1、城市固體廢棄物焚燒飛灰作為垃圾焚燒過程中的二次污染物,含有大量的有機污染物和可浸出的重金屬,例如Cd,Cr,Pb和Zn,會對人體健康和環(huán)境造成潛在危害。熔融熱處理法是飛灰處置最理想的技術(shù),但是熔融熱處理法需要消耗大量能源,并且一些重金屬元素也會在熔融過程中揮發(fā)。添加劑能夠有效影響飛灰的熔融特性和重金屬的浸出毒性,因而在熔融熱處理研究中占有重要位置,以解決熔融法的缺點。但目前研究中多以化學藥品為添加劑,而礦物添加劑則少見報道。而在玻璃制造

2、業(yè),礦物添加劑可作為助熔劑來降低熔融溫度。
　　本文選取采自武漢兩座垃圾焚燒電廠的飛灰,與礦物添加劑鋰輝石、螢石、重晶石和化學試劑四硼酸鋰進行混合,研究飛灰在熱處理過程中的熔融特性和重金屬的遷移轉(zhuǎn)化特性。另外,還采用HSC軟件和TG-DSC實驗進行熔融過程中的熱力學平衡計算和動力學研究,模擬重金屬的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,揭示熔融動力學機理。
　　飛灰熔融特性實驗表明:1.礦物添加劑能夠有效降低飛灰流動溫度,有助于降低熔融處理能耗;2

3、.礦物添加劑和處理溫度是影響熔渣晶相結(jié)構(gòu)和微觀形貌很重要的兩個因素,當處理溫度低于熔融溫度時,礦物添加劑會導致熔渣中新的晶體生成,并在熔渣的微觀形貌中表現(xiàn)為不同的結(jié)晶態(tài)。
　　飛灰中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化和浸出毒性研究表明:1.礦物添加劑使得飛灰可以再較低處理溫度下發(fā)生熔融,從而有效降低重金屬的揮發(fā)率;2.礦物添加劑有助于熔渣形成玻璃相,從而將重金屬固定于其中,降低重金屬的浸出毒性;3.所得熔渣中重金屬的浸出毒性遠遠低于標準限值,可直接

4、進行處理。
　　HSC熱力學計算結(jié)果表明:1.Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn在熔融過程中總體遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律較為相似,600-700℃下基本以硫化物或者氧化物的形式存在,當達到一定溫度時,開始以氯化物形式揮發(fā),并且會表現(xiàn)為不同的價態(tài);2.某些重金屬還會相互發(fā)生反應,形成絡合物。
　　TG-DSC實驗結(jié)果表明:1.飛灰中混合不同添加劑之后,其失重峰和吸熱峰都會發(fā)生不同幅度的前移,并會對飛灰熔融動力學參數(shù)產(chǎn)生明顯但不穩(wěn)定的