发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种垃圾飞灰和固废无害化制作的烧结砖及方法和应用。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，一种垃圾飞灰和固废无害化制作的烧结砖，原料重量百分比组成包括：垃圾飞灰3-5％、助熔剂5-10％、废玻璃5-10％，剩余为其它废弃物，其它废弃物为煤矸石、废弃土、尾矿、污泥中的一种或多种。

第一解决了垃圾飞灰的固化，重金属的固化，减少浸出。

飞灰与玻璃形成玻璃体，飞灰重金属通过吸附和配位的作用固定在玻璃体中，飞灰与二氧化硅熔融状态下形成si-o网状构造，把重金属固定在网目中。碱金属和二氧化硅在熔融状态下形成共晶化合物。

其它废弃物中包含碱金属和二氧化硅。碱金属和二氧化硅熔融状态下形成共晶化合物，所形成的共晶化合物与飞灰和玻璃形成的物质黏连在一起，包裹内部的飞灰与玻璃形成的玻璃体，形成琥珀一样的包覆的结构。降低飞灰中的重金属的浸出率。在多种熔融变化相互协助的基础上，飞灰重金属熔融固化在烧结砖内。

主要是把垃圾飞灰固定在共晶化合物，三种结构包括(玻璃相，硅氧网状结构，硅酸盐低温熔融共晶化合物等)相互作用形成的。

第二解决了烧结温度高的问题，其他废弃物的熔融温度较低，加上助融剂飞灰熔融温度也会变低，飞灰和铝硅酸盐、玻璃等熔融固化形成部分晶体和玻璃体，这样在原本烧结砖隧道窑中不用再添加其他工艺就可以实现飞灰处理利用。

在本发明的一些实施方式中，原料重量百分比组成包括：垃圾飞灰4％、助熔剂8-10％、废玻璃8-10％，剩余为其它废弃物。进一步，原料重量百分比组成包括：垃圾飞灰4％、助熔剂8％、废玻璃8％，剩余为其它废弃物。废玻璃的重量占比为垃圾飞灰的2倍或多一点，因为废玻璃与垃圾飞灰的相互作用，不仅通过形成玻璃体，还需要在熔融状态下形成共晶化合物进行包裹玻璃体。形成进一步的包裹作用。

在本发明的一些实施方式中，原料中各成分的重量占比为：二氧化硅占60-75％，三氧化二铝占10-20％，三氧化二铁占5-15％，氧化钙＜15％，氧化镁＜5％，其他＜10％。

在本发明的一些实施方式中，助熔剂为硼砂、氟化钙、氧化硼中的一种或多种；进一步为氟化钙和氧化硼、硼砂和氟化钙、硼砂和氧化硼。助熔剂与飞灰和其它废弃物配合，具有降低熔融温度的作用，在较低的温度下进行烧结，得到的烧结砖具有较好的强度。如果熔融不彻底会造成浸出毒性不合格。

在本发明的一些实施方式中，废弃土来自于建筑工地开挖的弃土。废弃土中包含颗粒状矿物质、有机物质和水分。废弃土中包含颗粒状矿物质，包含硅和碱金属。

煤矸石主要成分为二氧化硅和三氧化二铝。废弃土和煤矸石组合形成外侧包覆的共晶化合物，提供进一步的包裹作用，提高强度和重金属的包覆能力，这些共晶化合物包括玻璃碱金属(氧化铝、氧化铁、氧化镁等)，二氧化硅在熔融状态下把其他颗粒粘结包裹在一起，形成的致密体且不溶于水的。

在本发明的一些实施方式中，尾矿为镁铁硅酸盐型、钙铝硅酸盐型、长英岩型、碱性硅酸盐型、高铝硅酸盐型、高钙硅酸盐型、硅质岩型、钙质碳酸盐型、镁质碳酸盐型中的一种或多种。不同型的尾矿中含有的硅含量不同，但主要成分基本相同。

在本发明的一些实施方式中，其它废弃物为废弃土和煤矸石的混合物。进一步，其它废弃物中各组分的重量百分比组成为：废弃土17-20份、煤矸石75-85份；更进一步，其它废弃物中废弃土18.5份、煤矸石81.5份。选择废弃土和煤矸石进行配合，两种物质的主要成分混合在一起，能够实现形成强度较好的包裹结构，制备得到性能更好的烧结砖。

第二方面，一种垃圾飞灰和固废无害化制作烧结砖的方法，所述方法为：

将垃圾飞灰、废玻璃和助溶剂、其它废弃物混合，然后进入挤砖成型机进行成型；

将成型后的砖坯进行烧结。

在本发明的一些实施方式中，烧结的温度为900-1000℃，保温时间为30-60min；进一步，烧结的温度为900-950℃，保温时间为40-50min；或，烧结的温度为900-1000℃，保温时间为30-40min。本发明中，烧结的温度相比于现有的烧结温度低，在较低的温度下各物质能够制作得到符合标准的烧结砖。

第三方面，上述垃圾飞灰和固废无害化制作的烧结砖在建筑领域中的应用。

本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：

1.原料包括垃圾飞灰、助熔剂、废玻璃和其它废弃物，垃圾飞灰和废玻璃形成玻璃体，其它废弃物形成外面包覆黏连的共晶化合物包覆体，形成琥珀结构，把垃圾飞灰中重金属固化在烧结砖的玻璃相内。

2.在制备烧结砖的过程中，将垃圾飞灰中的二噁英在900-1000℃窑炉内分解，分解率99.99％。

3.煅烧制备烧结砖的过程，烧结温度较低，相比其他高温熔融固化技术，资源化制作烧结砖技术节约能量＞50％。

4.本发明中重复利用废弃物和垃圾飞灰，替代垃圾飞灰填埋所占土地和减少飞灰的二次污染。在不添加大型设备基础上把垃圾飞灰和固废百分之百资源化利用，属于碳中和的一种先进低成本手段。

5.现有的处理飞灰的方法进行高温熔融后还需要处理残渣等。本发明中是利用飞灰和固废制作烧结砖，充分利用了固废，本发明中飞灰和固废全部用来制作烧结砖不需要二次处理。原料方面和烧结过程中降低了烧结砖的制作成本，降低了运行成本。