成果简介：多氯化物废物是生产氯代烃的副产物，氯碱工业是基础化工，产量大，产生的多氯化物废物也较多。多氯化物废物是氯化物蒸馏残液，是纯 的有机多氯化物的混合物，难溶于水，不燃烧，比水中重。有刺鼻的气味， 较大的挥发性，毒性大，诱发癌症，污染环境；大气中的氯化物还破坏臭氧 层。该处理技术和处理设备能够快速有效地降解多氯化物，使其转化为有价 值的工业材料，不产生二次污染物。该技术填补国内和国际空白，能够高效 地处理多氯化物废物，具有实用性和广阔的应用范围。 项目来源：合作开发

1 成果简介本项目针对目前我国电子废物规模化的回收处理企业较少、技术储备以及设备设施能力不足，缺乏成套的深度资源化利用技术的现状，研发出一批具有自主知识产权的废计算机类电子废物破碎分选、分离提纯、产品高值利用的关键技术和成套设备。其中，在废计算机类设备的拆解处理、废显示器类资源化处理工艺、废电路板拆解处理和组合资源化工艺以及废电池组合资源化处理工艺等方面均具有突破性进展，并形成了技术和设备的集成；在电路板热冲击破碎预处理技术和破碎设备专用刀具、锥屏分离专用设备等方面的研究达到了较高水平。 其中依托专题研发了废计算机设备类自动化拆解生产线以及专用工具和设备研发，实现规模化和高效率流水线作业模式，材料回收率达到 90%以上，高于欧盟《电子废物回收处理指令》（ 2005 年） 要求的 75~80%； CRT 显示器锥屏干法快速分离设备分离效率达 2 分钟/台，相比其他分离技术提高了 2-3 倍。其技术适应强、设备造价低，操作简单； LCD 显示器资源化处理技术和设备的研发，可实现汞灯管无损拆除、液晶的高效分离处理和铟金属的回收；基于改性的废电路板预处理技术和设备，可显著提高解离度达 100%，实现铜金属回收率达到 95%以上。其可有效解决废弃计算机设备的资源化回收利用问题，对环境无害化处理进行了有益的探索。其中在废电路板、 LCD 显示器、 CRT 显示器和锂电池处理技术方面取得了创新性的成果，为建立我国电子废物处理技术体系提供了示范。2 应用说明项目研发的废计算机拆解示范线、显示器类（包括 CRT 锥屏分离和资源化技术与设备，LCD 资源化成套回收技术与设备）、废电路板拆解及其金属回收技术方法和设备、以及废锂电池的资源化回收技术方法和设备、相关环保设施等， 在电子废物处理企业中进行了应用，并取得了良好的效果。本课题开发的锥玻璃再生利用资源化工艺技术方案与企业开展合作，开发了以 CRT 锥玻璃为原料的室内装饰玻璃工艺品。 （ 1） 废电路板金属、非金属高效解离技术-低温热处理装备的研发（低温真空电阻炉系统）  （ 2） 废电路板专用陶瓷刀具材料及专用涂层刀具的制备  （ 3） 废 CRT 显示器屏、锥玻璃分离设备  （ 4） CRT 玻璃资源化产品  （ 5） LCD 回收处理关键设备  （ 6） 废锂电池处理试验装置 3 效益分析研究成果解决了典型电子废物资源化技术的关键问题以及电子废物污染环境的突出问题，为苏州市电子废物的问题提供了创新性和工程化的解决方案。在项目实施过程中，将研究成果建设成为生产设施和设备，并投入使用，取得示范效应，并产生了良好的经济效益，项目优势得到验证。4 合作方式转让或者联合推广。5 所属行业领域环境领域。

首次采用冶金电弧炉工艺熔融处理焚烧飞灰，开发了飞灰电弧炉熔融处理技术，降低了设备投资成本，研发了熔渣制备玻璃陶瓷新技术，制备的玻璃陶瓷性能指标优于大理石等天然建材。将垃圾焚烧飞灰熔融技术"嫁接"玻璃陶瓷制备工艺，开发了电弧炉熔渣制备玻璃陶瓷技术，构建了熔渣析晶模型，确定了熔渣制备玻璃陶瓷的配方、成型参数及热处理最佳工艺，制成的玻璃陶瓷产品性能达到或优于大理石、花岗岩，有效降低了飞灰熔融处理成本。

