再結晶與磁選程序對垃圾熔渣之影響研究

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鄭世智(Shih-chih Cheng) 查詢紙本館藏

畢業系所

環境工程研究所

論文名稱

再結晶與磁選程序對垃圾熔渣之影響研究
(Influence of Re-Crystallization and Magnetic Separation Procedure on Refuse Slag)

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摘要(中)

摘要
隨著垃圾灰渣的產量日趨增加，灰渣的妥善處理與處置將取代過去的垃圾掩埋，成為國內迫切的環保問題。本研究針對都會垃圾焚化廠產出的底灰與飛灰進行實驗式規模且自行研發的電漿熔融爐高溫處理灰渣，透過灰渣性質分析、灰渣調質、空冷，再結晶與磁選等程序，探討操作條件對於灰渣熔融後的垃圾熔渣性質影響，並經由相關文獻分析、實驗成果，以及統計方法進行綜合評析，探討灰渣熔融的前處理程序、再結晶操作條件與資源化策略。
研究結果顯示，焚化灰渣經熔融後，熔渣重金屬溶出率皆遠低於法規值，可進行再利用與資源化。熔渣經再結晶程序，所產生的主要晶相為鈣鋁黃長石(Gehlenite)與鈣鎂黃長石(Akermanite)，而晶相的產生使機械強度大幅提升。材料性質方面，空冷、再結晶與磁選熔渣吸水率皆低於1.0%，符合天然粒料的規範值。但因比重與硬度值規範不同，使各類熔渣的應用性有所差異。空冷熔渣適合做為細粒料或次級舖面材料；再結晶熔渣的性質介於天然粗粒料與再生粗粒料之間，應用價值明顯高於空冷熔渣；磁選熔渣經鹼矽骨材反應試驗後，磁選熔渣介於無害骨材與潛在有害區域之間，因此若磁選熔渣做為粒料方面應用可能較不適合，但因磁選熔渣屬玻璃質熔渣，且無結晶相的產生，因此可做為玻璃材料應用。

摘要(英)

Abstract
Along with the gradual increasing yield of the refuse residues, the appropriate management and treatment of the residues has become an urgent environmental protection problem in this country. The present study aims at the high temperature treatment of the bottom ash and fly ash, with a self-developed laboratory-scale plasma furnace, and then verifying the various influences on the properties of refuse slag through different procedures, such as the analysis of residues properties, residues composition adjusting, air-cooling and recrystalization and magnetic separation etc., and finally performing a comprehensive evaluation of such influences by the exploration of literatures as well as experimental results, so as to establish the pre-processing procedure for the refuse melt, the operational conditions of recrystalization and recovery strategy. In light of the study results, it is revealed that the dissolution ratio of heavy metals contained in the incinerator residues, after the implementation of the melting process, is much lower than the regulatory standard. The hardness of recrystalization slag is dramatically higher than that of magnetic separation slag and air cooling slag, therefore it is suitably used as pavements; and the magnetic separation slag belongs to the glassy slag, which is suitably used as the raw material of glass. Both the air cooling slag and magnetic separation slag don’t have a clear crystalline structure, whereat the recrystalization slag mainly consists of Gehlenite (Ca2Al2SiO7) and Akermanite (CaMg(SiO7), however, the strength of Wollastonite (CaSiO3) is dramatically much lower than others, in addition to its crystalline strength will be decreasing further along with the longer time of heat treatment. The optimum temperature maintaining time for the air cooling slag is one hour, and at this moment the crystalline structure of slag will have the maximum strength. While comparing the values, it is found that the value acquired from the alkali silica reaction of recrystalization slag, magnetic separation slag and air cooling slag is at least 1.0 larger than the Sc/Rc ratio of the slag, wherein the ratio of magnetic separation slag lays at the border between the non-hazardous area and potential hazardous area, however the values of both air cooling slag and recrystalization
slag are then lay in the non-hazardous area.

