一种碳酸化城市垃圾焚烧灰制备建筑材料制品的方法【技术领域】[0001]本发明属于危险废弃物固化处理及建筑材料【技术领域】，特别涉及一种碳酸化城市垃圾焚烧灰制备建筑材料制品的方法。[0002]随着城市化进程的发展和人类物质生活水平的提高，城市生活垃圾的数量也急剧增加。城市生活垃圾已经成为亟待解决的问题，目前，城市生活垃圾的处理方法主要有卫生填埋法,生物处理法,焚烧法等。焚烧法以其独特的优势,如焚烧占地面积小,焚烧之后的体积可以减少高达90%，同时还可以消毒，分解一些有机物得到了迅速的发展。然而垃圾在焚烧的过程中会产生两类固体残留物:底灰和飞灰，尾气中含有大量的C02(体积分数约为12%).底灰中包含矿渣，金属，玻璃体和一些不可燃烧的有机物等，通常情况是自然风化几周之后填埋或者作为建筑材料继续使用。飞灰中含有大量的石灰，重金属(镉、铅、锌等)，二噁英、可溶性盐，氯离子等，直接进行填埋有害成分溶出后会对土壤、环境、人类健康造成严重的危害。[0003]专利CN201110032473.6提出了利用矿渣微粉，硅酸钠，氟硅酸钠等作为固化剂固结重金属，再将垃圾焚烧灰顾洁提磨成粉，添加到浙青混合料中二次固结重金属周期27-29天。专利CN201310049944.3将垃圾焚烧飞灰与含有轻烧氧化镁的垃圾焚烧飞灰固化剂和水混合，然后将液固混合物进行固化，固化周期为为3-7天。专利CN200910103371.1涉及的垃圾焚烧灰冶金烧结处理稳固剂处理周期为3-7天。上述专利涉及的方法将所得固化体进行填埋，不能 实现垃圾焚烧灰的资源化利用，并且处理工艺复杂处理周期较长。专利CN201210062261.7将质量百分比为85% -98%的垃圾焚烧灰和2-15%的偏高岭土均匀混合，加入固体添加量为物料总重量1% -10%、水灰比为0.2-0.45的碱溶液，持续搅拌、成型，微波辐照1-5分钟，然后自然养护2-3天后洒水养护3-5天至成品。专利CN201310018538.0提供一种利用城市生活垃圾焚烧灰渣制造的复合轻质砖的制备方法，向城市生活垃圾焚烧底灰内添加水泥、膨胀珍珠岩、添加剂及填料混合均匀，该混合物的质量百分比为:城市生活垃圾焚烧底灰60-80%、水泥5-10%、膨胀珍珠岩5-10%、添加剂2.1-5%、填料2-20%。将述混合物加水搅拌均匀，加入至砌块成型系统,再经蒸汽湿热养护系统、板块分离和成品码垛系统制成成品复合轻质砖。制备工艺复杂。[0004]底灰和飞灰的高碱性赋予它们良好的碳酸化性能，碳酸化处理粉尘能够改善其物理，化学等特性，尤其是可以提高其中重金属的稳定性，减少溶出。采用碳酸化技术处理垃圾焚烧灰一方面可以减少Pb, Cr, Cd等重金属的溶出，有利于垃圾焚烧灰的二次利用；另一方面可以固定CO2缓解其造成的温室效应，同时还可制备出符合行业标准的建材制品。因此本发明提出了一种操作简单，经济，环保，有效的城市垃圾焚烧灰处理技术。
[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种碳酸化城市垃圾焚烧灰制备建筑材料制品的方法。
[0006]本发明提供了一种碳酸化城市垃圾焚烧灰制备建筑材料制品的方法，具体技术方案如下:
[0007]将城市垃圾焚烧灰与水搅拌均匀，压制成大小和形状可控的建筑材料预制坯体，然后对其进行碳酸化处理，即得到建筑材料制品。
[0008]所述的城市垃圾焚烧灰为底渣和/或飞灰。
[0009]所述的水占城市垃圾焚烧灰质量的3% -30%。
[0010]所述的压制成型压力为2_30MPa。
[0011]碳酸化的处理条件:气体压力大于lbar，CO2在反应体系中的浓度不小于15%，碳酸化处理温度为15-15CTC下处理不小于0.5小时。
[0012]所述的钢渣的质量占城市垃圾焚烧灰与钢渣总质量的5% -90%。
[0013]所述的碳酸化处理过程中用的CO2来源于工业尾气。
[0014]本发明的有益效果是:通过形成碳酸钙晶体包裹在垃圾焚烧灰颗粒表面，并填充孔隙使碳酸化处理后的产物更加致密，本发明能够降低城市垃圾焚烧灰中Pb，Cr, Cd，Cu,Ni等重金属的溶出，减少对环境的污染，利用工业废弃物钢渣，吸收CO2，缓解温室效应，同时可以制备出符合行业 标准的建材制品，一举多得。本发明应用的工艺流程简单，成本低，能同时利用城市垃圾焚烧灰，钢渣，温室气体CO2，环保。

