微波法制備污泥灰微晶玻璃的工藝及重金屬固化效果研究.pdf

1、城市污泥量隨城市化規(guī)模的擴大在不斷增加，污泥熱解技術(shù)以其特有的優(yōu)勢成為污泥處理處置的重要途徑。污泥熱解后會產(chǎn)生一些副產(chǎn)物——污泥灰，如何實現(xiàn)其資源化、無害化成為研究熱點。微晶玻璃為一種新型材料，其附加值高，配料范圍寬、對重金屬固化效果好，得到廣泛應(yīng)用。基于此人們開始利用污泥灰制備微晶玻璃，研究中發(fā)現(xiàn)污泥灰利用率不高，集中在20％~60%，其中熱處理條件的控制是決定微晶玻璃性能的關(guān)鍵因素，本文在提高污泥灰利用率基礎(chǔ)上，對熱處理條件進行優(yōu)化

2、，采用微波法制備出性能優(yōu)良的微晶玻璃。
　　本研究以污泥灰為主要原料設(shè)計了污泥灰微晶玻璃的配方，污泥灰添加量高達79.05%，對其熱處理過程條件進行了優(yōu)化控制，制備出了性能良好的微晶玻璃。運用XRF分析污泥灰中的化學成分，以微波為熱源進行基礎(chǔ)玻璃的熔制，確定最佳的熔制工藝條件。對燒制出的基礎(chǔ)玻璃進行DTA差熱分析測試，確定最佳的熱處理制度。因核化階段對微晶玻璃的晶相形成影響較小，本研究重點對污泥灰微晶玻璃的晶化溫度和晶化時間進行了

3、優(yōu)化，采用XRD和SEM分析試樣的析晶種類、形態(tài)等微觀結(jié)構(gòu)，確定最佳的熱處理條件。最后采用TCLP法和Tessier五步連續(xù)提取法對污泥灰微晶玻璃的浸出毒性及其重金屬的形態(tài)分布進行研究，從而表征樣品對重金屬的固化效果。
　　試驗結(jié)果表明：污泥熱解后的固體殘留物摻加量高達79.05%，相比于已有的污泥灰用量提高了23%，在三層圓柱形剛玉反應(yīng)器中，以微波為熱源，得出制備污泥灰基礎(chǔ)玻璃熔制工藝的最佳參數(shù)為：以50℃/min的升溫速率，升

4、至750℃，保溫15min。以污泥灰基礎(chǔ)玻璃為原料，重點考察熱處理過程中的晶化溫度和晶化時間，確定最佳的熱處理條件，試驗表明當晶化溫度為1000℃，晶化時間為2h時，制得的污泥灰基礎(chǔ)玻璃結(jié)晶度最大，此時晶體的主晶相為鈣長石和透輝石的混合晶相，此時的樣品體積密度為2.7g/cm3，吸水率為0.025%，其耐堿性強于耐酸性，顯微硬度達8.25GPa，抗彎強度達70.642GPa，制得的樣品具有很好的理化性能，得出了制備性能優(yōu)良的污泥灰微晶玻