本發(fā)明涉及垃圾燃燒飛灰的處理，尤其涉及基于垃圾燃燒飛灰的瀝青混凝土粘結(jié)料及瀝青混凝土，屬于瀝青混凝土與危險廢棄物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

垃圾燃燒的固體物質(zhì)（包括爐渣和飛灰）約占垃圾固體量的30%-35%，其中，底渣占25%-30%，飛灰占5%。垃圾焚燒飛灰中富集大部分重金屬和二噁英，其毒性遠(yuǎn)大于爐渣，因此各國均將垃圾燃燒飛灰作為危險固體廢棄物處置。隨著垃圾產(chǎn)量與日俱增，以及焚燒方式處理垃圾作為主流垃圾處置方式，垃圾飛灰產(chǎn)量也迅速攀升。據(jù)統(tǒng)計，2002年，我國垃圾飛灰年產(chǎn)量僅為13.75萬噸，2010年，垃圾飛灰產(chǎn)量就達(dá)50余萬噸?？梢?，每年大量產(chǎn)生的垃圾焚燒飛灰是城市危險廢棄物管理面臨的一重大棘手難題。

垃圾飛灰安全處置技術(shù)有安全填埋、熔融固化、化學(xué)藥劑穩(wěn)定化、溶劑提取和水泥固化等技術(shù)。

安全填埋技術(shù)是將垃圾飛灰在現(xiàn)場進(jìn)行簡單處理后進(jìn)入安全填埋場填埋，隨著土地資源日夜匱乏和填埋可能導(dǎo)致的二次污染，垃圾填埋選址越來越困難。

熔融固化需要將飛灰加熱到1400 ^oC左右高溫，才能實現(xiàn)飛灰減容化、無害化、資源化目的，而其中Pb\Cd\Zn等易揮發(fā)金屬需進(jìn)行后續(xù)嚴(yán)格煙氣處理，故該法處理成本高。

化學(xué)藥劑穩(wěn)定化處理主要是針對垃圾飛灰中重金屬為主，通過化學(xué)反應(yīng)使有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑?、低遷移性及低毒性物質(zhì)過程，目前該領(lǐng)域發(fā)展迅速的是重金屬螯合劑處理，螯合劑投加量0.6%，就能捕集飛灰中重金屬高達(dá)97%，因此，該方法在實現(xiàn)廢物無害化同時，達(dá)到廢物少增容或不增容，從而提高危險廢物處理、處置系統(tǒng)的總體效率和經(jīng)濟(jì)性，適用于垃圾填埋場。

溶劑提取技術(shù)通過酸、堿、高溫、藥劑、生物浸取，將飛灰中部分金屬等元素提取出來，然后將飛灰進(jìn)入垃圾填埋場或者資源化利用。

水泥固化法，將飛灰與水泥混合，在一定條件下經(jīng)歷一系列的物理、化學(xué)作用，使污染物在飛灰-水泥基質(zhì)中固定化。飛灰水泥固化體可在確保安全前提下進(jìn)行一定的資源化再利用于修建危險廢物填埋場護(hù)坡等，目前國內(nèi)的不少危險廢物填埋場已經(jīng)開始采用水泥固化技術(shù)控制焚燒飛灰的重金屬污染，但是該技術(shù)必須對飛灰在水泥固化前經(jīng)過嚴(yán)格預(yù)處理工藝，否則，飛灰中高含量的重金屬及其氯化物將在水泥回轉(zhuǎn)窯高溫段揮發(fā)，低溫段冷凝，而導(dǎo)致嚴(yán)重結(jié)皮現(xiàn)象，引起設(shè)備停產(chǎn)，同時，也會導(dǎo)致水泥中重金屬、氯化物超標(biāo)。

