飛灰中微量元素的賦存特征及其環(huán)境效應(yīng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-30 18:45
粉煤灰是煤炭燃燒后的副產(chǎn)物,是燃煤電廠排放的主要固體廢物。在粉煤灰復(fù)墾、回填及貯放過程中,賦存于粉煤灰中的微量元素在風(fēng)化、淋溶等外力作用下極易釋放到環(huán)境中,對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定的影響。pH是微量元素淋濾行為的重要影響因素。因此,利用室內(nèi)砂箱仿真模擬試驗(yàn)研究不同pH淋濾條件下粉煤灰中環(huán)境物質(zhì)的遷移變化特征具有重要意義。本文以合肥某電廠粉煤灰樣品為研究對(duì)象,通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)與高精度的分析測(cè)試,分析了粉煤灰的形貌特征、礦物組成和元素含量分布,探討了粉煤灰中環(huán)境物質(zhì)在不同pH淋濾條件下的遷移變化特征。主要研究成果如下:(1)原飛灰顆粒大多呈不規(guī)則狀或片狀,同時(shí)也存在部分未燃盡碳粒及表面較為粗糙的球形顆粒,淋濾后粉煤灰顆粒則以不規(guī)則體為主,其他形態(tài)并未觀察到,且不同pH條件淋濾后的飛灰微觀形貌之間的差異不顯著。(2)原飛灰的基本礦物組成主要有石英、方解石、藍(lán)晶石、白云石、斜硅石等,淋濾后飛灰的基本礦物組成并未發(fā)生明顯的改變,依然以上述五種礦物為主,而不同pH條件淋濾后飛灰的XRD圖譜之間也未出現(xiàn)明顯的差異。(3)原飛灰中Cr、Zn、Ni、Pb、Cu和Co元素均有不同程度的富集,且富集倍數(shù)均在10倍之上...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
016年世界一次能源構(gòu)成a;2030年世界能源構(gòu)成預(yù)測(cè)bFig1.1Thewordprimaryenergycompositionof2016;Theforecastofwordenergy
甚至引起中毒現(xiàn)象。上述元素過量的進(jìn)入環(huán)境,勢(shì)必會(huì)對(duì)人類及環(huán)境產(chǎn)生危害。本研究以合肥某燃煤電廠的飛灰為研究對(duì)象,闡述粉煤灰中微量元素的分布及遷移特征,同時(shí)通過室內(nèi)砂箱仿真模擬試驗(yàn),研究不同 pH 值作用下粉煤灰中環(huán)境物質(zhì)在短期淋濾過程的變化特征及在土壤中的累積效應(yīng),進(jìn)而分析可能引起的生態(tài)危害,為粉煤灰的安全、穩(wěn)定和可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 粉煤灰的形成、應(yīng)用及危害粉煤灰是燃煤電廠在發(fā)電過程中排出的由煤粉、煤泥或煤矸石等燃料進(jìn)行高溫燃燒后形成的一種似火山灰質(zhì)的固體灰渣。粉煤灰的主要化學(xué)成分包括 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 和 MgO 等[8]。煤炭種類、燃燒方式及燃燒溫度等因素均會(huì)對(duì)其造成影響。燃煤電廠粉煤灰的產(chǎn)生過程如圖 1.2 所示。煤炭燃燒的副產(chǎn)物除了粉煤灰,還包括爐底灰和灰渣,其中粉煤灰占大多數(shù)。我國(guó)煤炭燃燒后形成飛灰、底渣的產(chǎn)率分別為 45%-70%和 55%-30%[9,10]。
的復(fù)雜多相物質(zhì)。國(guó)外關(guān)于粉煤灰綜合利用的研究起步較早,可追溯到上世紀(jì) 20 年代。經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科技進(jìn)步,人們對(duì)于粉煤灰潛在資源性的認(rèn)知逐步加深,同時(shí)由濟(jì)建設(shè)需要大量資源,從而推動(dòng)了全球?qū)W者對(duì)于粉煤灰資源化的研究。從紀(jì) 70 年代中期開始,粉煤灰的綜合利用引起了世界各國(guó)的重視。歐洲國(guó)家煤灰早期主要應(yīng)用于建筑材料如水泥、混凝土、磚、建筑填充等方面,美國(guó)煤灰主要也用于混凝土、砌塊、流態(tài)回填、改良土壤等方面。法國(guó)從 1955始用粉煤灰替代黏土生產(chǎn)水泥,目前有 30%的水泥是以粉煤灰為原料生產(chǎn)美國(guó)在 1948 年就使用粉煤灰摻混泥土進(jìn)行大壩澆筑,摻配比超過 50%[14]。來,由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,粉煤灰綜合利用涉及的領(lǐng)域也更加全面,在農(nóng)業(yè)、冶金及環(huán)保等方面都有廣泛的應(yīng)用[15]。美國(guó)學(xué)者將粉煤灰應(yīng)用于聚合合材料的制備;韓國(guó)學(xué)者嘗試將粉煤灰應(yīng)用于造紙業(yè)[16]。如今一些發(fā)達(dá)國(guó)家煤灰綜合利用率已達(dá)到較高水平,日本、荷蘭達(dá)到 100%,意大利 92%,比73%,丹麥 90%等[17]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]從能源時(shí)代更替和“氣荒”看我國(guó)能源構(gòu)成多元化和因地因時(shí)制宜的戰(zhàn)略思維[J]. 張抗,焦揚(yáng). 中外能源. 2018(06)
