浅谈垃圾炉渣制砖工艺
来源：浙江旺能环保股份有限公司 阅读：6572 更新时间：2008-12-17 11:10我国城市垃圾处理正向着“以减量化、资源化、无害化”为最终治理目的，为了顺应城市垃圾无害化处理这一必然的发展趋势，美欣达集团公司不失时机创建了湖州南太湖环保能源有限公司，集垃圾处理，焚烧发电为一体，真正做到了垃圾处理减量化，资源化，无害化，开创了湖州城市垃圾处理“化害为利，变废为宝”的先河。
我国城市垃圾处理正向着“以减量化、资源化、无害化”为最终治理目的，为了顺应城市垃圾无害化处理这一必然的发展趋势，美欣达集团公司不失时机创建了湖州南太湖环保能源有限公司，集垃圾处理，焚烧发电为一体，真正做到了垃圾处理减量化，资源化，无害化，开创了湖州城市垃圾处理“化害为利，变废为宝”的先河。
城市垃圾含有大量的有机物和无机物，其中所含的大量有机物不能自然降解，既使是自然降解，也会严重污染环境，以前通过填埋的方式处理垃圾，势必占用了大量的宝贵的土地资源，不但不经济，还产生填埋堆场的次生污染。通过垃圾工业化焚烧，余热发电，烟气无害化处理，既产生良好的社会效益和环境效益，也带来了良好的经济效益。
垃圾焚烧后的产物---我们称之为垃圾炉渣（不包括飞灰），通过对垃圾炉渣（以下简称炉渣）进行理化分析：硅酸盐占42.5%，铝占18.67%，铁占24.32%，钙占7.93%，其它的重金属只是以微量形式存在。由此可见，炉渣不是有害废物，通过适当处理完全可以利用。
通过对炉渣的土木工程特征对比分析（与沙子的典型值对比），炉渣密度1.17~1.54g/cm3，沙子密度1.35~1.9 g/cm3，炉渣的密度是沙子的81%，是因为炉渣颗粒经过高温烧结，表面为玻璃质、蜂窝状的特性所至；炉渣压实后渗透率3.3×10 -5 ，沙子1.0×10-6，炉渣的堆放参数（摩擦角）46.50，沙子32~450，主要是炉渣的不规则形状和粗糙表面造成的。由此说明炉渣有与沙子接近的土木工程特性。炉渣的PH值10.8。
我国《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2001）明确规定：焚烧炉渣按一般固体废物处理。
由于炉渣主要含中性成分（如硅酸盐和铝酸盐等含主要成分，占30%以上），且物理化学和工程特性与天然骨料（石英砂和黏土等）相似，因而是很好的建筑原材料。因此美国、日本及欧洲一些国家将城市生活垃圾焚烧炉渣通过筛分、磁选等方式去除其中的黑色及有色金属并获得适宜的粒径后与水、水泥及其它骨料混合按一定比例制成混凝土砖，已得到商业化应用。
(一)炉渣的除铁破碎筛分回收
炉渣内有大量可回收的废铁及少量的有色金属, 90%以上的废铁必须清除,否则制成的砖出现锈斑,影响砖的使用推广范围，回收的废铁也有可观的经济价值，处理规模12万T/年生活垃圾估算可回收30万人民币的废铁，另可分捡出1万元左右硬币。
炉渣中仍有少量的未焚烧尽的少量纤维、部分塑料、纸张等，通过机选和人工筛选，仍可重新回炉焚烧。
炉渣制砖必须有如下三个过程：1 除铁和充分分离杂物：2 按照制砖的要求对炉渣进行破碎和筛分，制成合格的多种制砖骨料，国家标准规定炉渣的最大粒度∠10mm，且不能大于多孔砖筋板的80%，一般筛分的粒度不超8mm，并且要有最佳适宜的粒度级配，才能达到强度最大化；3 按一定比例添加水泥制砖。
（二）炉渣混凝土砖行业要求