以上處置垃圾飛灰技術(shù)或多或少都存在著各種缺陷，難于實現(xiàn)垃圾飛灰的無害化和資源化利用。

垃圾飛灰瀝青混凝土，既能實現(xiàn)垃圾飛灰的無害化處置，又能對該危險固廢棄物資源化利用，具有極好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。然而，垃圾飛灰成分復(fù)雜，與瀝青基材以及瀝青拌合物間相容性很差，填充進(jìn)混凝土中往往可能出現(xiàn)飛灰與瀝青，瀝青與粗、細(xì)骨料間剝離現(xiàn)象，導(dǎo)致飛灰瀝青混凝土強(qiáng)度不足，難于滿足路用瀝青混凝土技術(shù)指標(biāo)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提出一種垃圾燃燒飛灰瀝青混凝土粘結(jié)料及瀝青混凝土。本發(fā)明粘結(jié)料能與瀝青、混凝土粗骨料、細(xì)骨料以及飛灰之間形成強(qiáng)相互作用，在瀝青混凝土施工和養(yǎng)護(hù)條件下形成三維立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使固化物重金屬浸出量低于危險廢棄物重金屬排放標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)垃圾飛灰無害化和資源化再利用。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種垃圾燃燒飛灰瀝青混凝土粘結(jié)料，由A、B兩組分構(gòu)成，A組分與B組分重量比為1-1.5：1；所述A組分由石油瀝青、環(huán)氧樹脂、稀釋劑、相容劑和垃圾燃燒飛灰組成，A組分中各原料的重量分?jǐn)?shù)依次為30-60份、10-30份、10-20份、5-10份、1-10份；所述B組分由環(huán)氧固化劑、固化促進(jìn)劑、石油瀝青、增韌劑、重金屬螯合劑和偶聯(lián)劑組成，B組分中各原料的重量份數(shù)依次為5-20份、1-10份、40-70份、3-10份、1-10份、5-20份。

所述A組分中環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂或者間苯二酚型環(huán)氧樹脂。

所述A組分中稀釋劑為縮水甘油醚，縮水甘油醚為聚丙二醇二縮水甘油醚、1,4-丁二醇二縮水甘油醚或者1,6-己二醇二縮水甘油醚。

所述A組分中相容劑為改性瀝青、焦油類或化學(xué)合成物。

所述B組分中環(huán)氧固化劑為改性胺類或聚酰胺類固化劑。

所述重金屬螯合劑為聚甲基丙烯酸、水解聚馬來酸酐、富馬酸(反丁烯二酸)—丙烯磺酸共聚體、二丙基二硫代磷酸銨、氨基三乙酸、乙二胺四乙酸、雙硫腙或者8-羥基喹啉。

所述B組分中偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑，硅烷類偶聯(lián)劑為γ-胺丙基三乙氧基硅、γ―氨丙基三甲氧基硅烷、 3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ―巰丙基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷或者γ―氨丙基甲基二乙氧基硅烷。

所述B組分中增韌劑為改性端羥基聚丁二烯液體橡膠、聚氧化丙烯多胺(PPA)、環(huán)氧化腰果酚、聚丙二醇二縮水甘油醚、亞油酸二聚體二縮水甘油醚、聚硫橡膠或者聚丙二醇二縮水甘油酯的長鏈脂肪族化合物（CMP-410）。

所述B組分中固化促進(jìn)劑為叔胺類促進(jìn)劑，該叔胺類促進(jìn)劑為2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚、N,N-二甲胺基芐胺或者二甲氨基丙胺。

一種垃圾飛灰瀝青混凝土，按如下方法制備得到，將A組分與基礎(chǔ)瀝青在160-170^oC下混合，然后加入粗骨料、細(xì)骨料、礦粉混合均勻，最后加入B組分混合均勻即得垃圾飛灰瀝青混凝土；其中A組分、B組分、基礎(chǔ)瀝青、粗骨料、細(xì)骨料、礦粉的質(zhì)量配比為：1-15:1-10：3-10：80-150: 60-120：0-10。各組分優(yōu)化配比為：5-10:3-8:5-8:90-120:80-100:5-8。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

（1）該粘結(jié)料能與瀝青、混凝土粗骨料、細(xì)骨料以及垃圾燃燒飛灰之間形成強(qiáng)相互作用，在瀝青混凝土施工和養(yǎng)護(hù)條件下形成三維立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了熱塑性瀝青和熱固性環(huán)氧功能的協(xié)調(diào)互補(bǔ)，性能達(dá)到路用瀝青混凝土技術(shù)規(guī)范要求；