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一、 技术研发背景（1 1 ）近年来我国垃圾焚烧飞灰产生量快速大幅增长，处置能力严重不足随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，生活垃圾产生量大幅增加，年产生垃圾量约为 2.5 亿 t，占世界总量的 1/4，相当长一段时间内还将以每年8%-10%的速度增长。目前我国垃圾焚烧飞灰的处置受场地和技术的制约越来越严重，局部地区已出现不能及时安全处置或处置成本过高而不能维持运行的尴尬局面，并严重阻碍了这部分地区生活垃圾处置由传统填埋向焚烧发电的转型。（2 2 ）垃圾焚烧飞灰属于危险废物，需得到妥善处置根据《国家危险废物名录》，垃圾焚烧飞灰属于危险废物。垃圾焚烧飞灰对环境和人类生活的危害在于其重金属不能依靠水体和土壤自身的净化作用消除，只能迁移。由于重金属容易在生物体内聚积，随着时间的推移，当重金属在生物体内积聚到一定量以后就会导致生物体畸形或导致突变，甚至生物体死亡。重金属对人体的另一危害途径是通过食物链传递。例如，生活在重金属含量较高环境下的鱼、虾体内会富集重金属，一旦这些食物被人体摄入，经过一段时间的积累，就会对人体健康造成极大的危害。特别是发生在日本的由汞污染引起的“水俣病”和由镉污染引起的“骨痛病”事件、以及在欧洲陆续发现的由重金属污染导致的一系列公共卫生健康问题，都使重金属污染引起人们广泛的关注。垃圾焚烧飞灰中的二噁英是一种非常稳定的亲脂性固体化合物，可溶于大部分有机溶剂，容易在生物体内积累。二噁英的污染具有持久性、脂溶性和蓄积性等特点。未来随着垃圾焚烧飞灰产量的快速增加，如果不能妥善解决无害化处置垃圾焚烧飞灰的问题，不但会制约垃圾焚烧产业的健康发展，同时会对该地区的环境造成严重影响。（3 3 ）垃圾焚烧飞灰的处置问题已经受到了国家相关部门的高度重视2016 年 10 月，国家住建部、发改委、国土部、环保部联合发文《关于进一步加强城市生活垃圾焚烧处理工作的意见》（简称《意见》），意见提出在生活垃圾设施规划建设运行过程中，应当充分考虑垃圾焚烧飞灰处置出路，鼓励跨区域合作，提出“推进区域性垃圾焚烧飞灰配套处置工程建设”，统筹生活垃圾焚烧与垃圾焚烧飞灰处置设施建设，并开展垃圾焚烧飞灰资源化利用技术的研发与应用。（4 4 ）北京地区的垃圾焚烧飞灰处置问题十分迫切截止至 2017 年底北京市已建成并投产 5 座垃圾焚烧厂：鲁家山垃圾焚烧厂、高安屯垃圾焚烧厂、海淀大工村垃圾焚烧厂，顺义垃圾焚烧厂，南宫生活垃圾焚烧厂，2018 年北京市正在加紧推进建设阿苏卫、通州、顺义二期、密云、怀柔 5处垃圾焚烧厂，按照规划到“十三五”末，北京市垃圾焚烧飞灰年产生量将达35 万吨以上，目前北京市的垃圾焚烧飞灰处置方式主要为水泥窑协同处置和制备陶粒资源化利用，这两种处置方式的消纳能力无法满足北京市的需求，垃圾焚烧飞灰无害化处置迫在眉睫。基于以上现状，研发团队开发出了一种可安全并大规模资源化利用垃圾焚烧飞灰的新技术¬——深部胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰技术。二、技术原理（1 1 ） 全固废充填料强度形成机理胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰技术充分利用了“硅的四配位同构化效应”和“复盐效应”。钙矾石（Ca 6 Al 2 (SO 4 ) 3 ·(OH) 12 ·26H 2 O）是普通水泥混凝土中最常见的复盐矿物，也是大部分地下采矿胶结充填硬化体中最常见的复盐矿物。钙矾石的溶度积常数为 1.1*10-40 。