参阅中华人民共和国农业行业标准《混凝土普通砖和装饰砖》（NY/T671-2003）中的有关规定，混凝土标砖有五个强度等级，强度等级小于MU10的砖只能用于非承重建筑部位，
使用工业废渣制砖有如下要求：a烧失量不大于8%；ｂ不含有影响混凝土性能的有害成分及其它杂物；ｃ掺入的工业废渣原料应进行放射性物质检测，放射性物质应符合GB6566－2001的规定。根据外观质量、尺寸偏差又分优等品、一等品和合格品。
根据湖州南太湖环保能源有限公司排出的炉渣特性我们可以生产MU15（包括MU15）以下标准砖是比较适宜和经济的，也有较为广阔的市场空间。因为MU15、MU10是国家规定可作承重建筑部位。MU10以下用于非承重建筑部位。通过试验，生产MU15、MU10混凝土标砖可以无限量使用炉渣，对于最大化使用沪渣很有好处。
MU15混凝土标砖五块试样抗压强度的平均值要求大于15.0MPa，冻后抗压强度平均值大于12.0MPa；MU10混凝土标砖五块试样抗压强度的平均值要求大于10.0MPa，冻后抗压强度平均值大于8.0MPa；通过调节水泥配比及炉渣的粒度级配，完全可以达到MU15、MU10混凝土砖各项技术指标。
（三）炉渣砖的风险评估及预防办法
由于我国垃圾炉渣制砖是一门新型行业，其风险评估要到数年后才能得到正确评估，其安全性是大家最担心的，也是影响炉渣砖使用的重要心理因素。根据国外资料9年的跟踪检测，研究者发现即使使用保守的方法估计，对重金属浸出浓度检测，炉渣中的Pb、Cd、Zn等9年累计释放量仍然是很低的，骨料中最有可能造成潜在危害的元素为Pb，其危害程度也低于实施中的健康标准，不会对人类和环境造成不可接受的影响。
由于炉渣中的有色金属（特别是铝和锌）和水泥的水化产物发生化学反应生成氢气逸出的缘故。
nAl+X(OH)n+nH2O→X(AlO2)n+3/2nH2
因为氢气的逸出,炉渣砖有可能会出现膨胀和裂缝问题。消除这一问题的最好办法是将炉渣置放露天数天时间，由于炉渣PH值10.8，呈弱碱性，上述反应能在堆放期内得到进行，消除了这一不利影响。
顺便提一下，垃圾焚烧还有部分尾气处理产物—飞灰，先且不讲飞灰的理化特性，仅飞灰含有大量的CaO、Ca(OH)2，会加剧上述提到的反应，从而导致炉渣砖的后期变形或产生裂缝，因此炉渣砖不能有飞灰的混杂。飞灰的无害处理将是下一步攻关项目。
（四）炉渣制砖的经济分析
通过核算炉渣破碎筛分处理的炉渣经济成本是10元/吨（包括电费，人工工资，折旧）。
吨料制砖480块标砖，折算后标砖成本0.02元/块.
每块砖用水泥折价0.09元/块,人工工资0.03元/块,制砖电费0.015元/块,折旧费0.01元/块,管理费等0.005元/块
总计制砖成本0.16元/块,标砖市场最低出厂价0.26元/块,按平均日产3万块炉渣砖销售规模计算,两年可基本回收全部投资.
通过自行研制炉渣破碎筛分设备，成功将炉渣进行破碎筛分，并制成用于建筑的标砖、多孔砖。日产标砖可达5万块，或多孔砖3万块，可完全消化处理上道生活垃圾焚烧发电工序产生的炉渣。
值得一提的是此项工程得到浙江旺能环保股分有限公司各级领导们的大力支持,许瑞林总经理亲自挂帅，数次到太仓等地考察、调研炉渣制砖项目，果断进行决策、工程立项，设备研制和资金投入，从而获得了炉渣制砖工程项目的顺利进行。湖州旺能机械有限公司对设备的生产安装给予大力协助，湖州南太湖环保能源有限公司也进行密切通力合作，使炉渣制砖项目得到了顺利完成。
环境产业研究所嵇萍