（2）該粘結(jié)料使用對重金屬離子具有一定螯合功能的改性胺和聚丙烯酰胺作為環(huán)氧固化劑，另外，在固化促進(jìn)劑、偶聯(lián)劑選用方面，也兼顧活性基對飛灰重金屬的螯合作用，與高分子重金屬螯合劑相配伍，實現(xiàn)對垃圾飛灰中重金屬的永久性螯合固定，防止次生污染發(fā)生；

（3）該粘結(jié)料將垃圾飛灰添加入A組分中，通過環(huán)氧樹脂和螯合劑對垃圾飛灰進(jìn)行浸潤、粘結(jié)，防止了垃圾飛灰在施工過程中因塵埃對施工人員身體侵害和周圍環(huán)境污染，實現(xiàn)綠色施工。

具體實施方式

本發(fā)明垃圾燃燒飛灰瀝青混凝土粘結(jié)料由A、B兩組分構(gòu)成。所述A組分與B組分重量比為1-1.5：1。本發(fā)明為雙組分粘結(jié)料，制備瀝青混凝土的時候按一定配比將兩組分混合加入，因為提前將AB組分混合，會發(fā)生反應(yīng)。

所述A組分由石油瀝青、環(huán)氧樹脂、稀釋劑、相容劑和垃圾燃燒飛灰組成，A組分中各原料的重量分?jǐn)?shù)依次為30-60份、10-30份、10-20份、5-10份、1-10份；所述B組分由環(huán)氧固化劑、固化促進(jìn)劑、石油瀝青、增韌劑、重金屬螯合劑和偶聯(lián)劑組成，B組分中各原料的重量份數(shù)依次為5-20份、1-10份、40-70份、3-10份、1-10份、5-20份。

A組分制備: 將A組分各物料投入攪拌釜，在60-90 ^oC恒溫攪拌1.5-2小時，出料即為A組分。

B組分制備：將B組分各物料投入攪拌釜，在40-60 ^oC恒溫攪拌0.5-1小時，出料即為B組分。

所述A組分中環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂（牌號為E-51、E-44、E-55、E-56、E-54、E-56D、E-52D、E-53D、E-48D、E-35或E-20），縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂（牌號為672、731、771、712、CY183或NGA），雙酚F型環(huán)氧樹脂（牌號為6458、6445、6420、YDF－170、YDF-2001、YDF-8170、CYDF－170或CYDF-180），縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂（牌號為669、664－2、664－3、668、63或696）間苯二酚型環(huán)氧（牌號為680或J-80）。

所述A組分中環(huán)氧稀釋劑為縮水甘油醚，包括聚丙二醇二縮水甘油醚、1,4-丁二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚。

所述A組分中相容劑為改性瀝青、焦油類或化學(xué)合成物。

所述A、B組分中石油瀝青可為瀝青70#、瀝青90#、瀝青110#或瀝青130#。

所述的B組分中環(huán)氧固化劑為改性胺類或聚酰胺類固化劑，可為酚醛改性脂胺系列：RF-200；改性脂肪胺系列：NP-310，NP-360；酰胺基系列：NP-425，NP-593，NP-3051，NP-3110，NP-3122，NP-820，NP-810，NP-815；聚酰胺系列：NP-300，NP-300D,NP-400，NP650，NP-651。

所述重金屬螯合劑可為聚甲基丙烯酸、水解聚馬來酸酐、富馬酸(反丁烯二酸)—丙烯磺酸共聚體、二丙基二硫代磷酸銨（ADD）、氨基三乙酸（NTA）、乙二胺四乙酸(EDTA)、雙硫腙、8-羥基喹啉。

所述B組分中偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑γ-胺丙基三乙氧基硅（KH—550）、γ―氨丙基三甲氧基硅烷(KH-540)、 3-氨丙基三甲氧基硅烷（KH-551）、γ―巰丙基三乙氧基硅烷（KH-580）、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷（KH-602）、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-791）、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷（KH-792）、γ―氨丙基甲基二乙氧基硅烷（KH-902）。

