论文部分内容阅读
焚烧飞灰玻璃化是焚烧飞灰无害化的有效手段，将焚烧飞灰(或与添加剂)加热到熔融状态，经冷却形成化学性质稳定的玻璃体，凭借玻璃体极低的重金属浸出率达到无害化的目的。本论文在课题组前期工作的基础上对玻璃体形成条件、添加剂对流动温度和重金属滞留率的影响方面做了进一步研究，补充了焚烧飞灰等离子体玻璃化技术的基础性研究。
本论文以实验研究为主，针对焚烧飞灰成分和其中的重金属元素，利用硅碳棒电阻式熔融炉研究焚烧飞灰的玻璃化过程控制参数。研究了深圳市焚烧飞灰(SZFA)在1050℃、1150℃、1250℃和1350℃下的残渣成分，发现随温度的升高，残渣的物相趋于形成复杂盐类物质；在1250℃以下残渣中的S和Cl都以盐类形式存在，当温度达到1350℃时，均被纳入多原子分子结构当中。
在不同的冷却条件下，碱性氧化物对玻璃体形成的影响作用不同：炉内冷却时高Na组分的样品较高Ca组分的样品更难形成玻璃体，空冷时高Ca组分的样品更难形成玻璃体。定义O/F，作为衡量玻璃体形成的参数，结合理论和实验结果给出公式系数的经验值，形成玻璃体的条件为炉内冷却时O/F＜3.2；空冷时O/F＜3.4，通过SZFA的玻璃化实验验证了玻璃体形成条件。
由于S的影响，熔体冷却后会在玻璃体表面生成一层黄相物质，黄相的主要成分为硫酸盐。黄相会随加热时间的延长而逐渐消散，温度越低，黄相消散需要的时间越长。B2O3和石墨可以有效地降低黄相的消散时间，促进低温下玻璃体形成。低温下SZFA残渣中S以SO4形式存在，会阻碍硅氧网络结构的形成，所以在低温下需要更多的网络形成体才能形成玻璃体。
各氧化物对流动温度的影响总体上呈现酸性氧化物和碱性氧化物含量相当时流动温度降低，某种氧化物含量过高或偏少时流动温度升高。NaCl可以适当降低流动温度，CaCl2升高流动温度，当含有Ca(OH)2时，CaCl2对流动温度的提升作用更显著。
B2O3会提升重金属As、Cr、Pb和Zn的滞留率，降低重金属Cd和Cu的滞留率；SiO2会提升重金属As和Zn的滞留率，大幅度提升重金属Pb的滞留率，降低重金属Cd、Cr和Cu的滞留率；石墨会降低重金属Pb的滞留率，对其他重金属的滞留率影响不大；物料均匀混合有利于提高重金属滞留率。