定的機械強度，以減少人為和自然環(huán)境對固化塊的破壞導(dǎo)致有害元素浸出造成環(huán)境污染；二是固化處理后的固化塊的重金屬浸出毒性需滿足《生活垃圾焚燒污染控制新標準》(gb18485-2014)要求，不會對環(huán)境造成污染。
目前國內(nèi)外對垃圾焚燒飛灰通常采用的處理方法有：(1)穩(wěn)定固化，采用的固化劑主要有3種，水泥、石灰、泥清，將飛灰中的重金屬及其他污染組分呈現(xiàn)化學(xué)惰性或被包容起來，以便運輸和處置，但是這幾種固化劑存在弊端，一是成本高，二是操作環(huán)境惡劣，效果不是很好，禁不起酸和堿的腐蝕。(2)將重金屬與飛灰進行分離，首先將重金屬離子從飛灰中萃取出來，再加入藥劑，生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，但是這種方法存在瓶頸，萃取率太低，而且成本高、投資大，目前的應(yīng)用效果不甚理想。因此急需將開發(fā)一種新型飛灰重金屬固化劑，處理成本低，可操作性強，能夠很好的封閉重金屬，不怕酸和堿的侵蝕且耐高溫，把危廢轉(zhuǎn)變?yōu)橐话銖U物進行填埋處理，大大降低飛灰的處理成本，給企業(yè)帶來很好的經(jīng)濟效益，且改善了周邊環(huán)境的質(zhì)量。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種飛灰重金屬固化劑及其固化方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中固化飛灰重金屬處理成本高、操作環(huán)境惡劣、處理效果不理想等問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明以兩種廉價易得的化工原料硅酸鈉和硫酸按一定比例先后加入到飛灰中攪拌，硅酸鈉與硫酸反應(yīng)形成水凝膠，硅酸鈉粘結(jié)固化飛灰，共同對飛灰重金屬離子進行固化封閉。具體地，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種飛灰重金屬固化劑，按重量份計包括以下組分：硅酸鈉50～250份、硫酸60～130份；
進一步地，所述固化劑配方為：硅酸鈉200份、硫酸80份；
進一步地，所述硅酸鈉稀釋至10％～20％；
進一步地，所述硫酸為質(zhì)量分數(shù)為98％的濃硫酸；
進一步地，所述固化劑處理飛灰重金屬的固化方法，包括如下步驟:
(1)飛灰預(yù)處理：將飛灰加入到攪拌器中，再加入水，啟動攪拌器攪拌將飛灰潤濕；
(2)配制固化劑：按比例將硅酸鈉進行稀釋，配制成硅酸鈉溶液；
(3)固化飛灰：按比例將步驟(2)所得硅酸鈉溶液加入到步驟(1)所述的飛灰中，攪拌均勻后再按比例加入硫酸，充分攪拌均勻，得水凝膠類混料；
(4)毒性檢測：所得混料成型，標準養(yǎng)護7～28天，使其形成固化體，固化后的飛灰重金屬復(fù)合物進行浸出毒性檢測，滿足《生活垃圾焚燒污染控制新標準》(gb18485-2014)的要求；
進一步地，所述步驟(3)固化劑按重量份計的加入比例為：飛灰1000份、硅酸鈉200份、硫酸80份；
進一步地，所述步驟(3)所得水凝膠類混料為化學(xué)凝膠類混料；
進一步地，所述飛灰重金屬固化劑在處理飛灰重金屬過程中的應(yīng)用；
進一步地，所述飛灰重金屬固化劑在處理任何危險廢物過程中的應(yīng)用，硅酸鈉(na2o·nsio2)是一種礦黏合劑，粘結(jié)力強，強度較高，對危險廢物進行粘結(jié)固化，同時硅酸鈉(na2o·nsio2)與硫酸(h2so4)反應(yīng)生成水凝膠(nsio2·mh2o)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無毒無味，不溶于水和任何溶劑，對危廢進行封閉穩(wěn)定固化處理，其反應(yīng)式如下：
na2o·nsio2+mh2so4→nsio2·mh2o+na2so4
本發(fā)明方法具有如下優(yōu)點：
本發(fā)明以兩種廉價易得的化工原料硅酸鈉和硫酸按一定比例先后加入到飛灰中攪拌，硅酸鈉是一種礦黏合劑，粘結(jié)力強，強度較高，粘結(jié)固化飛灰，同時硅酸鈉與硫酸反應(yīng)形成水凝膠，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無毒無味，不溶于水和任何溶劑，共同對飛灰重金屬離子進行固化封閉,處理成本低，操作簡單，投資小，固化封閉重金屬效果好，不怕酸堿侵蝕，重金屬毒性浸出達標，滿足《生活垃圾焚燒污染控制新標準》(gb18485-2014)的要求，將危險廢物轉(zhuǎn)變?yōu)橐话銖U物進行直接填埋或用于修路等建筑材料，大大節(jié)約了飛灰重金屬處理成本，給企業(yè)帶來了很好的經(jīng)濟效益，改善了周邊的環(huán)境質(zhì)量。
