摘要：在小型熔融爐上將焚燒飛灰進行熔融處理實驗，系統(tǒng)地研究了不同氣氛對幾種重金屬固溶、揮發(fā)行為的影響，并用掃描電鏡對試樣微觀結(jié)構(gòu)進行了分析。結(jié)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(guān)，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(fā)性，由于熔融時Zn易形成Zn₂SiO₄、ZnSiO₃和ZnAl₂O₄等不易揮發(fā)的化合物，故其揮發(fā)率較低。還原性氣氛有利于Ni、Cr、Cu 和As 的固溶，有助于Hg、Cd、Zn 的揮發(fā)，但對Pb 的揮發(fā)卻有抑制作用，Pb的揮發(fā)率在1100~1400 ℃范圍均小于50 %。還原性氣氛下飛灰的熔融效果明顯優(yōu)于氧化性氣氛，低沸點重金屬的揮發(fā)率也高于氧化條件，熔渣斷面氣孔基本消失，且表面平整光滑，結(jié)構(gòu)致密緊湊。

關(guān)鍵詞：熱能動力工程；焚燒飛灰；熔融；重金屬；氧化性氣氛；還原性氣氛

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(huán)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(nèi)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(fā)現(xiàn)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(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。Sarbak研究了不同焚燒飛灰的化學(xué)組成、差熱分析、比表面積孔隙率等特性。Cheng對臺灣焚燒飛灰進行高溫等離子玻璃化處理。然而關(guān)于不同氣氛下垃圾焚燒飛灰熔融處理過程中重金屬的固溶和揮發(fā)行為特性還缺乏系統(tǒng)研究。

本文通過對不同氣氛下垃圾焚燒飛灰進行熔融實驗，分別探討了熔融過程中氧化、還原性氣氛對試樣中重金屬（Ni、Cr、Cu、As、Cd、Pb、Zn、Hg 等）的固溶、揮發(fā)特性的影響，并借助于SEM對不同氣氛下熔渣進行分析，研究結(jié)果可為國內(nèi)外垃圾焚燒飛灰的減容化、無害化、資源化批量處理提供重要依據(jù)和指導(dǎo)。

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