論文目次

目錄
第一章前言 1
1-1 研究緣起 1
1-2 研究目的與內容 2
第二章文獻回顧 3
2-1 焚化灰渣之來源與特性 3
2-2 底灰之物化特性與微觀結構 6
2-2-1 底灰之物理特性 6
2-2-2 底灰之化學特性 8
2-3 飛灰之物化特性與微結構 10
2-3-1 飛灰之物化特性 10
2-3-2 飛灰之化學元素分佈特性 11
2-4 熔融處理技術探討 14
2-4-1 熔融原理 16
2-4-2 灰渣熔融處理之效應與操作因子 17
2-4-3 熔渣種類與特性 20
2-4-4 玻璃質熔渣與再結晶作用 21
2-4-5 熔渣資源化與再利用 26
2-4-6 骨材鹼矽反應 28
2-5 熔融技術與熔渣性能研究探討 30
第三章實驗材料與方法 45
3-1 實驗流程 45
3-2 實驗設計 47
3-2-1 空冷程序對熔渣性質影響實驗 47
3-2-2 熱差分析(DTA) 50
3-2-3 再結晶程序對熔渣性質影響實驗 51
3-2-4 灰渣金屬磁選程序對垃圾熔渣性質之影響試驗 53
3-3 實驗設備、材料與方法 55
3-3-1 實驗設備 55
3-3-2 實驗材料 57
3-3-2-1 都市垃圾焚化底灰與反應灰 57
3-3-3 實驗與分析設備 58
3-4 實驗分析 59
3-4-1 前處理 59
3-4-2 實驗分析 59
3-5 實驗分析 58
第四章結果與討論 72
4-1 垃圾焚化飛灰與底灰基本性質 72
4-1-1 物理性質 72
4-1-2 化學特性 77
4-1-3 小結 82
4-2 空冷程序對垃圾熔渣性質之影響 83
4-2-1 物理性質 83
4-2-2 化學特性 86
4-2-3 物種型態與微觀結構 88
4-2-4 化學抗蝕性 91
4-2-5 鹼矽骨材反應 93
4-2-6 熱差分析(DTA) 94
4-2-7 小結 96
4-3 再結晶程序對垃圾熔渣性質之影響 98
4-3-1 物理性質 98
4-3-2 化學特性 105
4-3-3 物種型態與微觀結構 108
4-3-4 化學抗蝕性 117
4-3-5 鹼矽骨材反應 121
4-3-6 小結 122
4-4 灰渣磁選程序對垃圾熔渣性質之影響 124
4-4-1 物理性質 124
4-4-2 化學特性 126
4-4-3 物種型態與微觀結構 131
4-4-4 化學抗蝕性 134
4-4-5 鹼矽骨材反應 135
4-4-6 小結 136
4-5 空冷熔渣、再結晶熔渣與磁選熔渣之綜合評析 138
4-5-1 空冷熔渣、再結晶熔渣與磁選熔渣之基本性質探討 138
4-5-2 空冷熔渣、再結晶熔渣與磁選熔渣之XRD晶相物種評析 140
4-5-3 空冷熔渣、再結晶熔渣與磁選熔渣之化學抗蝕性評析 142
4-5-4 空冷熔渣、再結晶熔渣與磁選熔渣之鹼矽骨材反應 143
第五章結論與建議 145
5-1 結論 145
5-2 建議 150
參考文獻 151

