飛灰中微量元素的賦存特征及其環(huán)境效應研究
發(fā)布時間:2021-10-30 18:45
粉煤灰是煤炭燃燒后的副產物,是燃煤電廠排放的主要固體廢物。在粉煤灰復墾、回填及貯放過程中,賦存于粉煤灰中的微量元素在風化、淋溶等外力作用下極易釋放到環(huán)境中,對生態(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,利用室內砂箱仿真模擬試驗研究不同pH淋濾條件下粉煤灰中環(huán)境物質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象,通過化學實驗與高精度的分析測試,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)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
016年世界一次能源構成a;2030年世界能源構成預測bFig1.1Thewordprimaryenergycompositionof2016;Theforecastofwordenergy
甚至引起中毒現(xiàn)象。上述元素過量的進入環(huán)境,勢必會對人類及環(huán)境產生危害。本研究以合肥某燃煤電廠的飛灰為研究對象,闡述粉煤灰中微量元素的分布及遷移特征,同時通過室內砂箱仿真模擬試驗,研究不同 pH 值作用下粉煤灰中環(huán)境物質在短期淋濾過程的變化特征及在土壤中的累積效應,進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)利用提供科學依據(jù)。1.2 國內外研究現(xiàn)狀1.2.1 粉煤灰的形成、應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行高溫燃燒后形成的一種似火山灰質的固體灰渣。粉煤灰的主要化學成分包括 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對其造成影響。燃煤電廠粉煤灰的產生過程如圖 1.2 所示。煤炭燃燒的副產物除了粉煤灰,還包括爐底灰和灰渣,其中粉煤灰占大多數(shù)。我國煤炭燃燒后形成飛灰、底渣的產率分別為 45%-70%和 55%-30%[9,10]。
的復雜多相物質。國外關于粉煤灰綜合利用的研究起步較早,可追溯到上世紀 20 年代。經濟發(fā)展與科技進步,人們對于粉煤灰潛在資源性的認知逐步加深,同時由濟建設需要大量資源,從而推動了全球學者對于粉煤灰資源化的研究。從紀 70 年代中期開始,粉煤灰的綜合利用引起了世界各國的重視。歐洲國家煤灰早期主要應用于建筑材料如水泥、混凝土、磚、建筑填充等方面,美國煤灰主要也用于混凝土、砌塊、流態(tài)回填、改良土壤等方面。法國從 1955始用粉煤灰替代黏土生產水泥,目前有 30%的水泥是以粉煤灰為原料生產美國在 1948 年就使用粉煤灰摻混泥土進行大壩澆筑,摻配比超過 50%[14]。來,由于科學技術的不斷進步,粉煤灰綜合利用涉及的領域也更加全面,在農業(yè)、冶金及環(huán)保等方面都有廣泛的應用[15]。美國學者將粉煤灰應用于聚合合材料的制備;韓國學者嘗試將粉煤灰應用于造紙業(yè)[16]。如今一些發(fā)達國家煤灰綜合利用率已達到較高水平,日本、荷蘭達到 100%,意大利 92%,比73%,丹麥 90%等[17]。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]從能源時代更替和“氣荒”看我國能源構成多元化和因地因時制宜的戰(zhàn)略思維[J]. 張抗,焦揚. 中外能源. 2018(06)
[2]粉煤灰資源開發(fā)利用及產業(yè)發(fā)展[J]. 劉新杰,王昊,劉麗麗. 無機鹽工業(yè). 2018(05)
[3]粉煤灰綜合利用研究進展[J]. 侯芹芹,張創(chuàng),趙亞娟,趙彬. 應用化工. 2018(06)
[4]淮北煤田煤中過渡金屬銅對煤成烴的影響研究[J]. 曾超,馮松寶,吳凱,劉莉. 當代化工研究. 2017(05)
[5]一種新型石墨烯-粉煤灰基地質聚合物復合材料的制備及光催化應用[J]. 張耀君,余淼,張力,張懿鑫,康樂. 材料導報. 2017(09)
[6]粉煤灰提取氧化鋁現(xiàn)狀及工藝研究進展[J]. 蒲維,梁杰,雷澤明,李昌偉,張權笠. 無機鹽工業(yè). 2016(02)
[7]工業(yè)發(fā)達城市區(qū)域耕地土壤重金屬時空變異與來源變化[J]. 邱孟龍,李芳柏,王琦,陳俊堅,楊國義,王彬武,劉黎明. 農業(yè)工程學報. 2015(02)