[2]粉煤灰資源開發(fā)利用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J]. 劉新杰,王昊,劉麗麗. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2018(05)
[3]粉煤灰綜合利用研究進(jìn)展[J]. 侯芹芹,張創(chuàng),趙亞娟,趙彬. 應(yīng)用化工. 2018(06)
[4]淮北煤田煤中過渡金屬銅對(duì)煤成烴的影響研究[J]. 曾超,馮松寶,吳凱,劉莉. 當(dāng)代化工研究. 2017(05)
[5]一種新型石墨烯-粉煤灰基地質(zhì)聚合物復(fù)合材料的制備及光催化應(yīng)用[J]. 張耀君,余淼,張力,張懿鑫,康樂. 材料導(dǎo)報(bào). 2017(09)
[6]粉煤灰提取氧化鋁現(xiàn)狀及工藝研究進(jìn)展[J]. 蒲維,梁杰,雷澤明,李昌偉,張權(quán)笠. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2016(02)
[7]工業(yè)發(fā)達(dá)城市區(qū)域耕地土壤重金屬時(shí)空變異與來源變化[J]. 邱孟龍,李芳柏,王琦,陳俊堅(jiān),楊國(guó)義,王彬武,劉黎明. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(02)
[8]某粉煤灰堆放場(chǎng)對(duì)周圍巖溶地下水的影響分析[J]. 袁霄梅,趙營(yíng)剛,尹國(guó)勛,張東. 環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù). 2014(02)
[9]粉煤灰淋濾液中氮對(duì)水環(huán)境影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王雅男,肖長(zhǎng)來,劉婷. 人民長(zhǎng)江. 2014(03)
[10]粉煤灰中重金屬Pb的淋濾實(shí)驗(yàn)研究[J]. 閆志謙,程艷坤,張雪梅,李麗欣,程彥海. 煤炭技術(shù). 2013(07)
博士論文
[1]典型西部粉煤灰中重金屬元素淋濾特性研究[D]. 龔勛.華中科技大學(xué) 2010
[2]固體廢棄物粉煤灰的資源化利用[D]. 姚志通.浙江大學(xué) 2010
[3]安徽銅陵典型尾礦庫(kù)地球化學(xué)和環(huán)境地球化學(xué)效應(yīng)[D]. 周元祥.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]大方粉煤灰資源化利用研究[D]. 張權(quán)笠.貴州大學(xué) 2017
[2]粉煤灰的礦物學(xué)特征與磁性礦物的分選[D]. 梁爽.西安建筑科技大學(xué) 2017
[3]高鋁粉煤灰提取氧化鋁的工藝與機(jī)理研究[D]. 劉連花.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[4]利用粉煤灰制備沸石分子篩及其處理含鎘、鎳重金屬?gòu)U水的應(yīng)用研究[D]. 閆惠.南京理工大學(xué) 2013
[5]粉煤灰中重金屬淋濾特性試驗(yàn)及其處理方法的研究[D]. 湯蕾.華中科技大學(xué) 2009
[6]重金屬鎳污染土壤的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[D]. 劉艷.北京林業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3467235
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
016年世界一次能源構(gòu)成a;2030年世界能源構(gòu)成預(yù)測(cè)bFig1.1Thewordprimaryenergycompositionof2016;Theforecastofwordenergy
甚至引起中毒現(xiàn)象。上述元素過量的進(jìn)入環(huán)境,勢(shì)必會(huì)對(duì)人類及環(huán)境產(chǎn)生危害。本研究以合肥某燃煤電廠的飛灰為研究對(duì)象,闡述粉煤灰中微量元素的分布及遷移特征,同時(shí)通過室內(nèi)砂箱仿真模擬試驗(yàn),研究不同 pH 值作用下粉煤灰中環(huán)境物質(zhì)在短期淋濾過程的變化特征及在土壤中的累積效應(yīng),進(jìn)而分析可能引起的生態(tài)危害,為粉煤灰的安全、穩(wěn)定和可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 粉煤灰的形成、應(yīng)用及危害粉煤灰是燃煤電廠在發(fā)電過程中排出的由煤粉、煤泥或煤矸石等燃料進(jìn)行高溫燃燒后形成的一種似火山灰質(zhì)的固體灰渣。粉煤灰的主要化學(xué)成分包括 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 和 MgO 等[8]。煤炭種類、燃燒方式及燃燒溫度等因素均會(huì)對(duì)其造成影響。燃煤電廠粉煤灰的產(chǎn)生過程如圖 1.2 所示。煤炭燃燒的副產(chǎn)物除了粉煤灰,還包括爐底灰和灰渣,其中粉煤灰占大多數(shù)。我國(guó)煤炭燃燒后形成飛灰、底渣的產(chǎn)率分別為 45%-70%和 55%-30%[9,10]。
