淺談垃圾爐渣制磚工藝
來源：浙江旺能環保股份有限公司 閱讀：6585 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展趨勢，美欣達集團公司不失時機創建了湖州南太湖環保能源有限公司，集垃圾處理，焚燒發電為一體，真正做到了垃圾處理減量化，資源化，無害化，開創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展趨勢，美欣達集團公司不失時機創建了湖州南太湖環保能源有限公司，集垃圾處理，焚燒發電為一體，真正做到了垃圾處理減量化，資源化，無害化，開創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，不但不經濟，還產生填埋堆場的次生污染。通過垃圾工業化焚燒，余熱發電，煙氣無害化處理，既產生良好的社會效益和環境效益，也帶來了良好的經濟效益。
垃圾焚燒后的產物---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%，是因為爐渣顆粒經過高溫燒結，表面為玻璃質、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（摩擦角）46.50，沙子32~450，主要是爐渣的不規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，已得到商業化應用。
(一)爐渣的除鐵破碎篩分回收
爐渣內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,否則制成的磚出現銹斑,影響磚的使用推廣范圍，回收的廢鐵也有可觀的經濟價值，處理規模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）爐渣混凝土磚行業要求
參閱中華人民共和國農業行業標準《混凝土普通磚和裝飾磚》（NY/T671-2003）中的有關規定，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摻入的工業廢渣原料應進行放射性物質檢測，放射性物質應符合GB6566－2001的規定。根據外觀質量、尺寸偏差又分優等品、一等品和合格品。
根據湖州南太湖環保能源有限公司排出的爐渣特性我們可以生產MU15（包括MU15）以下標準磚是比較適宜和經濟的，也有較為廣闊的市場空間。因為MU15、MU10是國家規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；通過調節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，其風險評估要到數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。根據國外資料9年的跟蹤檢測，研究者發現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）和水泥的水化產物發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項目。
（四）爐渣制磚的經濟分析
通過核算爐渣破碎篩分處理的爐渣經濟成本是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3萬塊爐渣磚銷售規模計算,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電工序產生的爐渣。
值得一提的是此項工程得到浙江旺能環保股分有限公司各級領導們的大力支持,許瑞林總經理親自掛帥，數次到太倉等地考察、調研爐渣制磚項目，果斷進行決策、工程立項，設備研制和資金投入，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備的生產安裝給予大力協助，湖州南太湖環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。
環境產業研究所嵇萍
