掺烧城市垃圾对水泥窑衬、水泥性能及重金属浸出量的影响

论文摘要

利用新型干法回转窑处理城市垃圾的研究和应用逐渐增多,但由于技术的不完善和配套设备的高成本,又涉及到关于掺烧垃圾的水泥性能、生产工艺、二次污染的问题,至今尚未普及。本文以垃圾分拣站分拣过的城市垃圾残渣作为研究对象,分析了利用水泥回转窑协同处理城市垃圾分拣残渣烧制水泥的可行性,通过研究掺烧垃圾对水泥窑衬耐火材料、水泥强度及烧成行为、28d水化产物中重金属浸出量的影响,得到了以下结论:（1）将垃圾分拣残渣直接投入分解炉中,分解炉窑衬耐火材料即抗剥落高铝砖与垃圾和生料混合物在高温下直接接触,在1300℃保温五个小时后,掺烧20%以下垃圾的生料对耐火砖未观察到侵蚀,而纯垃圾对砖体结构有一定的侵蚀,侵蚀层的厚度在0.5mm到1mm之间。掺烧垃圾量以不超过20%为宜。（2）掺烧垃圾对熟料的烧成没有不利影响,而且能够在一定程度上地改善生料的易烧性。（3）掺烧垃圾的水泥在强度上相比于不掺烧垃圾的水泥有所提高,而早期强度较为明显。掺烧垃圾对水泥的强度没有不利的影响。（4）掺烧垃圾的水泥水化产物生长良好,发育正常,水化产物结构致密,与参比水泥并无明显区别。（5）城市垃圾中经过分拣后的残渣中重金属含量经过浸出实验检测,主要重金属浸出量较低,低于其他危险废弃物。掺烧20%垃圾的水泥28d水化产物中Cd、Co、Ni、Pb元素未发现有检出,As、Cr、Cu、Zn元素仍有少量浸出,浸出量分别为As:0.0092mg/L,Cr:0.0095mg/L,Cu:0.0080mg/L,Zn:0.0095mg/L,远远低于GB5085.3-1996规定的重金属元素允许浸出标准,不会对环境造成污染。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 综述
• 1.1 课题背景
• 1.2 回转窑协同处理城市垃圾现状
• 1.2.1 目前城市垃圾处理问题现状
• 1.2.2 我国城市垃圾处理状况分析
• 1.2.3 水泥回转窑处理垃圾残渣的工艺过程
• 1.2.4 目前函待研究的问题
• 1.3 城市生活垃圾分拣残渣对分解炉内窑衬的侵蚀问题研究
• 1.3.1 分解炉窑衬的组成
• 1.3.2 垃圾熔渣的渗透机理研究
• 1.3.3 分解炉内侵蚀状况分析
• 1.4 城市生活垃圾中重金属处理问题研究
• 1.4.1 重金属等有害物质的危害性
• 1.4.2 常见重金属元素毒性危害
• 1.4.3 国内外对水泥中重金属元素对水泥性能影响的研究
• 1.4.4 水泥回转窑处理含重金属元素危险废弃物现状
• 1.5 本课题研究的目的
• 2 实验材料及实验方案
• 2.1 实验材料
• 2.2 配方的确定
• 2.3 实验方案
• 2.4 实验用仪器及设备
• 3. 掺烧垃圾对窑衬耐火材料的侵蚀状况研究
• 3.1 实验目的及方法
• 3.2 实验结果分析
• 3.3 本章小结
• 4. 掺烧垃圾对熟料及水泥性能的影响
• 4.1 掺烧垃圾熟料游离氧化钙测试
• 4.1.1 实验目的及方法
• 4.1.2 实验结果分析
• 4.2 掺烧垃圾对熟料矿物相的研究
• 4.2.1 实验目的及方法
• 4.2.2 实验结果分析
• 4.3 掺烧垃圾水泥强度分析
• 4.3.1 实验目的及方法
• 4.3.2 实验结果分析
• 4.4 掺烧垃圾对水泥水化、硬化行为的影响
• 4.4.1 实验目的及方法
• 4.4.2 实验结果分析
• 4.5 本章小结
• 5. 掺烧垃圾水泥熟料中重金属元素的浸出行为分析
• 5.1 实验材料制备及分析方法
• 5.2 重金属元素浸出结果
• 5.3 浸出结果分析
• 5.3.1 垃圾掺量对重金属元素浸出量的影响
• 5.3.2 重金属元素固化前后浸出量变化
• 5.3.3 重金属元素固化机理
• 5.4 本章小结
• 6. 结论
• 参考文献
• 致谢