垃圾熔融爐所處理固體污染物的化學(xué)組成對使用的耐火材料抗渣性能要求非常高,,在進行選材試驗前,,先對試驗熔渣的化學(xué)成分和熔化溫度進行測試,試驗用渣采用某垃圾熔融爐所處理的原始固體廢物,,其化學(xué)組成如表 1 所示,試驗用磚采用高純剛玉磚和鉻剛玉磚作為此次的實驗?zāi)突鸩牧稀?/FONT>
本試驗所涉及的垃圾熔融爐,其工作溫度≥1300 ℃,,采用電加熱工藝,爐內(nèi)氣氛為氧化氣氛,,進出料方式為連續(xù)出料,,從試驗用渣的化學(xué)組成可以得到,w(CaO)/w(SiO2)的比值小,,熔渣呈酸性,。
首先對試樣進行顯氣孔率、體積密度的測試,,之后使用切割機和鉆孔機將3 種試驗材料制成 φ36 mm,,高 40 mm 的坩堝各一支,坩堝結(jié)構(gòu)如圖 1 所示,。向坩堝孔內(nèi)填入 70 g 試驗用渣,,并使用電爐加熱至1500℃并保溫 3 h,自然冷卻至室溫后,,沿坩堝孔中心方向?qū)③釄暹M行等分切割,,觀察坩堝內(nèi)壁的侵蝕情況、余渣量及滲透情況,,進行記錄后將坩堝的余渣層,、反應(yīng)層及原磚部分一并切割制樣,進行顯微結(jié)構(gòu)觀察和能譜分析,。
圖 2 所示為進行完靜態(tài)坩堝抗渣試驗的2種材料坩堝的剖面圖片,。
圖中虛線標(biāo)注為宏觀觀察下可見的試驗用渣滲透層,箭頭標(biāo)注為坩堝內(nèi)的余渣量,。從圖中可以看出,,高純剛玉磚坩堝的內(nèi)壁較完整,觸感上有凹凸,,說明坩堝受侵蝕情況并不嚴(yán)重,,但坩堝內(nèi)部的余渣層幾乎不可見,,說明試驗用渣有大量滲入磚體,從其滲透程度亦可證明,,其余渣層約 0.2 mm,,滲透層約 8 mm;鉻剛玉磚坩堝的內(nèi)壁相對完整,,可以看到一層附著于內(nèi)壁的渣,,說明試驗用渣與坩堝本身有少量反應(yīng),但反應(yīng)不劇烈,,較多的余渣量和相對較淺的滲透層說明滲透現(xiàn)象較少,,其余渣層約 7 mm,滲透層約 3 mm,;
由圖 2(a)可以看出,,圖片中大塊的氧化鋁顆粒內(nèi)部已經(jīng)出現(xiàn)渣侵入的跡象,證明其有被反應(yīng)分解的趨勢,,圖中右側(cè)上方渣線附近可以明顯觀察到熔渣滲透的狀況,;由圖 2(b)可以看出,深灰色的氧化鋁顆粒周圍有逐漸模糊的漸變層,,可以說明氧化鋁顆粒正在被分解,,一方面原因是由于氧化鉻與其發(fā)生了固溶反應(yīng),另一方面原因來源于渣對氧化鋁顆粒的蝕損,,與此同時氧化鉻顆粒周圍幾乎沒有發(fā)生侵蝕現(xiàn)象,,這是由于氧化鉻在熔渣中的溶解度很低,較難與熔渣發(fā)生反應(yīng)