所述增韌劑為改性端羥基聚丁二烯液體橡膠、聚氧化丙烯多胺(PPA)、環(huán)氧化腰果酚、聚丙二醇二縮水甘油醚、亞油酸二聚體二縮水甘油醚、聚硫橡膠、聚丙二醇二縮水甘油酯的長鏈脂肪族化合物（CMP-410）。

所述促進(jìn)劑選用叔胺類促進(jìn)劑，可為2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚（DMP-30）、N,N-二甲胺基芐胺、二甲氨基丙胺。

本發(fā)明的垃圾燃燒飛灰瀝青混凝土，是將上述A組分和B組分與基礎(chǔ)瀝青、粗骨料、細(xì)骨料和礦粉，混合均勻，室溫養(yǎng)護(hù)固化即得。具體為，將A組分與基礎(chǔ)瀝青在160-170^oC下混合，然后加入粗骨料、細(xì)骨料、礦粉混合均勻，最后加入B組分混合均勻即得垃圾飛灰瀝青混凝土，其中A組分、B組分、基礎(chǔ)瀝青、粗骨料、細(xì)骨料、礦粉的質(zhì)量配比為：1-15:1-10：3-10：80-150: 60-120：0-10。各組分優(yōu)化配比為：5-10:3-8:5-8:90-120:80-100:5-8。160-170^oC為瀝青料混合時溫度，邊混合邊攤鋪，以后就是室溫養(yǎng)護(hù)了。室溫一般在20-40^oC。

為了驗證本發(fā)明的效果，可以對固化后瀝青混凝土進(jìn)行重金屬浸出實驗：參照《固體廢棄物浸出毒性浸出方法 水平震蕩法》（HJ 557-2009），采取HNO₃-HF-HClO₄消解方法，稱取0.5 g樣品，消解完后定容到50 ml，用原子吸收分光光度計測重金屬含量。

為更好的說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點，下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實施例1

將70#瀝青45份、環(huán)氧樹脂E-51 20份，聚丙二醇二縮水甘油醚 15份，煤焦油5份，垃圾燃燒飛灰5份, 加入到攪拌釜中，加熱到70 ^oC，保溫攪拌1.5小時，出料制得A組分。

將改性胺15份，N，N-二甲基芐胺5份，70#瀝青50份，端羥基聚丁二烯液體橡膠7.5份, 聚甲基丙烯酸5 份，γ-胺丙基三乙氧基硅（KH—550）5份, 加入到攪拌釜中，加熱到50 ^oC，攪拌， 保溫1小時，制得B組分。

將A組分、B組分、基礎(chǔ)瀝青、粗骨料、細(xì)骨料、礦粉，按15: 10：5：100: 80：3，重量份混合均勻，室溫養(yǎng)護(hù)固化24小時，制得垃圾飛灰瀝青混凝土，進(jìn)行重金屬浸出測試。

實施例2

將90#瀝青30份、環(huán)氧樹脂E-44 10份，1,4-丁二醇二縮水甘油醚10份，煤焦油5份，垃圾燃燒飛灰5份, 加入到攪拌釜中，加熱到60 ^oC保溫攪拌2小時，出料制得A組分。

將酚醛改性脂胺RF-200 5份，2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚（DMP-30） 1份，石油瀝青70# 40份， 環(huán)氧化腰果酚7.5份，水解聚馬來酸酐3份， 3-氨丙基三甲氧基硅烷（KH-551） 1份，加入到攪拌釜中，加熱到40^oC，攪拌， 保溫1小時，制得B組分。

將A組分、B組分、基礎(chǔ)瀝青、粗骨料、細(xì)骨料、礦粉，按10: 10：6：150:120：10重量份混合均勻，室溫養(yǎng)護(hù)固化24小時，制得垃圾飛灰瀝青混凝土，進(jìn)行重金屬浸出測試。

實施例3

將90#瀝青60份、環(huán)氧樹脂E-51 30份， 1,6-己二醇二縮水甘油醚20份，煤焦油10份，垃圾燃燒飛灰15份，加入到攪拌釜中，加熱到90 ^oC保溫攪拌1.5小時，出料制得A組分。

