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本发明公开了一种垃圾焚烧飞灰无害化处理方法,包括如下步骤:(1)将垃圾焚烧飞灰与少量微波耦合剂充分混合,并加入适量水并经成型机造粒成型;(2)在成型颗粒外周再包埋微波耦合剂;(3)将埋粉后的成型颗粒送人工业微波炉进行微波熔融,熔融后熔渣与微波耦合剂过筛分离;(4)将分离后的微波耦合剂返回作为埋粉再用。本发明能够依靠微波耦合剂及飞灰中自身物质在微波场中的吸波特性,使得飞灰内外加热并迅速升温熔融,将飞灰中二恶英彻底分解的同时固化大部分重金属,分离后的微波耦合剂可回收重复再利用,该方法克服了传统熔融方式能耗大,热效率低的缺点。