參考文獻

參考文獻
Barneyback, R. S. and S. Dimond, “Expression and Analysis of pure Fluids from Hardened Cement Pastes and Mortars, “Cem. & Concr. Res., Vol. 11 No. 2, pp.279-285, 1981.
Chimenos, J.M., Segarra, M., Fernandez, M.A., Espiell, F.“Characterization of the bottom ash in municipal solid waste incinerator.” Journal of Hazardous Materials, Vol.64, pp. 211-222(1998)
Dolar-Mantuani, L.(1984), Handbook of Concrete Aggregates, Noges Publications, 1984.
Eighmy, T.T.,Eusden,J.D,Krzanowski,J.E. and et al..Comprehensive approach toward understanding element speciation and leaching behavior in municipal solid waste incineration electrostatic precipctator ash.Enviromental Science & Technology,29(3),629,(199
Fei Peng, Kaiming Liang, Anmin Hu, Hua Shao., Nano-crystal glass-ceramics obtained by crystallization of vitrified coal fly ash., Fuel 83(13), (2004) 1973–1977.
Fournier, B., and Bérubé, M.A., “Alkali-Aggregate Reaction in Concrete: a Review of Basic Concepts and Engineering Implications,” Canadian Journal of Civil Engineering, Vol.27, Number 2, pp.167-191, April 2000.
H. Rawson, “Properties and applications of glass”, Elsevier, New York, 1980
H. Rawson, “Glass and Its History of Service”, IEE Proceeding, Vol. 135, Pt. A,No. 6, July, 1988.
Hamernik, J.D., and Frantz, G..C., ”Physical and Chemical Properties of Municipal Solid Waste Fly Ash,” ACI Materials Journal, 88(3), 204(1991).
Helena Manninen, Annilli Perkiu, Juha Palonen, Kari Peltola and Juhani Ruuskanen, ”Trace Metal Emissions From Co-combustion of Refuse Derived and Packaging Derived Fuels in a Circulationg Fluidzed Bed Boiler,” Chemosphere, 32(12), 2457-2469(1996).
H. Motz , J. Geiseler., Products of steel slags an opportunity to save natural resources., Waste Management 21(3), (2001) 285-293.
IAWG(The International Ash Working Group),“Municipal Solid WasteIncinerator Residues”, Elsevier, 1997.
Johnson, C.A., Brandenberger, S., Baccini, P., “Acid neutralizizingcapacity of municipal solid waste combustion ash.” EnviromentalScience & Technology, Vol.29, No.1, pp. 142-147 (1995).
Klein D.H., Andren A.W., Lawasani M.H., West R.E., Environ. Sci. Technol., 9,862-9,869(1976).
Kida Akiko, Noma Yukio and Imada Teruji, “Chemical Speciation and Leaching Properties of Elements in Municipal Incinerator Ashes,” 16, Nos 5/6, 527(1996).
Katsunori Nishida, Yoshikazu Nagayoshi, Hitoshi Ota, Hidekazu Nagasawa, Melting and stone production using MSW incinerated ash. Waste Management 21(5), pp.443-449. (2001).
Luisa Barbieri *, Anna Corradi Bonamartini, Isabella Lanc., Alkaline and alkaline-earth silicate glasses and glass-ceramics from municipal and industrial wastes., Journal of the European Ceramic Society 20(13) (2000) 2477-2483.
L.S. Pioroa, I.L. Piorob, Reprocessing of metallurgical slag into materials for the building industry., Waste Management 24(4), (2004) 371-379.
Makoto, H., and Eiji, S., “ Solidification of Heavy Metal-containing Sludges by Heation with Silicate ”, Toxic and hazardous waste disposal, Vol.3, Ann Arbor Science , pp.141-154(1981).
Masaki Takaoka, Nobuo Takeda, and Satoshi Miura., The behaviour of heavy metals and phosphorus in an ash melting process., Wat. Sci. Tech. 36(11), pp275-282, 1997.
Masahide Nishigaki., Producing permeable blocks and pavement bricks from molten slag., Waste Management 20(2-3) (2000) 185-192.