具體實施方式
以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
實施例1
一種飛灰重金屬固化劑。
配方：
按重量份計包括以下組分：硅酸鈉100份、質(zhì)量分數(shù)為98％的濃硫酸80份。
固化劑處理飛灰重金屬的固化方法，包括如下步驟:
(1)飛灰預(yù)處理：將飛灰加入到攪拌器中，再加入少量水，啟動攪拌器攪拌將飛灰潤濕；
(2)配制固化劑：按比例將硅酸鈉進行稀釋，配制成濃度為10％的硅酸鈉溶液；
(3)固化飛灰：按重量份計將步驟(2)所得100份硅酸鈉溶液加入到步驟(1)所述的1000份飛灰中，攪拌均勻后再按比例加入80份硫酸，充分攪拌均勻，得化學(xué)凝膠類混料；
(4)毒性檢測：所得混料成型，標準養(yǎng)護7天，使其形成固化體，固化后的飛灰重金屬復(fù)合物進行浸出毒性檢測，以滿足重金屬浸出毒性檢測國家標準《生活垃圾焚燒污染控制新標準》(gb18485-2014)。
實施例2
一種飛灰重金屬固化劑。
配方：
按重量份計包括以下組分：硅酸鈉130份、質(zhì)量分數(shù)為98％的濃硫酸100份。
固化劑處理飛灰重金屬的固化方法，包括如下步驟:
(1)飛灰預(yù)處理：將飛灰加入到攪拌器中，再加入少量水，啟動攪拌器攪拌將飛灰潤濕；
(2)配制固化劑：按比例將硅酸鈉進行稀釋，配制成濃度為20％的硅酸鈉溶液；
(3)固化飛灰：按重量份計將步驟(2)所得130份硅酸鈉溶液加入到步驟(1)所述的1000份飛灰中，攪拌均勻后再按比例加入100份硫酸，充分攪拌均勻，得化學(xué)凝膠類混料；
(4)毒性檢測：所得混料成型，標準養(yǎng)護28天，使其形成固化體，固化后的飛灰重金屬復(fù)合物進行浸出毒性檢測，以滿足重金屬浸出毒性檢測國家標準《生活垃圾焚燒污染控制新標準》(gb18485-2014)。
實施例3
一種飛灰重金屬固化劑。
配方：
按重量份計包括以下組分：硅酸鈉200份、質(zhì)量分數(shù)為98％的濃硫酸80份。
固化劑處理飛灰重金屬的固化方法，包括如下步驟:
(1)飛灰預(yù)處理：將飛灰加入到攪拌器中，再加入少量水，啟動攪拌器攪拌將飛灰潤濕；
(2)配制固化劑：按比例將硅酸鈉進行稀釋，配制成濃度為15％的硅酸鈉溶液；
(3)固化飛灰：按重量份計將步驟(2)所得200份硅酸鈉溶液加入到步驟(1)所述的1000份飛灰中，攪拌均勻后再按比例加入80份硫酸，充分攪拌均勻，得化學(xué)凝膠類混料；
(4)毒性檢測：所得混料成型，標準養(yǎng)護15天，使其形成固化體，固化后的飛灰重金屬復(fù)合物進行浸出毒性檢測，以滿足重金屬浸出毒性檢測國家標準《生活垃圾焚燒污染控制新標準》(gb18485-2014)。
實施例4
一種飛灰重金屬固化劑。
配方：
按重量份計包括以下組分：硅酸鈉250份、質(zhì)量分數(shù)為98％的濃硫酸60份。
固化劑處理飛灰重金屬的固化方法，包括如下步驟:
(1)飛灰預(yù)處理：將飛灰加入到攪拌器中，再加入少量水，啟動攪拌器攪拌將飛灰潤濕；
(2)配制固化劑：按比例將硅酸鈉進行稀釋，配制成濃度為12％的硅酸鈉溶液；
(3)固化飛灰：按重量份計將步驟(2)所得250份硅酸鈉溶液加入到步驟(1)所述的1000份飛灰中，攪拌均勻后再按比例加入60份硫酸，充分攪拌均勻，得化學(xué)凝膠類混料；
(4)毒性檢測：所得混料成型，標準養(yǎng)護20天，使其形成固化體，固化后的飛灰重金屬復(fù)合物進行浸出毒性檢測，以滿足重金屬浸出毒性檢測國家標準《生活垃圾焚燒污染控制新標準》(gb18485-2014)。
實施例5
一種飛灰重金屬固化劑。
配方：
按重量份計包括以下組分：硅酸鈉180份、質(zhì)量分數(shù)為98％的濃硫酸130份。
固化劑處理飛灰重金屬的固化方法，包括如下步驟:
(1)飛灰預(yù)處理：將飛灰加入到攪拌器中，再加入少量水，啟動攪拌器攪拌將飛灰潤濕；
(2)配制固化劑：按比例將硅酸鈉進行稀釋，配制成濃度為16％的硅酸鈉溶液；
(3)固化飛灰：按重量份計將步驟(2)所得180份硅酸鈉溶液加入到步驟(1)所述的1000份飛灰中，攪拌均勻后再按比例加入130份硫酸，充分攪拌均勻，得化學(xué)凝膠類混料；
(4)毒性檢測：所得混料成型，標準養(yǎng)護10天，使其形成固化體，固化后的飛灰重金屬復(fù)合物進行浸出毒性檢測，以滿足重金屬浸出毒性檢測國家標準《生活垃圾焚燒污染控制新標準》(gb18485-2014)。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。