SiO2添加剂对城市垃圾焚烧飞灰熔融特性的影响
摘 要：在小型熔融实验台上，将不同比例的si02与焚烧飞灰均匀混合进行熔融处理实验，系统地研究了SiO2掺入量对熔融试样的重金属分布、浸出毒性等方面的影响。结果表明，飞灰SiO2掺入量对焚烧飞灰熔融特性有显著影响，SiO2添加剂可有效控制焚烧飞灰重金属污染物。当Cr，SiO2掺入量为15%时，Cr的固溶率达到最高，为106．%3％；对于Ni，Cu和As，当SiO2的掺入量低于15％时，有利于它们的圃溶率提高，但SiO2掺入量超过15％时，3种重金属的固溶率与si02掺入量成反比。对于Cd、Pb、Zn，三者的挥发率均随SiO2的添加量增加而减少，但SiO2对zn的挥发抑制作用较明显，而对Pb，Cd的挥发有较弱影响；SiO2掺入量对Hg的挥发几乎没有影响。当SiO2掺入量超过200时，熔渣断面平整且结构致密，呈细条纹状，表面无任何孔隙。随着SiO2掺入量的增加，试样收缩率趋于线性增长，熔渣密度则缓慢减小，熔融体中重金属的浸出率呈减少趋势。
关键词：焚烧飞灰；熔融；重金属；SiO2添加剂
垃圾焚烧飞灰中含有高浓度的Cd、Pb、Zn、Hg、Cr等重金属物质和盐类，由于重金属不能被微生物分解且极易在生物体内富集，从而形成毒性更强的化合物，这将对生态环境构成极大的潜在威胁。因此，焚烧飞灰的熔融处理不仅可以减少重金属、盐类的溶出，使飞灰转变成物化性质稳定的熔渣，而且熔渣可作为路基材料、混凝土骨料、沥青骨料等，达到资源化利用的目的。
添加剂在飞灰熔融过程中起重要作用，适宜的添加剂不仅可以降低熔融处理的难度和费用，而且可以抑制重金属等污染物的排放。研究表 ，在焚烧飞灰中加入一些添加剂进行玻璃化处理是可行的。Chirst 和Chan研究认为1000℃高温中加入CaCI2熔融飞灰3 h以上，可以降低飞灰中的重金属含量，使其转化为可挥发的重金属化合物，从而降低了熔渣中重金属含量，致使熔渣中重金属的溶出率降低。SiO2是飞灰熔融处理常用的添加剂，在炉内高温的条件下，SiO2与飞灰中的化合物会发生矿物相反应，形成新的矿物相，从而降低了重金属的浸出。
近来国内外研究者对焚烧飞灰熔融处理等方面进行了较深入的研究 ，然而，这些研究中关于SiO2添加剂对飞灰熔融特性影响方面的鲜见报道，因此，对SiO2添加剂对飞灰熔融过程中重金属迁移的影响在实验方面有待于进一步研究。本文针对掺入SiO2添加剂的焚烧飞灰进行熔融实验，并对不同比例SiO2添加剂对熔融试样的重金属分布、浸出毒性等方面的影响进行了研究，为焚烧飞灰的无害化、资源化批量处理提供必要的依据。
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