本项目组的前期研究结果表明，钙矾石在水中的饱和铝离子浓度比水淬高炉矿渣微粉在水中的饱和铝离子浓度低10 倍以上。因此在有足够 Ca2+ 、OH - 和 SO42- 离子供给的体系中，钙矾石的结晶将能持续促进水淬高炉矿渣微粉中的铝氧四面体从矿渣的玻璃体网络中体解出来，从而促进矿渣中较高聚合度的硅-铝氧四面体的链接被破坏，形成大量的活性硅氧四面体或硅氧四面体团，为发生硅的四配位同构化效应或形成 C-S-H 凝胶奠定基础。其中钢渣主要为胶凝体系要提供 Ca2+ 、OH - 和少量硅氧四面体。而钢渣中的 Mg2+ 和 Fe 2+ 在胶凝体系中起到与 Ca 2+ 类似的作用。较大量的脱硫石膏主要为体系提供源源不断的 Ca2+ 和 SO42- 。垃圾焚烧飞灰的主要成分为垃圾焚烧后产生的无机物和重金属等，当烟气净化采用干式或半干式反应法时，另含有一些反应生成物（如 CaCl 2 、CaSO 4 ）和部分未完全反应的 Ca(OH) 2 等物质。可为胶凝体系提供大量的 Ca2+ 、OH - 和 SO42- 。同时垃圾焚烧飞灰中有含量较高的 Cl- ，在矿渣水化过程中会形成含氯水化产物水化氯铝酸钙，氯盐在矿渣水化过程中会形成 NaOH 等碱性物质，提高液相碱度，促进矿渣水化的进一步进行。（2 2 ）重金属固化的机理胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰技术在胶凝材料的水化过程中实现了对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化，胶凝材料的主要水化产物为钙矾石、C-S-H 凝胶和类沸石矿物等，几种产物对该体系固化重金属均有贡献。重金属元素能够以类质同象的方式进入钙矾石的晶格而被固化，而 C-S-H凝胶具有很强的吸附重金属的能力。另一方面，以砷菱铅矾-砷铅铁矾类复盐矿物（(Pb, H+ )(Al 3+ , Fe 3+ , Fe 2+ )3 (SO 42- , AsO43- )2 (OH) 6 ）为代表的含砷铅矾类复盐矿物也可以在砷、铅化合物的参与下快速消耗溶液中的 Al3+ 、Fe 3+ 、Fe 2+ 、OH - 和 SO42-等离子，因此也能促进体系中矿渣微粉、钢渣微粉和脱硫石膏的消耗，这类复盐在水中的溶解度极低。在较高 pH 值条件下，这类复盐的结晶可以使砷和铅在水中的浓度都达到饮用水的标准。近些年的研究结果还表明，砷和铅可以进入类沸石相的水化硅铝网络体中平衡电荷，或作为网络体骨干的一部分而被高度固化。（3 3 ）二噁英固化的机理二噁英（dioxin，DXN），化学名为二氧杂环乙烷，标准状态下一般呈白色固体，无色无味；熔点约为 303～305℃，当温度达到 705℃以上时开始分解；难溶于水，美国环保局（US EPA，1900）推荐 2，3，7，8—TCDD 的水溶解度为 19.3ng/L，易溶于有机溶剂和脂肪；二噁英的蒸气压很低，大致为 8.3×10-13 ～4.8×10 -8 mmHg，一般随取代氯原子数目的增加而降低，在大气环境中超过 80%的二噁英分布在大气颗粒物中。大部分的二噁英在生物体内不易被代谢，具有生物蓄积与生物放大作用。现行的垃圾焚烧技术的炉内温度可以达到 850℃～900℃，绝大部分二噁英已经被分解，加之二噁英具有极低的溶解度和饱和蒸汽压和极高的脂溶性，所以垃圾焚烧飞灰中二噁英通过溶解于水中和挥发传播的比例很小，只可能通过随垃圾焚烧飞灰颗粒进入土壤和水环境以造成污染，本技术通过物理包裹的方法断绝了其污染传播途径，具体为矿渣基胶凝材料-垃圾焚烧飞灰水化反应所形成的固化体系中含有大量的 C-S-H 凝胶，其紧致的结构可降低整体固化体的渗透性，把含二噁英颗粒包裹固定其中。

