淺談垃圾爐渣制磚工藝
來源：浙江旺能環(huán)保股份有限公司 閱讀：6622 更新時間：2008-12-17 11:10我國城市垃圾處理正向著“以減量化、資源化、無害化”為最終治理目的，為了順應城市垃圾無害化處理這一必然的發(fā)展趨勢，美欣達集團公司不失時機創(chuàng)建了湖州南太湖環(huán)保能源有限公司，集垃圾處理，焚燒發(fā)電為一體，真正做到了垃圾處理減量化，資源化，無害化，開創(chuàng)了湖州城市垃圾處理“化害為利，變廢為寶”的先河。
我國城市垃圾處理正向著“以減量化、資源化、無害化”為最終治理目的，為了順應城市垃圾無害化處理這一必然的發(fā)展趨勢，美欣達集團公司不失時機創(chuàng)建了湖州南太湖環(huán)保能源有限公司，集垃圾處理，焚燒發(fā)電為一體，真正做到了垃圾處理減量化，資源化，無害化，開創(chuàng)了湖州城市垃圾處理“化害為利，變廢為寶”的先河。
城市垃圾含有大量的有機物和無機物，其中所含的大量有機物不能自然降解，既使是自然降解，也會嚴重污染環(huán)境，以前通過填埋的方式處理垃圾，勢必占用了大量的寶貴的土地資源，不但不經(jīng)濟，還產(chǎn)生填埋堆場的次生污染。通過垃圾工業(yè)化焚燒，余熱發(fā)電，煙氣無害化處理，既產(chǎn)生良好的社會效益和環(huán)境效益，也帶來了良好的經(jīng)濟效益。
垃圾焚燒后的產(chǎn)物---我們稱之為垃圾爐渣（不包括飛灰），通過對垃圾爐渣（以下簡稱爐渣）進行理化分析：硅酸鹽占42.5%，鋁占18.67%，鐵占24.32%，鈣占7.93%，其它的重金屬只是以微量形式存在。由此可見，爐渣不是有害廢物，通過適當處理完全可以利用。
通過對爐渣的土木工程特征對比分析（與沙子的典型值對比），爐渣密度1.17~1.54g/cm3，沙子密度1.35~1.9 g/cm3，爐渣的密度是沙子的81%，是因為爐渣顆粒經(jīng)過高溫燒結(jié)，表面為玻璃質(zhì)、蜂窩狀的特性所至；爐渣壓實后滲透率3.3×10 -5 ，沙子1.0×10-6，爐渣的堆放參數(shù)（摩擦角）46.50，沙子32~450，主要是爐渣的不規(guī)則形狀和粗糙表面造成的。由此說明爐渣有與沙子接近的土木工程特性。爐渣的PH值10.8。
我國《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB18485-2001）明確規(guī)定：焚燒爐渣按一般固體廢物處理。
由于爐渣主要含中性成分（如硅酸鹽和鋁酸鹽等含主要成分，占30%以上），且物理化學和工程特性與天然骨料（石英砂和黏土等）相似，因而是很好的建筑原材料。因此美國、日本及歐洲一些國家將城市生活垃圾焚燒爐渣通過篩分、磁選等方式去除其中的黑色及有色金屬并獲得適宜的粒徑后與水、水泥及其它骨料混合按一定比例制成混凝土磚，已得到商業(yè)化應用。
(一)爐渣的除鐵破碎篩分回收
爐渣內(nèi)有大量可回收的廢鐵及少量的有色金屬, 90%以上的廢鐵必須清除,否則制成的磚出現(xiàn)銹斑,影響磚的使用推廣范圍，回收的廢鐵也有可觀的經(jīng)濟價值，處理規(guī)模12萬T/年生活垃圾估算可回收30萬人民幣的廢鐵，另可分撿出1萬元左右硬幣。
爐渣中仍有少量的未焚燒盡的少量纖維、部分塑料、紙張等，通過機選和人工篩選，仍可重新回爐焚燒。
爐渣制磚必須有如下三個過程：1 除鐵和充分分離雜物：2 按照制磚的要求對爐渣進行破碎和篩分，制成合格的多種制磚骨料，國家標準規(guī)定爐渣的最大粒度∠10mm，且不能大于多孔磚筋板的80%，一般篩分的粒度不超8mm，并且要有最佳適宜的粒度級配，才能達到強度最大化；3 按一定比例添加水泥制磚。
（二）爐渣混凝土磚行業(yè)要求
參閱中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準《混凝土普通磚和裝飾磚》（NY/T671-2003）中的有關(guān)規(guī)定，混凝土標磚有五個強度等級，強度等級小于MU10的磚只能用于非承重建筑部位，
