摘要：在小型熔融爐上將焚燒飛灰進行熔融處理實驗，系統地研究了不同氣氛對幾種重金屬固溶、揮發行為的影響，并用掃描電鏡對試樣微觀結構進行了分析。結果表明，在氧化性氣氛下重金屬Cr、Ni、Cu、As的固溶率與其熔沸點呈正相關，固溶率依次為：Cr>Ni>Cu>As；低沸點重金屬Pb、Cd、Hg等在熔融過程中均有很高的揮發性，由于熔融時Zn易形成Zn₂SiO₄、ZnSiO₃和ZnAl₂O₄等不(bu)易揮(hui)(hui)發(fa)的(de)(de)化合物，故其揮(hui)(hui)發(fa)率較低。還(huan)原性(xing)氣氛有(you)利于(yu)Ni、Cr、Cu 和As 的(de)(de)固溶，有(you)助于(yu)Hg、Cd、Zn 的(de)(de)揮(hui)(hui)發(fa)，但(dan)對Pb 的(de)(de)揮(hui)(hui)發(fa)卻有(you)抑制作用(yong)，Pb的(de)(de)揮(hui)(hui)發(fa)率在(zai)1100~1400 ℃范圍均小于(yu)50 %。還(huan)原性(xing)氣氛下飛灰的(de)(de)熔(rong)融效果明顯優(you)于(yu)氧化性(xing)氣氛，低沸(fei)點(dian)重金屬的(de)(de)揮(hui)(hui)發(fa)率也高于(yu)氧化條件，熔(rong)渣斷面氣孔基本消失，且(qie)表面平(ping)整光滑，結構致密緊(jin)湊。

關鍵詞：熱(re)能動力工程(cheng)；焚燒飛(fei)灰；熔融；重金屬；氧化性(xing)氣氛(fen)；還原性(xing)氣氛(fen)

0 引言

焚燒飛灰中含有高浸出率和有毒的重金屬，為了減少飛灰對環境的危害，防止飛灰中的毒性重金屬對土壤、地下水造成污染，對焚燒飛灰進行無害化處理顯得尤為重要。近年來許多國內外研究者針對飛灰中重金屬的浸出特性做了大量研究：Kwinam在1450℃溫度條件下對焚燒飛灰和水玻璃制成的粒狀物進行玻璃化實驗，發現玻璃化處理可降低毒性重金屬的浸出，Zn、Pb、Cr、As、Cu、Mn、Cd 有效地固溶在SiO₂網狀結(jie)構(gou)中(zhong)。Sarbak研究了不同焚(fen)燒(shao)飛(fei)灰(hui)的化(hua)學組成(cheng)、差熱分析、比表面積孔隙率等特性。Cheng對臺灣焚(fen)燒(shao)飛(fei)灰(hui)進(jin)行高溫等離子玻璃化(hua)處理。然而關(guan)于不同氣氛下垃圾焚(fen)燒(shao)飛(fei)灰(hui)熔融處理過程中(zhong)重金屬的固溶和揮發行為特性還缺(que)乏(fa)系(xi)統研究。

本文(wen)通過對(dui)不同氣(qi)氛(fen)下(xia)垃圾焚燒(shao)飛(fei)灰進行(xing)熔融(rong)實驗，分別(bie)探討(tao)了熔融(rong)過程(cheng)中氧化(hua)、還原性(xing)氣(qi)氛(fen)對(dui)試樣中重金屬（Ni、Cr、Cu、As、Cd、Pb、Zn、Hg 等(deng)）的(de)固溶、揮發(fa)特性(xing)的(de)影(ying)響，并借助于SEM對(dui)不同氣(qi)氛(fen)下(xia)熔渣(zha)進行(xing)分析，研究結果(guo)可為國內外(wai)垃圾焚燒(shao)飛(fei)灰的(de)減容化(hua)、無害化(hua)、資源化(hua)批量處(chu)理提供重要依據和指(zhi)導(dao)。

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