的復(fù)雜多相物質(zhì)。國(guó)外關(guān)于粉煤灰綜合利用的研究起步較早,可追溯到上世紀(jì) 20 年代。經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科技進(jìn)步,人們對(duì)于粉煤灰潛在資源性的認(rèn)知逐步加深,同時(shí)由濟(jì)建設(shè)需要大量資源,從而推動(dòng)了全球?qū)W者對(duì)于粉煤灰資源化的研究。從紀(jì) 70 年代中期開始,粉煤灰的綜合利用引起了世界各國(guó)的重視。歐洲國(guó)家煤灰早期主要應(yīng)用于建筑材料如水泥、混凝土、磚、建筑填充等方面,美國(guó)煤灰主要也用于混凝土、砌塊、流態(tài)回填、改良土壤等方面。法國(guó)從 1955始用粉煤灰替代黏土生產(chǎn)水泥,目前有 30%的水泥是以粉煤灰為原料生產(chǎn)美國(guó)在 1948 年就使用粉煤灰摻混泥土進(jìn)行大壩澆筑,摻配比超過 50%[14]。來,由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,粉煤灰綜合利用涉及的領(lǐng)域也更加全面,在農(nóng)業(yè)、冶金及環(huán)保等方面都有廣泛的應(yīng)用[15]。美國(guó)學(xué)者將粉煤灰應(yīng)用于聚合合材料的制備;韓國(guó)學(xué)者嘗試將粉煤灰應(yīng)用于造紙業(yè)[16]。如今一些發(fā)達(dá)國(guó)家煤灰綜合利用率已達(dá)到較高水平,日本、荷蘭達(dá)到 100%,意大利 92%,比73%,丹麥 90%等[17]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]從能源時(shí)代更替和“氣荒”看我國(guó)能源構(gòu)成多元化和因地因時(shí)制宜的戰(zhàn)略思維[J]. 張抗,焦揚(yáng). 中外能源. 2018(06)
[2]粉煤灰資源開發(fā)利用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J]. 劉新杰,王昊,劉麗麗. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2018(05)
[3]粉煤灰綜合利用研究進(jìn)展[J]. 侯芹芹,張創(chuàng),趙亞娟,趙彬. 應(yīng)用化工. 2018(06)
[4]淮北煤田煤中過渡金屬銅對(duì)煤成烴的影響研究[J]. 曾超,馮松寶,吳凱,劉莉. 當(dāng)代化工研究. 2017(05)
[5]一種新型石墨烯-粉煤灰基地質(zhì)聚合物復(fù)合材料的制備及光催化應(yīng)用[J]. 張耀君,余淼,張力,張懿鑫,康樂. 材料導(dǎo)報(bào). 2017(09)
[6]粉煤灰提取氧化鋁現(xiàn)狀及工藝研究進(jìn)展[J]. 蒲維,梁杰,雷澤明,李昌偉,張權(quán)笠. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2016(02)
[7]工業(yè)發(fā)達(dá)城市區(qū)域耕地土壤重金屬時(shí)空變異與來源變化[J]. 邱孟龍,李芳柏,王琦,陳俊堅(jiān),楊國(guó)義,王彬武,劉黎明. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(02)
[8]某粉煤灰堆放場(chǎng)對(duì)周圍巖溶地下水的影響分析[J]. 袁霄梅,趙營(yíng)剛,尹國(guó)勛,張東. 環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù). 2014(02)
[9]粉煤灰淋濾液中氮對(duì)水環(huán)境影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王雅男,肖長(zhǎng)來,劉婷. 人民長(zhǎng)江. 2014(03)
[10]粉煤灰中重金屬Pb的淋濾實(shí)驗(yàn)研究[J]. 閆志謙,程艷坤,張雪梅,李麗欣,程彥海. 煤炭技術(shù). 2013(07)
博士論文
[1]典型西部粉煤灰中重金屬元素淋濾特性研究[D]. 龔勛.華中科技大學(xué) 2010
[2]固體廢棄物粉煤灰的資源化利用[D]. 姚志通.浙江大學(xué) 2010
[3]安徽銅陵典型尾礦庫(kù)地球化學(xué)和環(huán)境地球化學(xué)效應(yīng)[D]. 周元祥.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]大方粉煤灰資源化利用研究[D]. 張權(quán)笠.貴州大學(xué) 2017
[2]粉煤灰的礦物學(xué)特征與磁性礦物的分選[D]. 梁爽.西安建筑科技大學(xué) 2017
[3]高鋁粉煤灰提取氧化鋁的工藝與機(jī)理研究[D]. 劉連花.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[4]利用粉煤灰制備沸石分子篩及其處理含鎘、鎳重金屬?gòu)U水的應(yīng)用研究[D]. 閆惠.南京理工大學(xué) 2013
[5]粉煤灰中重金屬淋濾特性試驗(yàn)及其處理方法的研究[D]. 湯蕾.華中科技大學(xué) 2009
[6]重金屬鎳污染土壤的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[D]. 劉艷.北京林業(yè)大學(xué) 2007
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