垃圾焚烧炉渣用于生产矿渣硅酸盐水泥的探讨.pdf

材料研究与应用
广东建材2012年第8期
垃圾焚烧炉渣用于
生产矿渣硅酸盐水泥的探讨
林冰梅罗建中』郑国辉曾宪东2
(1广东工业大学坏境科学与工程学院;2兴宁市龙江建材实业有限公司)
摘要:城市垃圾焚烧后存在的大量垃圾焚烧炉渣难于处理的问题,已成为了近年来的一个难题
水泥的生产能大量消纳工业废渣,这为解决城市垃圾焚烧炉渣的问题提供了可能。通过垃圾焚烧炉渣
与高炉矿渣炳者间的化学成分的对比,可知两者的化学成分很接近,垃圾焚烧炉渣用于生产矿渣硅酸
盐水泥是完全可行的:另一方面,对垃圾焚烧炉渣减量化、无害化也将起到巨大的推动作用。
关键词:矿渣硅酸盐水泥;垃圾焚烧炉渣:资源再利用
1前
为水泥混合材,进一步提高水泥中混合材料掺量以降低
水泥,是人民生活乃至现代化建设的一项重要支熟料用量,节省天然资源和能源,大力发展优质混合水
柱。大至国家基建项目,小至房屋建造、家居装修均需要泥,尽量减少由于锻烧熟料对矿物资源的大量消耗和温
用到水泥,素有建筑工业的粮食”之称,水泥生产、品质室气体的排放,使水泥这种最重要的建筑材料成为绿色
的优劣,直接影响到社会以及国民经济的发展。传统水材料,将是今后重点的研究方向。
泥工业是一个高能耗、高污染的资源性工业。在大力提
目前许多城市已经采用焚烧技术处理城市生活垃
侣节能减排的今天,人们除了对水泥质量有严格要求以圾,在一些大城市,焚烧已经成为或将成为垃圾处理的
外,更是希望在水泥生产过程中,能够降低其对环境的主要手段。城市生活垃圾焚烧技术虽然能最大化地减
污染,减少资源和能源的浪费。
容、减量,但焚烧后仍会产生一定量的灰渣,约占垃圾质
随着我国工业化及现代化进程的推进,各种固体废量的20%~30%左右。其中,占灰渣总量80%左右的炉渣
物的产生量不断增加,对固体废物的处理利用问题也越
般包括炉排渣和炉排间掉落灰,主要由熔渣、黑色及
米越受到关注。这些副产品的堆放,不仅加剧了对环境有色金属、陶瓷碎片、玻璃和其他一些不可燃物质及未
的污染,也造成了能源和资源的巨大浪费。因此,为了使燃有机物组成。垃圾焚烧炉渣的产生量比飞灰大很多
我国水泥工业走上优质、低耗、高效与环境相容的可持但其对环境污染的危害较小,被定位为一般固体废物,
续发展道路,充分利用各种废渣这一廉价宝贵的资源作是目前资源化利用的主要考虑对象。国际上炉渣的处理
soeooeoeoeoeoeooooooNoeoaeooooooeoeooeooeoosoeeoooooeooooooeoooeoeooooeooeuoeoeeoeooeoo
4结论
准配合比强度;28天龄期时基本所有的配合比都能满
()当粉煤灰掺量在40%以内时,相对于基准配合比足设计的要求,28天相对7天强度増长在50%左右,根
强度,其早期强度有所降低,但后期强度逐渐增长,28据经验后期强度还会有所増长。因此,双掺矿物外加剂
天强度超过基准配合比的强度。当粉煤灰掺量超过40%的混凝土的配合比掺量在40%~50%为宜。掺合料比例
时,混凝土早期强度和后期强度都低于基准配合比。所应根据实际情况而定。
以,单掺粉煤灰掺量为40%时是一个临界点,从综合指
标分析,30%~40%是相对合适的掺量。
参考文献
2随着矿粉掺量的增加,混凝土早期强度明显降[1]吴中伟,廉慧珍高高性能混凝上士[M]北京中困铁道出版社,
1999
低:除矿粉掺量为10%~30%混凝土28天强度较基准配[2冯乃谦.高性能混凝土配合比研究[M].北京:机械工业出版
合比强度有所增加,当矿粉掺量大于40%后,混凝土28社,200.1-15
天强度较基准配合比强度降低,但是仍高于设计要求的[3王书云.粉煤灰混凝士配合比研究[C].山东大学硕士学位论