使用工業(yè)廢渣制磚有如下要求：a燒失量不大于8%；ｂ不含有影響混凝土性能的有害成分及其它雜物；ｃ摻入的工業(yè)廢渣原料應進行放射性物質(zhì)檢測，放射性物質(zhì)應符合GB6566－2001的規(guī)定。根據(jù)外觀質(zhì)量、尺寸偏差又分優(yōu)等品、一等品和合格品。
根據(jù)湖州南太湖環(huán)保能源有限公司排出的爐渣特性我們可以生產(chǎn)MU15（包括MU15）以下標準磚是比較適宜和經(jīng)濟的，也有較為廣闊的市場空間。因為MU15、MU10是國家規(guī)定可作承重建筑部位。MU10以下用于非承重建筑部位。通過試驗，生產(chǎn)MU15、MU10混凝土標磚可以無限量使用爐渣，對于最大化使用滬渣很有好處。
MU15混凝土標磚五塊試樣抗壓強度的平均值要求大于15.0MPa，凍后抗壓強度平均值大于12.0MPa；MU10混凝土標磚五塊試樣抗壓強度的平均值要求大于10.0MPa，凍后抗壓強度平均值大于8.0MPa；通過調(diào)節(jié)水泥配比及爐渣的粒度級配，完全可以達到MU15、MU10混凝土磚各項技術(shù)指標。
（三）爐渣磚的風險評估及預防辦法
由于我國垃圾爐渣制磚是一門新型行業(yè)，其風險評估要到數(shù)年后才能得到正確評估，其安全性是大家最擔心的，也是影響爐渣磚使用的重要心理因素。根據(jù)國外資料9年的跟蹤檢測，研究者發(fā)現(xiàn)即使使用保守的方法估計，對重金屬浸出濃度檢測，爐渣中的Pb、Cd、Zn等9年累計釋放量仍然是很低的，骨料中最有可能造成潛在危害的元素為Pb，其危害程度也低于實施中的健康標準，不會對人類和環(huán)境造成不可接受的影響。
由于爐渣中的有色金屬（特別是鋁和鋅）和水泥的水化產(chǎn)物發(fā)生化學反應生成氫氣逸出的緣故。
nAl+X(OH)n+nH2O→X(AlO2)n+3/2nH2
因為氫氣的逸出,爐渣磚有可能會出現(xiàn)膨脹和裂縫問題。消除這一問題的最好辦法是將爐渣置放露天數(shù)天時間，由于爐渣PH值10.8，呈弱堿性，上述反應能在堆放期內(nèi)得到進行，消除了這一不利影響。
順便提一下，垃圾焚燒還有部分尾氣處理產(chǎn)物—飛灰，先且不講飛灰的理化特性，僅飛灰含有大量的CaO、Ca(OH)2，會加劇上述提到的反應，從而導致爐渣磚的后期變形或產(chǎn)生裂縫，因此爐渣磚不能有飛灰的混雜。飛灰的無害處理將是下一步攻關(guān)項目。
（四）爐渣制磚的經(jīng)濟分析
通過核算爐渣破碎篩分處理的爐渣經(jīng)濟成本是10元/噸（包括電費，人工工資，折舊）。
噸料制磚480塊標磚，折算后標磚成本0.02元/塊.
每塊磚用水泥折價0.09元/塊,人工工資0.03元/塊,制磚電費0.015元/塊,折舊費0.01元/塊,管理費等0.005元/塊
總計制磚成本0.16元/塊,標磚市場最低出廠價0.26元/塊,按平均日產(chǎn)3萬塊爐渣磚銷售規(guī)模計算,兩年可基本回收全部投資.
通過自行研制爐渣破碎篩分設(shè)備，成功將爐渣進行破碎篩分，并制成用于建筑的標磚、多孔磚。日產(chǎn)標磚可達5萬塊，或多孔磚3萬塊，可完全消化處理上道生活垃圾焚燒發(fā)電工序產(chǎn)生的爐渣。
值得一提的是此項工程得到浙江旺能環(huán)保股分有限公司各級領(lǐng)導們的大力支持,許瑞林總經(jīng)理親自掛帥，數(shù)次到太倉等地考察、調(diào)研爐渣制磚項目，果斷進行決策、工程立項，設(shè)備研制和資金投入，從而獲得了爐渣制磚工程項目的順利進行。湖州旺能機械有限公司對設(shè)備的生產(chǎn)安裝給予大力協(xié)助，湖州南太湖環(huán)保能源有限公司也進行密切通力合作，使爐渣制磚項目得到了順利完成。
環(huán)境產(chǎn)業(yè)研究所嵇萍
