不锈钢含铬除尘灰制备玻璃化产物的危险特性与性能

为降低危险废物不锈钢含铬除尘灰的危险特性及处置利用过程中的生态环境污染风险,采用国际先进的高温熔融玻璃化处置技术,实现含铬灰中毒害组分的安全转化及资源化利用目标.以不锈钢含铬除尘灰危险废物作为研究对象,通过掺杂不同质量比例的硅藻土、膨润土、氧化钙及氧化铝控制生料的碱基度,在不同熔融温度、不同保温时间下制备玻璃化产物,即玻璃体,并对玻璃体的危险特性及资源化利用的物理化学性能进行研究.结果表明:不锈钢含铬除尘灰中主要重金属是Cr、Ni、Mn,经掺杂无定形结构调制剂,在熔融温度为1 450℃、保温时间为0.5 h、碱基度控制为0.14~0.55时,可以制备出微观结构致密、连续性好、孔隙率低、表面光滑的玻璃体;玻璃体中的Cr与Ni经玻璃化处置后,采用HJ/T 299—2007《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》与HJ/T 300—2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》测得的Ni、Cr的浸出毒性远低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》与GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》对固体废物入场的限值要求;玻璃体结构致密、力学强度高,碱基度为0.14~0.55的玻璃体坚固性范围为1.1%~4.5%,压碎值范围为3.4%~7.5%,满足JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中用砂对坚固性与压碎值分别不超过8%与30%的质量要求;玻璃体的渗透系数为10-9~10-8 cm/s,满足填埋场防渗替代材料的渗透系数要求.研究显示,利用不锈钢含铬灰制备玻璃体前后重金属浸出毒性及危险特征明显降低,可以实现无害化处置,玻璃体的物理化学性质与防渗效果满足混凝土用砂等潜在应用场景的性能要求.      

危险废物焚烧飞灰玻璃化产物危险特性

《国家危险废物名录》中HW18焚烧处置残渣明确规定,"危险废物等离子体、高温熔融等处置过程产生的非玻璃态物质和飞灰"判定为危险废物.为降低危险废物焚烧飞灰的生态环境危害,并期望对其进行更好的资源化利用,采用国际前沿的玻璃化技术对危险废物焚烧飞灰进行处置,制备得到玻璃态物质,即玻璃体.结果表明:①焚烧飞灰掺杂不同比例的高岭土、SiO₂、CaO后,可形成符合玻璃体烧制条件的CaO-Al₂O₃-SiO₂系统,经过2 h 1 400℃高温熔融,几种不同配料比的玻璃体均可形成无定型的、微观表面平滑的结构.②玻璃体对Zn、Cr、Pb、Cd和As等重金属均有不同程度的固化作用,采用HJ/T 300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》测得的重金属浸出浓度均低于焚烧飞灰.③采用Hakanson公式中潜在生态危害模型对焚烧飞灰及玻璃体进行风险评价显示,几种玻璃体的RI（潜在生态危害风险指数）均在50~100范围内,呈中等风险,低于焚烧飞灰（299.34）.④效果最优的玻璃体的碱度（CaO/SiO₂,质量分数）为0.3,呈现浅绿色且质地透明的外观形貌,它对Zn、Cr的浸出浓度分别为0.12、0.05 mg/L,但均未检出Pb、Cd、As,远低于焚烧飞灰浸出浓度及GB 16889-2008《生活垃圾填埋场控制标准》中生活垃圾焚烧飞灰和医疗废物焚烧残渣浸出限值（Zn、Cr、Pb、Cd、As浸出浓度限值依次为100、4.5、0.25、0.15、0.3 mg/L）,该玻璃体的RI为60.05,远低于焚烧飞灰的299.34.研究显示,采用玻璃化技术对焚烧飞灰进行处置后,焚烧飞灰可形成无定型的玻璃态结构,碱度为0.3时,玻璃体的重金属浸出浓度最低,且潜在生态风险最低,为最适用于焚烧飞灰玻璃化技术的调控比例.