M. Erol, A. GencË, M.L. OÈ vecË ogÏ lu, E. YuÈ celen, S. KuÈ cË uÈ kbayrak, Y. Taptõk, Characterization of a glass-ceramic produced from thermal power plant fly ashes., Journal of the European Ceramic Society 20(12) (2000) 2209-2214.
M. Erol, S. Kucukbayrak, A. Ersoy-Mericboyu, M.L. Ovecoglu, Crystallization behaviour of glasses produced from fly ash., Journal of European Ceramic Society 21(16) (2001), 2835-2841.
N.Y. Mostafa, S.A.S. El-Hemaly, E. I. Al-Wakeel, A.S. El-Korashy, P.W. Brown, Characterization and evaluation of hydraulic activity of water-cooled slag and air-cooled slag. Cement and concrete Research 31(6), (2001) 899-904.
P. W. McMillan, “Glass Ceramic”, Academic Press, Second edition New York, 1979, pp. 1-124.
Pera, J., Coutaz, L., Ambroise, J., Chababbet, M., “Use of incineratorbottom ash in concrete.” Cement and Research, Vol.27, pp. 1-5(1997)
Sidney Mindess and J. F. Y.oung,(1981), Concrete, Prentice, Prentice Hall Inc., N.J.
T.W. Chenga, J.P. Chu, C.C. Tzeng, Y.S. Chen. Treatment and recycling of incinerated ash using thermal plasma technology. Waste Management 22(5), (2002) 485-490.
Wey, M. Y., Degreve, J., and Van Rompay, P., ” Simulation of a Slagging Incineration Process”, Computers Chem. Engin, Vol. 15, pp.297-304(1991).
W. D. Kingery, H. K. Bowen, and D. R. Uhlmann, “Introduction to Ceramics”,John Wiley & Sons Inc, New York, 2nd Edition, 1996, pp. 158-167.
Wiles, C. C., “ Municipal solid waste combustion ash : State-of-the-knowledge.” Journal of Hazardous Materials, Vol. 47,pp. 325-344, (1996).
Xavier Querol, Andres Alastuey, Jose Luis, Fernandes-Turiel and Angel Lopez-Soler, “Synthesis of Zeolite by Alkaline Activation of Ferro-Aluminous Fly Ash,” Fuel, 74(8), 1226 (1995).
Xavier Querol, Jose Luis, Fernandes-Turiel and Angel Lopez-Soler, “Trace Element in Coal and Their Behavior During Combustion in a Large Power Station,” Fuel, 74(3), 331-343(1995).
Young Jun Park, Jong Heo, Conversion to glass-ceramics from glasses made by MSW incinerator fly ash for recycling., Ceramics International 28 (6), (2002) 689-694.
Z. Strnad, “Glass-Ceramic Material”, Elsevier Science Publishing Company,Inc,1986.
橋本建次，“廢棄物的固形化技術”， p.1-59(1982)。
黃兆龍，“高等混凝土技術”，國立臺灣工業技術學院營建系，1985。
關　一洋，“旋回溶融爐－千葉市”，下水道協會誌，Vol.26，No.307，pp.41-46(1989)。
程道腴, 鄭武輝譯, 玻璃學, 財團法人徐氏基金會, 臺北, 1992, pp. 126-129.
何啟華，「垃圾焚化灰燼之大地工程特性」，中央大學土木工程研究所，碩士論文 (1993)。
孫世勤、江舟峰、劉偉裕，「台灣地區事業廢棄物處理處置系統規劃」，第八屆廢棄物處理技術研討會論文集，第 47-76 頁，台南(1993)。
蕭炳欽，「都市垃圾灰渣與下水污泥灰渣共同高溫熔融處理操作溫度特性之研究」，碩士論文，國立中央大學環境工程學研究所，中壢(1993)。
廖錦聰，「焚化灰渣資源化技術」，焚化灰渣處理技術研討會論文集，新竹(1993)。
吳振名, 玻璃陶瓷--陶瓷技術手冊 , 中華民國產業科技發展協進會, 第28章.,1994, pp. 963-986.
褚炳麟，「台灣西部地區砂石料源鹼質反應調查研究」，交通部國道工程局新建工程處，台北(1994)。
張祖恩，「台灣地區都市垃圾焚化灰渣物化組成與溶出特性探討」，一般廢棄物焚化灰渣資源化技術與實務研討會，1996。
東康夫、鈴木富雄、清水由章、山田基夫，“都市燒卻灰溶融特性”，廢棄物學會論文誌，Vol.7， No.4， pp.193-201(1996)。
廖錦聰，「從日本的經驗談台灣焚化灰渣資源化方向」，一般廢棄物焚化資源化技術與實務研討會，台北市，第29-42 頁 (1996)。
張祉祥，「都市垃圾焚化底灰燒結資源化之研究」，中央大學環境工程研究所，碩士論文 (1998)。
行政院公共工程委員會，「營建資源再利用於公共工程之研究」，（2000）。
吳慶龍，「焚化底灰粗粒徑替代道路基層材料之可行性探討」，私立淡江大學水資源及環境工程學系碩士論文，（2000）。
詹炯淵，「垃圾焚化飛灰管理對策之研究」，國立台灣大學環境工程學研所，碩士論文 (2001)。
何春松，「灰渣熔融技術之發展」，嘉德技術開發股份有限公司協理，(2002)。
行政院環保署，「廢棄物焚化灰渣材料化技術研究專案計畫期末報告」，（2003）。
陳韋伶，「不同焚化爐底碴物化性質比較分析」，中央大學環境工程研究所，碩士論文 (2004)。
李文成、曾錦清、洪聰民(2005)，都市垃圾焚化灰渣高溫熔融特性研究，第十屆海峽兩岸環境保護學術研討會，台中沙鹿。
劉暐廷、李公哲(2005)，半導體業廢水污泥熔融處理資源化技術之研發，第二十屆廢棄物處理技術研討會。桃園中壢。
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指導教授

王鯤生(Kuen-sheng Wang)

審核日期

2006-7-21

推文