專利名稱：用二次垃圾飛灰或底灰制備建筑陶瓷及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焚燒垃圾所產(chǎn)生的飛灰或底灰的再利用，尤其是以飛灰或底 灰為主料制備建筑陶瓷及制備方法。
背景技術(shù)：
垃圾焚燒發(fā)電是目前處理城市生活垃圾的最有效的方法之一，隨著我國垃圾 焚燒發(fā)電的規(guī)模越來越大，產(chǎn)生的二次垃圾也越來越多。由于我國生活垃圾不分 類導(dǎo)致垃圾焚燒發(fā)電后二次垃圾中底灰比例大而飛灰中重金屬含量高，如不及時 處理會對環(huán)境造成新的污染。目前，歐洲一些國家、美國和日本等已將垃圾焚燒 后的飛灰進行固化處理后用作水泥、混凝土等的混合料或吸附劑、脫硫劑等，其 它多數(shù)國家處理灰渣仍以填埋為主。我國對二次垃圾的研究主要是從環(huán)境保護的 角度采用磷酸鹽、水泥、熔融等方法對飛灰中的重金屬進行固化處理，部分學(xué)者 研究了在熔融固化的同時制備微晶玻璃。底灰再利用的研究國內(nèi)外報道都很少。
吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版)，2006， (Sl)， 130-132陳智連、李金娜、吳金 金、張培萍《固體廢棄物再生陶瓷的實驗研究》是本課題組的中間成果，利用長 春市鑫祥垃圾焚燒發(fā)電廠的二次垃圾與適量的高嶺土和石英相配比，采用干法壓 制成型和低溫快燒工藝，制備出了性能優(yōu)異的陶瓷制品。力學(xué)性能測試結(jié)果顯示 制品的抗彎強度為41一99. 25MPa,吸水率為0. 13%—6. 95%。 XRD、 FTIR等測試分 析其主晶相是石英。并在正交實驗的基礎(chǔ)上優(yōu)選出了再生陶瓷的最佳配方為二
次垃圾高嶺土 石英=34 : 39 : 27，最佳燒成溫度是112crc左右。但該方案二
次垃圾用量低，石英用量較多，陶瓷燒成溫度較高，因此所獲得的陶瓷脆性大，
成本高。中國資源綜合利用，2004,(10), 9-12錢玲,侯浩波，《淺談垃圾焚燒 灰渣的資源化利用》焚燒處理是解決R益增長的生活垃圾的有效方法。對垃圾焚 燒底灰和飛灰的資源化利用分別進行了綜合論述，底灰由于毒性小適合資源化再 利用，而焚燒飛灰由于具有極大的危害性，應(yīng)該在保證其無害化的基礎(chǔ)上尋求資 源化的途徑。環(huán)境衛(wèi)生工程2006， (06)， 20-23+26倪靜、趙由才《城市生活垃圾 焚燒飛灰的處理與綜合利用》城市生活垃圾焚燒飛灰中可溶性重金屬和溶解鹽含 量較高，并含有二等劇毒有機污染物, 一般可認為是危險廢物。目前飛灰處置的主 要模式是對飛灰進行單獨收集,經(jīng)適當(dāng)處理后，送入填埋場進行填埋。固化/穩(wěn)定 化和重金屬提取是目前飛灰處理的主要方法。介紹了飛灰的4類共9種再利用途 徑:建筑材料制作(水泥、混凝土、陶瓷、玻璃和玻璃陶瓷)，巖土工程應(yīng)用(道路、 筑堤)，農(nóng)業(yè)利用(土壤改良劑)和其它(吸附劑、污泥調(diào)理劑)。郴州師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2003,(02)， 54-56鄧斌《利用固體廢料制備陶瓷環(huán)保生態(tài)磚的探索》 以石墨尾礦，粉煤灰，煤矸石,垃圾焚燒灰等固體廢料為主要原料研制陶瓷環(huán)保生 態(tài)磚。討論了固體廢料加入量、顆粒級配及造孔劑等對陶瓷環(huán)保生態(tài)磚制備工藝 及性能的影響，并制備出性能指標(biāo)達到國外標(biāo)準(zhǔn)的樣品，但飛灰的填加量應(yīng)小于 20%。環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2003， (09), 12-15黃本生，劉清才，王里奧，《垃 圾焚燒飛灰綜合利用研究進展》垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰因含有大量的重金屬等污染 物而屬危險廢物，目前常采用的處理方法是填埋。