20%以上。选择矿粉掺量还应根据工程部位的要求、施工文.2005
状况況、气候、工期等情况分析选择。
[4]艾红梅.大掺量粉煤灰混凝土配合比设计与性能研究[D].大
(3)双掺粉煤灰和矿粉的混凝土前期强度都低于基進:大连理工大学,2005
方方数据
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材料研究与应用
及利用途径较多,在作为沥青、混凝土的替代骨料、作填2.2垃圾焚烧炉渣用于水泥工业的研究
埋场覆盖材料和路基填充材料以及作玻璃陶瓷等的烧
Wang Kuen- Sheng, Lin Kae-Long等将城市固体
结料这几方面的实例就有很多
废物垃圾焚烧炉渣用于制备得到的生态水泥,对所制得
2国内外研究进展
的生态水泥水力活度、抗压强度、水泥结构、重金属滤出
率等进行了实验分析。结果表明,城市固体废物垃圾焚
2.1矿渣硅酸盐水泥的研究
烧炉渣替代水泥原料低于20%时,初期强度略低于一般
矿渣是治炼生铁的副产品,是在高炉治炼生铁时,水泥,但却有更高的28天后的强度。原因就在于随着垃
作为溶剂矿物的石灰石和白云石分解出的Ca0和Mg0圾焚烧炉渣的分解和溶解,水泥的水化作用增强了硅酸
与铁矿石中的杂质成分、焦炭中的灰份等形成熔触物,钙的形成,而砫酸钙正是对水泥后期强度起主要贡献的
通过排渣口排出而形成。在化学成分上,高炉渣同物质。 Lee zen-chin, Rao Ming-Kang研究的固体废
时含有CaO、SiO2、A10,是钙-铝-硅三元体系,在。物焚烧炉渣用于生产水泥,炉渣掺量在20%~40%时,结
Ca-Si0-A102三元相图中,与硅酸盐水泥落在同一个果表明,其中的重金属离子浸出率远低于控制标准:水
相区,具有潜在的水化活性。由硅酸盐水泥熟料和粒泥28天强度相当于普通硅酸盐水泥强度:而60或90
化高炉仰渣、适量石膏磨细制成的水使性胶凝材料称为天的强度却要比普通硅酸盐水泥的大3%~11%.P
矿渣硅酸盐水泥(简称矿渣水泥)。水泥中粒化高炉矿渣 Grammar等研究了用垃圾焚烧炉渣和电炉废渣取代
掺加量按质量百分比计为20%~70%。
部分牛料锻烧水泥熟料,结果表明掺入炉渣和电炉废渣
70年代以来,国内科研单位、院校、生产厂家都在后所得的熟料CS含量稍有下降而CS增多,使得凝结
激发矿渣活性、降低熟料用量、优化原材料性能比例等时间稍微延长,抗压强度也略有下降,当炉渣取代量增
方面作了大量的研究工作,推动了我国的低熟料矿渣水加时,强度下降幅度加大。浙江大学袁锋等对掺2%
泥的发展。任粉梅关于提高矿渣水泥中矿渣掺量的研垃圾焚烧炉渣作混合材的水泥进行研究,结果表明,加
究中,熟料掺加量在20%~-30%,矿渣掺加量60%~70%可垃圾焚烧炉渣以后,Mg0和SO含量有微量增加,水泥强
以配制出32.5等级矿渣水泥。卢四桃关于新型矿渣度略微下降,但均能符合国家标准要求
水泥的研究和生产,可以实现30%的熟料、70%的矿渣生
产3.5等级渣酸盐水泥:40%的熟料、60%的矿渣可3拉圾焚烧炉渣掺入矿渣硅酸盐水泥的
以生产42.5等级矿渣硅酸盐水泥。孙小明通过改变可行性分析
颗粒级配及调整颗粒形貌、调整石穹的掺量、掺加一定
垃圾焚烧炉渣炉渣的主要成分为CaO、SiO2A1O2
量的石灰石等手段,从而提高了矿渣硅酸盐水泥的强度和Fe0、等,可用于代替部分水泥原料,也可以作为混
以及提高了水泥产量。刘智伟通过采用烧结烟气脱疏合材,但目前很少甚至还没有相关方面详细和深入的研
灰与天然石膏按不同比例配合作为矿渣硅酸盐水泥的
绥凝剂及活性激发剂。结果表明,烧结?气脱硫灰可以
延长矿渣硅酸盐水泥的凝结