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城市垃圾焚烧飞灰中含有大量高度浓缩的重金属，这些重金属所具有的不可降解性决定了其将长期存在并可能对环境构成潜在威胁。因此，焚烧飞灰必须进行妥善处理后方可送往填埋场填埋。目前所采用的处理方法主要是固化。固化方法归纳起来可分为水泥固化、沥青固化、化学药剂固化、烧结固化和熔融固化等。研究表明，现行的固化处理方法都存在着一定的弊端。例如，用水泥固定法处理飞灰时，一般需要添加15～30 ％的水泥，同时还需要添加1～3 % 的化学试剂［l , 2 ] ，这样就在一定程度上增加了飞灰的体积和重量，加大了填埋场的负担。烧结固化的缺点主要是烧结过程中铬、铜、锌等有害重金属在烧结残渣中富集，产生大量有害灰渣［3 ］。药剂固化中以鳌合固定应用最多，但需要往灰中加入大量昂贵的鳌合剂，成本高昂。近年来的研究发现，以上这些处理方法的最大缺点是处理后的飞灰天长日久在雨水的作用下重金属还会逐渐溶出，污染土壤和地下水［4 ,5 ］。相比之下，将重金属从飞灰中抽提出来则是比较理想的处理方法，这一方面可以回收有价金属元素，另一方面抽提重金属后的残渣还有希望作为资源再利用。本文探讨了水热处理条件下飞灰中金属元素的溶出特性，以期为飞灰中有害重金属的有效提取提供切实可行的方法和技术。
2 实验部分
实验用飞灰从某大型垃圾焚烧厂采集，焚烧炉为流化床，焚烧温度850 一1000 度。XRF 分析结果表明飞灰中主要含有金属元素Na 2.91％, Mg 1.08％ , Al 2.83％, K 4.ll％, Ca 22.5％ , Cr 0.18g kg-1，Mn 0.97 g kg-1, Fe 7.63 g kg-1, Cu 0.90 g kg-1, Zn 17.3 g kg-1, Cd 0.14 g kg-1, Pb l.00 g kg-1，和非金属元素C 7.0 % , Si 4.0 % , P 0.28 % , S 0.84 % , CI 28.3 ％。
水热处理在100 ml 高压釜中进行，用1M 盐酸作为提取剂，处理温度180 度，处理时间10 小时，固液比1:10 ( g : ml ）。提取液中金属元素的含量用ICP－AES 测定，水热处理前后飞灰的颗粒形态用扫描电子显微镜测定。
3 结果与讨论
3.1 水热处理对飞灰颗粒形态的影响
水热处理可以打破飞灰颗粒从而促进有害重金属元素的溶出。图1 表明，在高温高压的水热处理环境下，亚临界酸性溶液能够渗透到飞灰颗粒内部，从而破坏飞灰颗粒，使其成为碎片，这一过程可以大大促进金属元素的溶出。在室温条件下的实验结果显示，飞灰颗粒中金属元素的溶出主要发生在表面，颗粒表面出现了一些小孔，而颗粒本身并没有被打破。
3.2 水热处理对飞灰中金属元素溶出特性的影响
在同样的固液比和处理时间条件下，对飞灰进行了水热处理和室温条件处理试验，其结果见表1 。水热处理能明显促进大多数金属元素的溶出，例如，在室温条件下，AI、V、Cr、Fe、As的抽出率在0.1％以下，但在水热处理条件下，其抽出率为10～35 ％。作为环境污染中被关注的铅元素，在水热处理条件下其抽出率为58.6 % ，而在室温条件下其抽出率仅有3.50 ％。从表1 可以看出，在室温条件下Ca 元素的溶出率为100 % ，但在水热处理条件下其溶出率则为77 % ，这种现象可以用高温高压下酸溶液的存在形态来解释。众所周知，在常温常压条件下，盐酸完全电离为[H+]和[CI-]，而在高温高压条件下，有相当一部分酸则以分子态HCI 存在［6 ] ，这种状态可以限制灰中Ca 对盐酸的消耗，而促进有害重金属的溶出。
用1M 盐酸对飞灰中金属元素进行提取，在水热处理和室温条件下，其溶出率有很大的差异。图2 表明，在水热处理条件下，有一部分金属元素、如Na 、Mg 、Ni 、Zn 、Sr 、Cd几乎可以被全部提取出来。在水热处理条件下，AI 、Co 、As 、Ba 、Pb 的溶出率分别为74.6 ％、85.7 ％、88.1 ％、88.6 ％、96. 5 % ，而在室温条件下这些元素的溶出率分别为37.6 ％、1.36 ％、19.0 ％、31.8 ％、5.73 ％、15.0 ％。从图2 可以看出，尽管在水热处理条件下，Cr 的最大溶出率也仅有27.3 % ，如何提高Cr 元素的溶出率，将成为今后的研究课题之一。4 结论
在酸性环境下进行水热处理对城市垃圾焚烧飞灰中有害重金属的有效提取有积极的促进作用。水热处理可以打破飞灰颗粒，从而促进有害重金属的溶出。水热处理的另一个特点是可以控制飞灰中Ca 元素对酸的迅速消耗，而促进酸与有害重金属的反应。