就垃圾飛灰的綜合利用研究現(xiàn) 狀進行了論述。從環(huán)境和技術(shù)的角度看，垃圾飛灰的預(yù)處理、水泥固化和玻璃化 是目前飛灰綜合利用的主要研究方向。陶瓷，1999， (06)， 37-39楊雄，孫劍峰《生 活垃圾處理及其焚燒產(chǎn)物玻璃化》介紹了一種城市生活垃圾的處理及處理后垃圾 灰輝在熔融爐中熔融成玻璃態(tài)物質(zhì)再利用的無害化處理方法和熔融垃圾灰燼余 熱的利用。中國資源綜合利用，1991, (02)， 21李凱《"垃圾混凝土" 一舉多得》 美國一家公司研制出一種有綜合效益的[垃圾混凝土]。首先把固體垃圾粉碎,再 與廢水和泥土相攪拌,然后經(jīng)過高溫、高壓處理，制出一種類似玻璃的陶瓷體,最 后再與普通水泥混合形成。CN1193001公開了"含固體廢棄物的陶瓷鋼磚的制法" 通過制磚，可把以固體廢棄物為主的填充物密封在磚的磚芯部分，使固體廢棄物 得到凈化處理，屬生活垃圾凈化處理和陶瓷鋼磚制造技術(shù)領(lǐng)域，包括配制備用藥 料，烘干，粉碎，噴撒藥料，擠壓成型，打包，灌漿，燒結(jié)固化，成品九個步驟， 用該法制磚有生產(chǎn)成本低，節(jié)能的優(yōu)點，制成的磚塊能凈化處理固體廢棄物，是 一項經(jīng)濟效益和社會效益巨大的，能變廢為寶和有發(fā)展前途的新技術(shù)。CN1544376 公開了" 一種利用建筑垃圾、工業(yè)廢渣生產(chǎn)新建材的方法"是利用建筑垃圾貨 廢渣制備建材的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用二次垃圾飛灰或 底灰制備建筑陶瓷及方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
按重量百分比為飛灰50%-75%、高嶺土 40%-20%和石英10%-5%或底灰 50%-80%，高嶺土 45%-20%和石英5%-0%。
按如下順序和歩驟制備建筑陶瓷
a、 先將二次垃圾底灰、石英等粗顆粒原料進行粗碎及細碎處理；
b、 根據(jù)制備陶瓷的大小和數(shù)量設(shè)計原料總量，按重量百分比將飛灰或底灰、 高嶺土和石英裝入球磨機，混合球磨至顆粒粒徑小于200目；
c、 將球磨好的混合料置入坯體模具干壓成型，成型壓力30-40MPa;
d、 將成型的坯體干燥后入窯，低溫、中溫段的升溫速度同傳統(tǒng)建筑陶瓷， 控制高溫焙燒溫度為105(TC 110(TC;e、 在高溫焙燒溫度下保溫60-90min后，進入冷卻帶；
f、 將冷卻后的瓷坯進行施釉或拋光后即成瓷。
有益效果與重金屬熔融固化的方法相比由于其反應(yīng)溫度相對較低，即防止
了高溫熔融過程中部分重金屬的揮發(fā)和遷移，又可獲得優(yōu)質(zhì)的低溫快燒陶瓷。與 采用磷酸鹽、水泥、混凝土等固化的方法相比由于其經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)使得重金屬的 固化效果好，陶瓷中重金屬水平振蕩毒性浸出量很小。同時在燒結(jié)過程中可以使 有毒有機物徹底分解。以二次垃圾為主料制備陶瓷既節(jié)省了自然資源和能源，降 低了陶瓷的成本又提高了二次垃圾利用的附加值。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例作進一步詳細說明 按如下順序和步驟制備建筑陶瓷
a、 根據(jù)制備陶瓷的大小和數(shù)量設(shè)計原料總量，將預(yù)處理后的各原料按重量 百分比，將50%-75%的飛灰或50%-80%的底灰、45%-20%的高嶺土和10%-0% 的石英裝入球磨機，球磨至顆粒粒徑小于200目；
b、 將球磨好的混合料置入陶瓷坯體模具干壓成型，成型壓力30-40MPa;
c、 將成型的坯體干燥后入窯，低溫、中溫段的升溫速度同傳統(tǒng)建筑陶瓷， 控制高溫焙燒溫度為1050°C 1100°C;
d、 在焙燒溫度下保溫60-90min后，進入冷卻帶；
e、 將冷卻后的瓷坯進行施釉或拋光后即成瓷。 實施例1
