固化與穩(wěn)定化技術是國際上處理有毒廢物的主要方法之一，而膠凝材料是目前應用最廣也是最重要的固化穩(wěn)定化材料。國外已經開展過垃圾焚燒灰作為水泥混凝土集料或混合材的研究，也報道了運用熱處理技術把垃圾焚燒灰資源化的方法。

1 水泥固化法

固化處理是利用固化劑與垃圾焚燒飛灰混合后形成固化體，從而減少重金屬的溶出。水泥是最常見的危險廢物固化劑，因此工程中常采用水泥對焚燒飛灰進行固化處理。飛灰被摻人水泥的基質中后，在一定的條件下．經過一系列的物理、化學作用，使污染物在廢物水泥基質體系中的遷移率減小(如形成溶解性比金屬離子小得多的金屬氧化物)
有時，還添加一些輔料以增進反應過程，最終使粉粒狀的物料變成堅固的混凝土塊，從而使大量的廢物因固化而穩(wěn)定化。對垃圾焚燒飛灰進行穩(wěn)定化處理的研究結果表明，無論是采用水洗還是粉碎等飛灰前處理工藝，處理后的砌塊均難以達到較高的強度。另外在研究飛灰中的重金屬浸出時發(fā)現(xiàn)，由于飛灰中氯離子的影響，經固化后的砌塊中鐵、銅、鋅等離子容易浸出而導致污染物超標。

Hamernik和Frantz 等研究了垃圾衍生燃料垃圾飛灰作為輔助材料代替水泥加人混凝土，當用垃圾飛灰代替45％的水泥時的耐壓強度與原來的相當。對于重金屬及氯化物含量高的飛灰若作為水泥替代材料時應作適當處理，如水洗或加入添加劑。

張文生等研究指出垃圾焚燒飛灰與礦渣等材料復合，可改善水泥的后期強度。從強度發(fā)展趨勢看，垃圾焚燒灰與其他混合材的復合，在一定程度上改善了單摻垃圾焚燒灰水泥后期強度增長緩慢的情況。垃圾焚燒灰與礦渣或低鈣粉煤灰復合能改善水泥后期強度，尤其與礦渣復合的作用非常顯著。

因此，盡管水泥固化處理飛灰具有工藝成熟、操作簡單、處理成本低等優(yōu)點，但由于垃圾焚燒飛灰中含有較高的氯離子，采用水泥固化法處理必須進行前處理，以減少氯離子對固化后砌塊的機械性能影響以及后期重金屬離子浸出等問題，這樣在很大程度上提高了對飛灰處置場建設和運行的要求，造成成本增加，限制了該方法的應用。

2 凝石穩(wěn)定化法

目前凝石技術體系已趨于成熟。凝石的生產是利用具有火山灰活性的固體廢棄物，包括粉煤灰、冶金渣、煤矸石、油頁巖渣、預處理過的尾礦、黃河砂、城市建筑垃圾、以及天然火山灰等硅鋁質物料，加入少量或不加水泥熟料，再配人1％—5％的成巖劑，經分別磨細再混勻或一起混磨工藝制備而成的，能夠在許多場合替代水泥的硅鋁基膠凝材料。凝石是基于仿地成巖原理制備而成的硅鋁基膠凝材料。

目前凝石在中國已經形成幾十條生產線和數百萬t／a的生產規(guī)?！，F(xiàn)在凝石技術體系推廣應用的基本模式是：凝石成巖劑由區(qū)域性工廠集中生產。將生產好的凝石成巖劑運往凝石膠凝材料生產工廠。在凝石膠凝材料生產廠內將1％—5％的凝石成巖劑與上述固體廢棄物磨細后的微粒一起混磨均勻，加入少量或不加水泥熟料，就得到了凝石膠凝材料。垃圾焚燒飛灰在凝石成巖劑中的加入量為1％—10％，這樣垃圾焚燒飛灰在成巖劑中就得到了10—100倍的稀釋。成巖劑在凝石膠凝材料中的加入量為1％—5％，這樣垃圾焚燒飛灰在凝石膠凝材料中就得到了200—10000倍的稀釋 。

