一种飞灰低温解毒制备建材细骨料的制备方法

本发明属于垃圾焚烧废物无害化处置，具体涉及一种飞灰低温解毒制备建材细骨料的制备方法。

背景技术：

1、生活垃圾焚烧飞灰是城市生活垃圾焚烧发电过程产生的高危危险固体废物，其内部富集大量可溶性氯盐、硫酸盐、二噁英类持久性有机污染物、重金属离子，同时掺杂未燃尽炭、活性炭吸附杂质等组分，具有毒性强、污染物迁移风险高、处置难度大、二次污染隐患突出等特点，是固废处置领域的重点管控危废品类。

2、当前行业内主流飞灰处置工艺普遍采用“先水洗脱盐、后成型烧结”的传统技术路线，存在诸多固有技术缺陷：原灰直接水洗易造成二噁英、炭粉、微量重金属等污染物外泄扩散，导致洗盐水浑浊、杂质含量高，后续水处理难度大、处置成本高；松散飞灰水洗后成型性能极差，成型颗粒结构松散、强度极低，水洗过程易崩解、入窑高温处理后易粉化，严重制约产品成型质量与良品率；飞灰中残留的氯盐、硫酸盐未彻底脱除，高温煅烧过程中易挥发并附着于窑体内壁，引发煅烧窑结圈、堵窑等故障，造成设备频繁停机运维，生产连续性大幅降低；传统高温煅烧解毒工艺能耗高、能效低，二噁英脱除不彻底，且重金属固化稳定性差，成品易出现重金属浸出超标问题，难以满足建材资源化利用的环保及性能标准。

3、此外，现有公开技术及专利方案普遍缺失1~4 mm精准粒径可控成型、原位封闭锁污、底部湿热穿透式整体养护及“先硬化、后水洗”的核心技术体系，无法同步解决飞灰处置过程中的污染物泄漏、设备结堵、能耗偏高、产品性能不稳定、环保指标不达标等多重技术痛点。

4、此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

1、本发明属于垃圾焚烧废物无害化处置技术领域，具体涉及一种飞灰低温解毒制备建材细骨料的制备方法。

2、针对上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种飞灰低温解毒制备建材细骨料的制备方法，其包含以下步骤：

3、（1）改性均化制粒：将垃圾焚烧飞灰与改性剂按比例干法密闭均化混合，得到复合粉料；向复合粉料中添加清水搅拌润湿，通过成型设备制备均质固体颗粒；改性剂的添加质量为垃圾焚烧飞灰质量的30%~80%；清水添加质量为复合粉料总质量的11%~15%；

4、（2）底部湿热蒸汽穿透养护：将成型颗粒置于密闭料仓中，从料仓底部通入湿热蒸汽，养护至颗粒筒压强度大于1.5 mpa；

5、（3）三级梯次洗盐：将养护硬化后的颗粒采用中水进行三次全浸没式梯次逆流循环水洗脱盐；一次洗盐后，粒径1~2 mm颗粒含盐量不高于1.2%，粒径3 mm颗粒含盐量不高于1.8%，粒径4 mm颗粒含盐量不高于2.2%；

6、（4）烘干：将洗盐后的颗粒烘干至颗粒含水率低于5%；

7、（5）中空窑低温解毒：将干燥颗粒送入生物质燃料加热的中空窑内于500~650℃进行低温热处理；

8、（6）煅烧后深度水洗：将低温热处理后的颗粒进行清水或中水深度水洗；使粒径1~2 mm颗粒含盐量不高于0.5%，粒径3 mm颗粒含盐量不高于0.8%，粒径4 mm颗粒含盐量不高于1.0%；

9、（7）重金属螯合稳定化：有机复合重金属螯合剂与步骤（6）颗粒混合后筛分，得到1~4 mm的建材细骨料。

10、根据一种优选实施方式，步骤（1）中，按质量占比计，改性剂包含18.4%硅灰、9.2%粉煤灰、64.4%矿粉构成的胶结材料总占比92%；5%白云石粉和3%钠长石构成的辅料总占比8%。步骤（1）中，按质量占比计，改性剂包含20%硅灰、10%粉煤灰、62%矿粉、5%白云石粉和3%钠长石。