[0015]下面将通过技术方案进一步说明本发明的。
[0016]实施例1
[0017]选取生活垃圾焚烧飞灰钢渣按质量比8:2均匀混合，加入适量的水(水固比0.20)，在IOMPa压力下压制成240mmX 120mmX 55mm的砖，在碳酸化反应釜中反应3小时，反应釜中CO2浓度为99.5 %。碳酸化增重率，制品抗压强度以及按《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)进行浸出毒性试验，采用原子分光光度法测定浸出液中的重金属含量，结果列于表1中。
[0018]实施例2
[0019]选取生活垃圾焚烧飞灰和钢渣按质量比7:3均匀混合，加入适量的水(水固比0.18)，在8MPa压力下压制成240mmX 120mmX55mm的砖，在碳酸化反应釜中反应6小时，反应釜中CO2浓度为50%。碳酸化增重率，制品抗压强度以及按《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)进行浸出毒性试验，采用原子分光光度法测定浸出液中的重金属含量，结果列于表1中。
[0020]实施例3
[0021]选取生活垃圾焚烧飞灰和大连特殊钢有限公司的钢渣按质量比6:4均匀混合，加入适量的水(水固比0.16)，在8MPa压力下压制成240mmX 120mmX55mm的砖，在碳酸化反应釜中反应8小时，反应釜中CO2浓度为25%。碳酸化增重率，制品抗压强度以及按《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)进行浸出毒性试验,米用原子分光光度法测定浸出液中的重金属含量，结果列于表1中。
[0022]实施例4[0023]选取生活垃圾焚烧底渣和钢渣按质量比6:4均匀混合，加入适量的水(水固比0.15)，在8MPa压力下压制成240mmX 120mmX 55mm的砖，在碳酸化反应釜中反应15小时，反应釜中CO2浓度为25%。碳酸化增重率，制品抗压强度以及按《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)进行浸出毒性试验，采用原子分光光度法测定浸出液中的重金属含量，结果列于表1中。
[0024]实施例5
[0025]选取生活垃圾焚烧底渣和钢渣按质量比4:6均匀混合，加入适量的水(水固比
0.05)，在8MPa压力下压制成240mmX 120mmX 55mm的砖，在碳酸化反应釜中反应6小时，反应釜中CO2浓度为10%。碳酸化增重率，制品抗压强度以及按《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)进行浸出毒性试验，采用原子分光光度法测定浸出液中的重金属含量，结果列于表1中。
[0026]实施例6
[0027]选取生活垃圾焚烧底渣和钢渣按质量比2:8均匀混合，加入适量的水(水固比
0.15)，在15MPa压力下压制成240mmX 120mmX 55mm的砖，在碳酸化反应釜中反应2小时，反应釜中CO2浓度为50%。碳酸化增重率，制品抗压强度以及按《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)进行浸出毒性试验，采用原子分光光度法测定浸出液中的重金属含量，结果列于表1中。
[0028]实施例7
[0029]选取生活垃圾焚烧底渣，飞灰和钢渣按质量比2:2:6均匀混合，加入适量的水(水固比0.15)，在8MPa压力下压制成240mmX 120mmX 55mm的砖，在碳酸化反应釜中反应12小时，反应釜中CO2浓度为25%。碳酸化增重率，制品抗压强度以及按《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)进行浸出毒性试验，采用原子分光光度法测定浸出液中的重金属含量，结果列于表1中。 [0030]表1城市垃圾焚烧灰处理前后浸出液中重金属浓度统计
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