該技術初步研究的結果表明，凝石對垃圾焚燒飛灰中重金屬物質的處理效果良好，當飛灰的摻加量為l％—5％時，重金屬在凝石中得到了有效處理，其滲濾的結果均符合固體廢棄物浸出毒性鑒別標準，其浸出液中的各重金屬濃度都遠遠低于城市污水排放的標準，對環(huán)境不會造成危害。該技術被認為是固體廢棄物資源化利用方面非常有前途的。
3 熔融固化技術

飛灰經加熱熔融，使其中的二惡英等有機污染物高溫分解，熔渣快速冷卻形成致密而穩(wěn)定的玻璃體，從而有效地控制重金屬的浸出。熔融處理不僅可以控制污染，而且熔融使灰渣變得致密，減容效果非常顯著。此外，根據不同需要可以將熔渣制成建筑材料或作為玻璃、陶瓷等生產行業(yè)的原料，實現(xiàn)灰渣的資源化利用。研究表明，灰渣熔融后僅由于密度增加就可減容70％左右，如果再考慮到熔渣綜合利用，對于填埋負擔而言，可以達到1／20的減容比。
正是由于灰渣熔融的上述優(yōu)勢，熔融技術在發(fā)達國家迅速發(fā)展。許多學者對垃圾焚燒飛灰的熔融進行了大量的試驗研究。

(1)燒結法。燒結法是將待處理的危險廢物與細小的玻璃質，如玻璃屑、玻璃粉混合，經混合造粒成型后，在1000—1100℃高溫熔融下形成玻璃固化體，借助玻璃體的致密結晶結構，確保固體化的永久穩(wěn)定。但該方法需充分結合化學穩(wěn)定和熔融處理工藝才能降低垃圾焚燒飛灰對環(huán)境的危害。

(2)熔融法。熔融法是在燃料爐內利用燃料或電將垃圾焚燒飛灰加熱到l400℃左右的高溫，使飛灰熔融后經過一定的程序冷卻變成熔渣，熔渣可作為建筑材料，實現(xiàn)飛灰減容化、無害化、資源化的目的。熔融固化需要將大量物料加溫到熔點以上，無論采用電或其他燃料，需要的能源和費用都相當高。相對于其他處理技術，熔融固化的最大優(yōu)點是可以得到高質量的建筑材料。

高溫處理法具有減容率高、熔渣性質穩(wěn)定、無重金屬等溶出的優(yōu)點，已受到廣泛的關注，國外已研究出多種垃圾焚燒飛灰處理的高溫熔融爐，并已在日本和歐洲有少量使用。但采用高溫熔融工藝需要消耗大量的能源，同時由于其中的Pb、Cd、Zn等易揮發(fā)重金屬元素需進行后續(xù)嚴格的煙氣處理，故處理成本很高，只能在經濟發(fā)達的國家應用。

4 燒制陶粒技術

該方法所見報道甚少，但是在專利CN1830885《利用垃圾焚燒飛灰為原料的陶粒及其制備方法》中提到一種利用垃圾焚燒飛灰為原料的陶粒及其制備方法，其原料組成及質量分數為：飛灰20％—80％，其余為黏土；經配料、造粒、高溫煅燒制成陶粒產品；所述高溫煅燒的燒結溫度為1000—1400℃。此發(fā)明將危險廢棄物——垃圾焚燒飛灰作為陶粒原料再生利用，實現(xiàn)了對固體廢棄物飛灰無害化、資源化處理，避免了二次污染，減少了資源浪費，既可安全處置垃圾焚燒飛灰，又經濟、可行地利用城市垃圾焚燒飛灰制備陶粒產品，也減少了陶粒工業(yè)對天然原料的需求量。

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