11、根据一种优选实施方式，步骤（1）中，成型颗粒的粒径为1~4 mm。优选地，成型颗粒的粒径为1 mm。成型颗粒的粒径为2 mm。成型颗粒的粒径为3 mm。成型颗粒的粒径为4 mm。

12、根据一种优选实施方式，步骤（2）中，密闭料仓为漏斗状底部料仓。

13、根据一种优选实施方式，步骤（2）中，采用自下而上穿透式补湿、同步梯度升温的养护方法。

14、根据一种优选实施方式，步骤（3）中，三次水洗后烘干处理，材料含盐量不高于0.91%。

15、根据一种优选实施方式，步骤（4）中，烘干温度为500~650℃。优选地，烘干温度为500℃。优选地，烘干温度为580℃。优选地，烘干温度为650℃。

16、根据一种优选实施方式，步骤（7）中，有机复合重金属螯合剂包含哌嗪二硫代氨基甲酸钠螯合剂和和六硫代胍酸螯合剂。

17、本发明的目的之一还在于提供一种飞灰低温解毒制备建材细骨料，建材细骨料是基于上述的制备方法制备得到的。

18、本发明的目的之一还在于提供上述的飞灰低温解毒制备建材细骨料于建筑材料中的用途。

19、本技术方案的有益效果：

20、1、制粒原位封闭锁固污染物，彻底消除二次污染风险。本发明摒弃传统先水洗工艺，在制粒压实阶段将二噁英、未燃尽炭、有机杂质等污染物完整封闭包裹于颗粒内部，水洗全程无有机物、炭粉及有毒杂质溢出，洗盐水清澈透明、可循环回用，无二次污染物扩散，环保性能优异。

21、2、底部湿热蒸汽穿透养护，显著提升颗粒结构稳定性。参见对比例1，采用自下而上全域穿透式湿热养护机制，颗粒水化反应均匀充分，养护后筒压强度稳定大于1.5 mpa，具备优异的耐水洗、抗崩解、抗粉化性能，彻底解决传统颗粒水洗松散、破损粉化的问题，保障后续脱盐、煅烧工序连续稳定开展。

22、3、多级梯次精准脱盐，从根源杜绝设备结堵故障。采用前置三级浸没洗盐结合煅烧后1~3次深度水洗的双重脱盐体系，针对不同粒径颗粒实现差异化精准脱盐，成品含盐量精准可控且大幅降低，彻底规避氯盐、硫酸盐高温挥发导致的煅烧设备结圈、堵窑问题，有效延长设备运维周期，提升生产连续性，降低运维成本。

23、4、生物质燃料低温解毒，能耗低、成本低、污染物脱除彻底。采用生物质燃料进行500~650℃低温煅烧工艺替代传统高温烧结工艺，大幅降低生产能耗与设备热损耗；使颗粒内部包裹的二噁英充分受热析出、完全脱除，解毒彻底、无残留污染隐患。

24、5、粒径梯度精准可控，适配建材细骨料应用标准。可稳定制备1~4 mm连续梯度粒径颗粒，产品级配均匀、性能一致性好，完全满足建筑用细骨料的粒径、强度、稳定性技术要求，资源化附加值高。

25、6、重金属长效固化，成品环保安全达标。通过有机复合重金属螯合剂均匀浸润处理，使颗粒内部残余重金属离子转化为稳定难溶络合物，有效抑制重金属浸出，成品完全符合建材环保浸出标准，工程应用安全可靠。

26、7、工艺创新性强，规模化推广适配性高。本发明首创“先成型锁污、后硬化水洗、低温解毒稳重”的全新工艺逻辑，规避现有专利技术同质化缺陷，工艺路线简洁可控、运行稳定性强，可适配大规模工业化连续生产，产业化推广前景广阔。