所谓厌氧消化是指在无氧气条件下，利用厌氧微生物的作用，有控制地使废物中可生物降解的有机物分解，转化为二氧化碳、甲烷和许多稳定物质的生物化学过程。该领域最常见的就是CSTR工艺，即连续搅拌反应器系统（Continuous stirred tank reactor），其原理是在一个密闭罐体内完成料液的发酵、沼气产生的过程。反应器内安装有搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合状态。投料方式采用恒温连续投料或半连续投料运行。新进入的原料由于搅拌作用很快与反应器内的全部发酵液菌种混合，使发酵底物浓度始终保持相对较低状态。

本项目的产品主要用于稳定和固化垃圾发电厂锅炉产生的飞灰中的重金属元素，防止固化填埋后飞灰中的重金属溶出而污染土壤和地下水环境。

在对我国城市生活垃圾焚烧飞灰污染性质全面表征的基础上，针对其污染特点，对 飞灰稳定化处理药剂和工艺进行了比选与实验研究，开发了具有自主知识产权的飞灰稳 定化组合处理技术。该技术组合应用基于化学机理的稳定过程和物理机理的固化过程， 使飞灰中的重金属转化为具有地质化学稳定性的极低水溶性化合物，处理后飞灰污染物 浓度低于《生活垃圾填埋场污染控制标准 GB16889-2008》规定的进入卫生填埋场处置的 限值，满足在卫生填埋场中处置的长期环境安全性要求。 基于上述发明专利工艺，通过关键设备的比选改进、设计和操作参数优化，本成果 实现了我国生活垃圾组成背景下的焚烧飞灰化学稳定化处理工程的长期运行，成为 GB16889-2008 标准颁布后国内首次工程应用实例，达到了飞灰无害化处理的领先水平。 与国外同类技术比较，本成果稳定化处理后的飞灰产物具有长期环境安全性、填埋 操作方便、增容比小的优势，重金属稳定化指标更优。工程实践表明，飞灰稳定化处理 及后续卫生填埋处置综合成本合计为 540 元/吨，与目前主流的飞灰固化或稳定化处理 后去危险废物安全填埋场处置综合成本比较，节支达 400 元/吨以上；填埋容积亦减少 20%。本成果以卫生填埋替代成本昂贵且容量十分有限的安全填埋处置，具有明显的经 济和环境效益。

一种垃圾焚烧飞灰熔盐热处理方法，属于灰渣处理方法，解决 现有垃圾焚烧飞灰处理方法处理温度较高、能耗大且难以规避有毒痕 量元素引发二次污染的问题。本发明包括制备混合熔盐、熔融热处理、 重金属含量检验及重金属提取回收步骤。本发明利用熔盐优良的熔融、 蓄热和反应特性，实现飞灰中氯化物、硫酸盐及部分重金属的溶出， 工序相对简单，反应条件温和易于控制，可有效控制飞灰中重金属在 环境中的浸出，处置过的熔盐可以循环利用，溶出的重金属可进行深 度富集和回收，处理后的残渣危害程度大幅降低，便于建材化利用和 安全填埋，有效降低了二次污染，提高了资源利用效率，可以同步实 现垃圾焚烧飞灰的减重化、无害化与资源化利用。

新型等离子体处理固体废物项目，是经十余年攻关完成的科技成果。该项目已通过省级鉴定、获得三十多项国家专利、成功建成三个示范工程，并有多个工程在建设之中。特点是：实现了固体废物无害化后的全资源化利用；处理过程中无烟气、废渣和废液排放；设备为模块化结构，便于大规模化工程建设；运行成本低；设备寿命长。区别于现有固废处理方法，具有常温常压、无害化速度快、绝无三废排放、实现废弃物全资源化利用、设备制造和运行成本均低于同规模的焚烧炉、推广适应性强等特性、工程建设周期短和占地面积小。完全克服了焚烧产生大量烟气和毒性