CFBC脱硫灰渣基地聚合物的制备及在固化重金属危险废物中的应用

CFBC燃烧工艺属低二氧化硫和低氮氧化物排放的清洁技术，但CFBC脱硫灰渣的理化性质较特殊，导致其综合利用的基础研究和应用技术均显得比较薄弱。地聚合物（geopolymer）以其制备成本低、机械强度高、耐酸碱、抗腐蚀、绿色环保等优点成为国内外研究的热点。本项目拟以金陵热电厂的CFBC脱硫灰渣为例，寻求多种技术手段激发CFBC脱硫灰渣的地聚合反应活性，分析材料的微区成分、微观结构等与其宏观物理、力学性能等之间的关系，探索聚合反应机理和内在的控制机制，确定CFBC脱硫灰渣基地聚合物的最佳制备工艺。同时将CFBC脱硫灰渣基地聚合物作为固化剂应用到处置含重金属废渣和废液等危险固废中，探索提高固化体的力学性能、耐久性、耐酸碱性、耐水热性和单位固化容量等特性的途径，并确保其安全性和耐久性。项目研究成果预期既可为热电厂的CFBC脱硫灰渣拓宽综合利用的途径，还可帮助解决危险废物难以处置的环境难题。

CFBC燃烧工艺属低二氧化硫和低氮氧化物排放的清洁技术，但CFBC脱硫灰渣的理化性质较特殊，导致其综合利用的基础研究和应用技术均显得比较薄弱。地聚合物（geopolymer）以其制备成本低、机械强度高、耐酸碱、抗腐蚀、绿色环保等优点成为国内外研究的热点。. 本项目以金陵热电厂的CFBC脱硫灰渣为原料，利用碱激发、高温处理、机械研磨等多种技术手段，有效地提高了CFBC脱硫灰渣的地聚合反应活性，由此制备了多种高性能的地聚合物材料。在此基础上，本项目分析了原料（脱硫灰渣）的微区成分、微观结构等与所制备的地聚合物材料的宏观物理、力学性能等之间的关系，由此确定了CFBC脱硫灰渣基地聚合物的最佳制备工艺。在此基础上，本项目进一步探索了地聚合反应机理和内在的控制机制，并将CFBC脱硫灰渣基地聚合物作为固化剂应用到处置含重金属废渣和废液等危险固废中，所制备的固化体力学性能高、耐酸碱性好、抗冻耐高温表现优异，是一种良好的重金属固废固化材料。. 通过本项目的研究，共计发表SCI论文9篇；申请国家发明专利14项，授权国家发明专利2项；参与国际会议1次，做分会场特邀发言，并发表会议论文1篇。本项目的成果既可为热电厂的CFBC脱硫灰渣拓宽综合利用的途径，还可帮助解决危险废物难以处置的环境难题，基于本项目取得的科研成果，申请人已得到江苏省科技计划-社会发展项目资助在南京开始构建相关技术的示范工程，力争创造跟多的社会经济效益。