a、 根據(jù)制備陶瓷的大小和數(shù)量設(shè)計原料總量，將預(yù)處理后的各原料按重量 百分比，將55%的飛灰、45%的高嶺土和10%的石英裝入球磨機，球磨至顆粒粒 徑小于200目；
b、 將球磨好的混合料置入坯體模具干壓成型，成型壓力30MPa;
c、 將成型的坯體干燥后入窯，低溫、中溫段的升溫速度同傳統(tǒng)建筑陶瓷， 控制高溫焙燒溫度為IIOO'C;
d、 在高溫焙燒溫度下保溫90min后，進入冷卻帶；
e、 將冷卻后的瓷坯進行施釉或拋光后即成瓷。 實施例2
a、 將預(yù)處理后的各原料按重量百分比，將70%的飛灰、25%的高嶺土和5% 的石英裝入球磨機，球磨至顆粒粒徑小于200目；
b、 將球磨好的混合料加3%水混勻，置入陶瓷坯體模具干壓成型，成型壓力 35MPa;
c、 將成型的坯體干燥后入窯，低溫、中溫段的升溫速度同傳統(tǒng)建筑陶瓷， 控制高溫焙燒溫度為108(TC;d、 在高溫焙燒溫度下保溫75min后，進入冷卻帶；
e、 將冷卻后的瓷坯進行施釉或拋光后即成瓷。 實施例3
a、 將預(yù)處理后的各原料按重量百分比，將75%底灰、21%高嶺土和4%石英 裝入球磨機，球磨至顆粒粒徑小于200目；
b、 將球磨好的混合料加4%水混勻，置入坯體模具干壓成型，成型壓力 4陽Pa;
c、 將成型的坯體干燥后入窯，低溫、中溫段的升溫速度同傳統(tǒng)建筑陶瓷，
控制高溫焙燒溫度為1060°C;
d、 在焙燒溫度下保溫65min后，進入冷卻帶；
e、 將冷卻后的瓷坯進行施釉或拋光后即成瓷。 實施例4
a、 將預(yù)處理后的各原料按重量百分比，將80%底灰、20%高嶺土和0%石英 裝入球磨機，球磨至顆粒粒徑小于200目；
b、 將球磨好的混合料5%水混勻，置入瓷坯模具干壓成型，成型壓力40MPa;
c、 將成型的坯體千燥后入窯，低溫、中溫段的升溫速度同傳統(tǒng)建筑陶瓷， 控制高溫焙燒溫度為1050°C;
d、 在高溫焙燒溫度下保溫60min后，進入冷卻帶；
e、 將冷卻后的瓷坯進行施釉或拋光后即成瓷。
權(quán)利要求
1、一種用二次垃圾飛灰或底灰制備建筑陶瓷，其特征在于，按重量百分比為飛灰50％-75％、高嶺土40％-20％和石英10％-5％或底灰50％-80％，高嶺土45％-20％和石英5％-0％。
2、 按照權(quán)利要求1所述的用二次垃圾飛灰或底灰制備建筑陶瓷的方法，其 特征在于，按如下順序和步驟a、 先將二次垃圾底灰、石英等粗顆粒原料進行粗碎及粉碎處理；b、 按重量百分比，將飛灰或底灰、高嶺土和石英裝入球磨機，混合球磨至 顆粒粒徑小于200目；c、 將球磨好的混合料加少量水混勻，置入瓷坯模具成型，成型壓力 30-40MPa;d、 將成型的坯體干燥后入窯，低溫、中溫段的升溫速度同傳統(tǒng)建筑陶瓷， 控制高溫焙燒溫度為105(TC 110(TC;e、 在焙燒溫度下保溫60-90min后，進入冷卻帶；f、 將冷卻后的瓷坯進行施釉或拋光后即成瓷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用二次垃圾飛灰或底灰制備建筑陶瓷及方法。按重量百分比為將飛灰或底灰、高嶺土和石英混合后球磨，磨好置入坯體模具成型，將成型的坯體入窯后焙燒并保溫一定時間，冷卻并施釉或拋光后即為陶瓷。本方法發(fā)明用二次垃圾為主料制備低溫快燒陶瓷節(jié)省了自然資源和能源，降低了陶瓷的成本，可獲得優(yōu)質(zhì)建筑陶瓷。對于二次垃圾處理與重金屬熔融固化方法相比由于其反應(yīng)溫度相對較低，可防止高溫熔融過程中部分重金屬的揮發(fā)和遷移。與采用磷酸鹽、水泥、混凝土等固化的方法相比由于其經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)使得重金屬的固化效果好，同時在燒結(jié)過程中可以使有毒有機物徹底分解。在有效處理二次垃圾的同時提高了其利用的附加值。
文檔編號C04B35/00GK101580378SQ20091006714
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
發(fā)明者張培萍, 李憲州, 蔣引珊, 趙以辛, 魏存弟 申請人:吉林大學(xué)