2.2.1　焚烧过程中炉渣的成岩作用

炉渣焚烧仅涉及垃圾材料的部分熔融，因此其相的组合不代表平衡条件。焚烧时1 000℃左右的温度，以及炉排上30～60 min相对短的停留时间，使得个体颗粒实际能达到的温度存在着巨大差别，其中耐烧的废弃物，如天然石料、建筑材料（面砖、砌砖、细瓷等）根本不发生变化，代表炉渣的“初级矿物学”，炉渣中的石英、长石、铝黄长石、莫来石、硅灰石、透辉石等，主要来自陶瓷。玻璃也多不熔融，或仅部分熔融，这些天然的玻璃，与后天生成的玻璃相比，富有棱角性，表面光滑，没有气孔。除此之外，还有在焚烧条件下保持稳定的自然出产或工业出产的矿物相，例如尽管较细粒的碳酸盐和石膏分别被转换为CaO和硬石膏，但较粗粒的碳酸盐则不会被完全脱碳，很大部分在焚烧过程中得到了保持。

除上面的耐烧废弃物外，其他不同粒径的炉渣颗粒，表现出熔融、熔流、产气和气体截留在熔体中的迹象，其最终结果是含有比表面积很高（9～40 m2/g）的多气孔颗粒（图2-2）。燃烧过程产生的气体，有部分随着熔体冷却而被截留在黏性熔体中，形成气孔，可以与颗粒外部连通，也可以封闭。气孔的存在，意味着炉渣颗粒的密度比具有类似矿物组成的天然岩石密度更低。

图2-2　炉渣的SEM图像

熔融产物在焚烧过程中的反应顺序与含黄长石的火成岩熔体相当（或可将炉渣的成岩过程看作是火山喷发时熔岩出露地表的成岩过程），可由CaO-MgO-Al2 O3-SiO2-Na2 O-FeO六元体系来描述。不过，这一体系未达到平衡，其解释一是炉渣中还含有残余的有机物，二是炉渣中热动力学不相容相的共存（如石英和黄长石，石英一般在低碱性、氧化硅超饱和的环境中存在，黄长石则在高碱性、贫氧化硅的环境中存在）。