焚燒法具有資源化、減量化的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，作為主要的固體廢物（城市生活垃圾、醫(yī)療廢物、工業(yè)固體廢物等）處理手段正在被廣泛應(yīng)用，但是焚燒并不能一次性解決垃圾和廢物的無害化問題[1]。在焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生焚燒飛灰，因其重金屬浸出率高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，被列為國(guó)家危險(xiǎn)廢物。若按處理量3%的飛灰產(chǎn)量計(jì)算，2009年我國(guó)生活垃圾焚燒飛灰的產(chǎn)量已達(dá)到60萬噸。熔融玻璃化技術(shù)是將焚燒飛灰配合輔助添加劑加熱熔融，經(jīng)冷卻形成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的玻璃體，玻璃體的主體結(jié)構(gòu)為由[SiO4]四面體構(gòu)成的“短程有序、長(zhǎng)程無序”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[2]，重金屬及其他金屬陽(yáng)離子鍵接在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，玻璃體的重金屬浸出率極低[3]，可以作為鋪路等建筑材料。熔融玻璃化技術(shù)根據(jù)熔融方式不同分為電熔融法和燃燒熔融法，等離子體玻璃化技術(shù)是電熔融法之一，具有操作簡(jiǎn)易、升溫快速、氣氛可控、設(shè)備體積小、能量輸入靈活等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有工業(yè)應(yīng)用前景，但相應(yīng)的基礎(chǔ)研究尚不足。
　　玻璃化技術(shù)的關(guān)鍵是形成玻璃體，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了相關(guān)研究。Haugsten等[4]實(shí)驗(yàn)指出冷卻速率越快，越容易形成玻璃體。Li等[5]發(fā)現(xiàn)堿基度在0.24～1.24時(shí)可得到無定形的玻璃體。Park等[6]在實(shí)驗(yàn)中提高SiO2含量，使玻璃化效果大大提高。Guo等[7-8]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)堿基度大于0.99時(shí)，不管是空氣冷卻還是水淬冷卻都有結(jié)晶相析出。李要建[9]使用等離子體電弧熔融法得到了良好的玻璃體，并從玻璃體硅氧網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)角度指出形成玻璃體的條件是氧硅比小于3，當(dāng)氧硅比大于3時(shí)就會(huì)有結(jié)晶相析出，而堿基度并不適合作為衡量玻璃體形成的參數(shù)。
　　加入少量B2O3是降低熔融溫度、節(jié)約能耗的有效方法。焚燒飛灰如以硅鈣為主，氧硅比可以作為形成玻璃體的控制條件，但是當(dāng)焚燒飛灰中其他元素含量較多，且添加如B2O3等能組建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的成分時(shí)，氧硅比就不再適合作為玻璃體形成的條件，需要研究新的玻璃體形成條件。
　　本文前期工作探索了等離子體電弧熔融法的玻璃體形成條件[10]，但是等離子體電弧溫度過高，難以用接觸式方法測(cè)量熔體溫度，同時(shí)由于弧光影響，光學(xué)非接觸方法也很難準(zhǔn)確測(cè)量熔體溫度，其升溫和降溫過程也不易控制，所以不適合進(jìn)行機(jī)理性研究，因而本文采用硅碳棒電阻式熔融爐開展玻璃化的控制參數(shù)研究。