焚烧飞灰协同硅铝质固废烧制陶粒重金属固化机制

来源：环境工程技术学报杂志2025年第6期北京时间：

作者：王嵯, 吴骞, 吴昊, 陈湛, 周睫雅, 田书磊

摘要：如何有效固化重金属，揭示其固化机制，是焚烧飞灰烧制陶粒必须解决的难题。为此，设计膜浓缩液淋洗灰渣协同硅铝质固废烧制成陶技术路线，构建CaO-SiO2-Al2O3-NaF重金属固化体系，探讨陶粒坯料制备的最优配比以及烧制工艺参数，并深入解析重金属固化机制。结果表明：膜浓缩液淋洗可去除焚烧飞灰中98.46%可溶性氯盐，淋洗残渣∶大修渣∶废玻璃最佳坯料配比为50%∶15%∶35%，其在1 050 ℃烧结20 min可制备900级高强陶粒。陶粒中重金属Pb、Cd、Cr、Cu和Zn的固化率分别为40.52%、70.22%、88.45%、76.12%和90.19%，Pb、Cu和Zn主要通过化学键合分别形成(PbF2)12.7(PbO)58.2(SiO2)28.4、CuO、Ca2Zn2SiO7等晶体固化，Cr和Cd主要通过离子替换形成Na6Ca2Cr6Si6O24(SO4)2、CdMgSi2O7等晶体固化。微量CdS、PbO、PbCl2和PbS通过陶粒孔隙及CaF2固溶体物理包裹。本研究为利用焚烧飞灰协同硅铝质固废，开展垃圾焚烧厂原位生态无害化及资源化提供了新路径。

关键词：焚烧飞灰, 硅铝质固废, 烧结, 陶粒, 重金属, 固化机制