將改性脂肪胺NP-310 20份，二甲氨基丙胺10份，石油瀝青90# 70份，雙環(huán)氧形有聚丙二醇二縮水甘油醚10份,富馬酸(反丁烯二酸)—丙烯磺酸共聚體10份，γ―巰丙基三乙氧基硅烷（KH-580）10份, 加入到攪拌釜中，加熱到60^oC，攪拌， 保溫0.5小時，制得B組分。

將A組分、B組分、基礎(chǔ)瀝青、粗骨料、細(xì)骨料、礦粉，按5:3：8：120: 100：6重量份混合均勻，室溫固化24小時，制得垃圾飛灰瀝青混凝土，進(jìn)行重金屬浸出測試。

實施例4

將110#瀝青45份,環(huán)氧樹脂E-51 20份，聚丙二醇二縮水甘油醚 15份，煤焦油5份，垃圾燃燒飛灰5份，加入到攪拌釜中，加熱到80 ^oC保溫攪拌1.5小時，出料制得A組分。

將酰胺基NP-425 15份，N，N-二甲基芐胺5份，110#瀝青60份，亞油酸二聚體二縮水甘油醚7.5份,二丙基二硫代磷酸銨（ADD）1 份， N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷（KH-602）5份, 加入到攪拌釜中，加熱到50^oC，攪拌，保溫1小時，制得B組分。

將A組分、B組分、基礎(chǔ)瀝青、粗骨料、細(xì)骨料、礦粉，按8:6：5：80: 60：5重量份混合均勻，室溫固化24小時，制得垃圾飛灰瀝青混凝土，進(jìn)行重金屬浸出測試。

實施例5

將130#瀝青50份、環(huán)氧樹脂E-51 20份，聚丙二醇二縮水甘油醚 15份，煤焦油5份，垃圾燃燒飛灰5份，加入到攪拌釜中，加熱到75 ^oC，保溫攪拌2小時，出料制得A組分。

將NP-300 15份，N，N-二甲基芐胺5份，130#瀝青60份，聚丙二醇二縮水甘油酯的長鏈脂肪族化合物（CMP-410）7.5份,氨基三乙酸（NTA）3 份， N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-791）5份, 加入到攪拌釜中，加熱到50^oC，攪拌， 保溫1小時，制得B組分。

將A組分、B組分、基礎(chǔ)瀝青、粗骨料、細(xì)骨料、礦粉，按15:10：3：150: 100：0重量份混合均勻，室溫固化24小時，制得垃圾飛灰瀝青混凝土，進(jìn)行重金屬浸出測試。

實施例6

將70#瀝青40份、環(huán)氧樹脂E-51 20份，聚丙二醇二縮水甘油醚 15份，煤焦油5份，垃圾燃燒飛灰5份，加入到攪拌釜中，加熱到70 ^oC保溫攪拌1.5小時，出料制得A組分。

將聚酰胺NP650 15份，N，N-二甲基芐胺5份，70#瀝青50份、端羥基聚丁二烯液體橡膠7.5份, 雙硫腙5 份，γ―氨丙基甲基二乙氧基硅烷（KH-902） 5份, 加入到攪拌釜中，加熱到50^oC，攪拌，保溫1小時，制得B組分。

將A組分、B組分、基礎(chǔ)瀝青、粗骨料、細(xì)骨料、礦粉，按10:10：4：100: 80：3重量份混合均勻，室溫固化24小時，制得垃圾飛灰瀝青混凝土，進(jìn)行重金屬浸出測試。

對比例：將垃圾燃燒飛灰直接進(jìn)行浸出測試。

表1 垃圾燃燒飛灰瀝青混凝土重金屬固化效果 (mg.kg-1)

上述固化效果表明，固化后的重金屬浸出濃度遠(yuǎn)低于國家危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)之下，不存在再生污染的危險，該垃圾飛灰固化處置方法能實現(xiàn)垃圾飛灰的無害化和資源化利用。

最后需要說明的是，本發(fā)明的上述實例僅僅是為說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。盡管申請人參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。