本文關(guān)鍵詞：灰熔融過程礦物轉(zhuǎn)變行為及重金屬潛在風(fēng)險(xiǎn)分析

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【摘要】：近年來,垃圾焚燒方法在垃圾處理中的地位日益加重,對(duì)飛灰的有效處理也成了亟待解決的問題。熔融可以有效達(dá)到減容減量、重金屬穩(wěn)定的效果,熔渣還可以制成高品質(zhì)的微晶玻璃,目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有學(xué)者在對(duì)其進(jìn)行研究。但很少有人研究熔融過程中礦物轉(zhuǎn)變行為及重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。本文以垃圾焚燒飛灰為基料,研究多元氧化物的共熔融機(jī)理。考察堿度對(duì)微晶玻璃礦物組成、性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)合分子模擬軟件分析微晶玻璃形成過程中礦物晶體的結(jié)合能和晶體化學(xué)反應(yīng)活性。建立重金屬毒性評(píng)估模型STIM,對(duì)灰、熔渣和微晶玻璃中的重金屬進(jìn)行潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。本文的主要結(jié)論如下:化合物SiO_2和混合物頁巖灰均可降低飛灰的熔融特征溫度,但頁巖灰效果顯著。隨著堿度的升高,兩種混合灰的熔融溫度升高。微晶玻璃結(jié)晶度較高,且存在多晶共存現(xiàn)象,晶粒由不規(guī)則多面體變?yōu)轱枬M橢球體,然后變?yōu)橛兄鶢铙w附著的片狀體。微晶玻璃的吸水率隨堿度升高先降低后升高,耐酸性和耐堿性均隨堿度升高而升高。主晶相中,鈣長(zhǎng)石的結(jié)合能最小,助熔效果最好。鈣長(zhǎng)石與硅灰石均易失電子,且鈣長(zhǎng)石的化學(xué)反應(yīng)活性高于硅灰石。熔渣中Zn的含量最高,其次為Cu,再次為As,Ni和Pb。熔融過程中,重金屬的平均富集程度為PbCdCrZnCuAsNi,重金屬由可還原態(tài)向殘?jiān)鼞B(tài)遷移。通過STIM計(jì)算,灰中毒性最高的為FSA5,毒性值為54.18;熔渣中毒性最高的為FSA3,毒性值為8.17;微晶玻璃中毒性最高為FSA1,毒性為0.019。析晶處理后,重金屬毒性約降低了三個(gè)數(shù)量級(jí)。
【關(guān)鍵詞】：焚燒飛灰 熔融處理 反應(yīng)活性 重金屬 毒性評(píng)估
【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ171.733
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 國(guó)內(nèi)外城市生活垃圾的特性及處理現(xiàn)狀12-13
• 1.2 垃圾焚燒飛灰的特性及處理現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 垃圾焚燒飛灰的特性13-14
• 1.2.2 垃圾焚燒飛灰的處理現(xiàn)狀14-15
• 1.3 城市垃圾焚燒飛灰中重金屬的處置研究進(jìn)展15-16
• 1.3.1 城市垃圾焚燒飛灰中重金屬的來源及生成機(jī)理15-16
• 1.3.2 城市垃圾焚燒飛灰中重金屬的危害16
• 1.4 微晶玻璃研究進(jìn)展16-17
• 1.5 本課題的研究?jī)?nèi)容17-18
• 1.6 本課題的研究路線18-19
• 第2章 不同添加劑對(duì)灰熔融特性影響19-38
• 2.1 城市生活垃圾焚燒飛灰基本特性研究19-25
• 2.1.1 垃圾焚燒飛灰來源及特性分析19-22
• 2.1.2 垃圾焚燒飛灰的基本特性22-25
• 2.2 SiO_2添加對(duì)垃圾焚燒飛灰熔融特性的影響25-29
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備25-26
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法26-27
• 2.2.3 SiO_2添加對(duì)垃圾焚燒飛灰熔融特性的影響27-29
• 2.3 頁巖灰的添加對(duì)垃圾焚燒飛灰熔融特性的影響29-36
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備29-30
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)過程及方法30-34
• 2.3.3 頁巖灰的添加對(duì)垃圾焚燒飛灰熔融特性的影響34-36
• 2.4 小結(jié)36-38
• 第3章 堿度對(duì)微晶玻璃性能影響及晶體化學(xué)反應(yīng)活性模擬38-55
• 3.1 實(shí)驗(yàn)原料、儀器及方法38
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備38
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法38
• 3.2 基礎(chǔ)玻璃差熱掃描量熱分析38-39
• 3.3 堿度對(duì)微晶玻璃晶相特性的影響39-43
• 3.4 堿度對(duì)微晶玻璃物理化學(xué)特性的影響43-45
• 3.4.1 堿度對(duì)微晶玻璃物理機(jī)械性能的影響43-44
• 3.4.2 堿度對(duì)微晶玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的影響44-45
• 3.5 堿度對(duì)微晶玻璃微觀結(jié)構(gòu)的影響45-47
• 3.6 灰熔融過程中晶體化學(xué)反應(yīng)活性47-54
• 3.6.1 計(jì)算軟件Material Studio47-48
• 3.6.2 微晶玻璃的主要礦物模型48-50
• 3.6.3 不同晶體的結(jié)合能計(jì)算50-51
• 3.6.4 晶體的化學(xué)反應(yīng)活性51-54
• 3.7 小結(jié)54-55
• 第4章 重金屬賦存形態(tài)及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析55-69
• 4.1 實(shí)驗(yàn)原料、儀器及方法55-56
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備55
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)方法55-56
• 4.2 灰熔融過程中重金屬的總量分析及形態(tài)含量分布56-59
• 4.2.1 灰熔融過程中重金屬的總量分析56
• 4.2.2 灰熔融過程中重金屬的形態(tài)含量分布56-59
• 4.3 堿度對(duì)析晶過程中重金屬的賦存形態(tài)影響59-62
• 4.3.1 微晶玻璃中重金屬的總量分析59-60
• 4.3.2 微晶玻璃中重金屬的形態(tài)含量分布60-62
• 4.4 熔融過程中重金屬的富集特性以及形態(tài)遷移62-64
• 4.4.1 灰熔融過程中重金屬的富集特性62-63
• 4.4.2 灰熔融過程中重金屬的形態(tài)遷移PCA分析63-64
• 4.5 重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估64-67
• 4.5.1 重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的建立64-65
• 4.5.2 重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估65-66
• 4.5.3 重金屬毒性評(píng)估66-67
• 4.6 小結(jié)67-69
• 結(jié)論69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的論文76

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：585000