[8]某粉煤灰堆放場對周圍巖溶地下水的影響分析[J]. 袁霄梅,趙營剛,尹國勛,張東. 環(huán)境監(jiān)測管理與技術. 2014(02)
[9]粉煤灰淋濾液中氮對水環(huán)境影響的實驗研究[J]. 王雅男,肖長來,劉婷. 人民長江. 2014(03)
[10]粉煤灰中重金屬Pb的淋濾實驗研究[J]. 閆志謙,程艷坤,張雪梅,李麗欣,程彥海. 煤炭技術. 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 2010
[2]固體廢棄物粉煤灰的資源化利用[D]. 姚志通.浙江大學 2010
[3]安徽銅陵典型尾礦庫地球化學和環(huán)境地球化學效應[D]. 周元祥.合肥工業(yè)大學 2009
碩士論文
[1]大方粉煤灰資源化利用研究[D]. 張權笠.貴州大學 2017
[2]粉煤灰的礦物學特征與磁性礦物的分選[D]. 梁爽.西安建筑科技大學 2017
[3]高鋁粉煤灰提取氧化鋁的工藝與機理研究[D]. 劉連花.中國地質大學(北京) 2015
[4]利用粉煤灰制備沸石分子篩及其處理含鎘、鎳重金屬廢水的應用研究[D]. 閆惠.南京理工大學 2013
[5]粉煤灰中重金屬淋濾特性試驗及其處理方法的研究[D]. 湯蕾.華中科技大學 2009
[6]重金屬鎳污染土壤的生態(tài)風險評價[D]. 劉艷.北京林業(yè)大學 2007
本文編號:3467235
【文章來源】:合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
016年世界一次能源構成a;2030年世界能源構成預測bFig1.1Thewordprimaryenergycompositionof2016;Theforecastofwordenergy
甚至引起中毒現(xiàn)象。上述元素過量的進入環(huán)境,勢必會對人類及環(huán)境產生危害。本研究以合肥某燃煤電廠的飛灰為研究對象,闡述粉煤灰中微量元素的分布及遷移特征,同時通過室內砂箱仿真模擬試驗,研究不同 pH 值作用下粉煤灰中環(huán)境物質在短期淋濾過程的變化特征及在土壤中的累積效應,進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)利用提供科學依據(jù)。1.2 國內外研究現(xiàn)狀1.2.1 粉煤灰的形成、應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行高溫燃燒后形成的一種似火山灰質的固體灰渣。粉煤灰的主要化學成分包括 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對其造成影響。燃煤電廠粉煤灰的產生過程如圖 1.2 所示。煤炭燃燒的副產物除了粉煤灰,還包括爐底灰和灰渣,其中粉煤灰占大多數(shù)。我國煤炭燃燒后形成飛灰、底渣的產率分別為 45%-70%和 55%-30%[9,10]。
的復雜多相物質。國外關于粉煤灰綜合利用的研究起步較早,可追溯到上世紀 20 年代。經濟發(fā)展與科技進步,人們對于粉煤灰潛在資源性的認知逐步加深,同時由濟建設需要大量資源,從而推動了全球學者對于粉煤灰資源化的研究。從紀 70 年代中期開始,粉煤灰的綜合利用引起了世界各國的重視。歐洲國家煤灰早期主要應用于建筑材料如水泥、混凝土、磚、建筑填充等方面,美國煤灰主要也用于混凝土、砌塊、流態(tài)回填、改良土壤等方面。法國從 1955始用粉煤灰替代黏土生產水泥,目前有 30%的水泥是以粉煤灰為原料生產美國在 1948 年就使用粉煤灰摻混泥土進行大壩澆筑,摻配比超過 50%[14]。來,由于科學技術的不斷進步,粉煤灰綜合利用涉及的領域也更加全面,在農業(yè)、冶金及環(huán)保等方面都有廣泛的應用[15]。美國學者將粉煤灰應用于聚合合材料的制備;韓國學者嘗試將粉煤灰應用于造紙業(yè)[16]。如今一些發(fā)達國家煤灰綜合利用率已達到較高水平,日本、荷蘭達到 100%,意大利 92%,比73%,丹麥 90%等[17]。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]從能源時代更替和“氣荒”看我國能源構成多元化和因地因時制宜的戰(zhàn)略思維[J]. 張抗,焦揚. 中外能源. 2018(06)
[2]粉煤灰資源開發(fā)利用及產業(yè)發(fā)展[J]. 劉新杰,王昊,劉麗麗. 無機鹽工業(yè). 2018(05)
[3]粉煤灰綜合利用研究進展[J]. 侯芹芹,張創(chuàng),趙亞娟,趙彬. 應用化工. 2018(06)
[4]淮北煤田煤中過渡金屬銅對煤成烴的影響研究[J]. 曾超,馮松寶,吳凱,劉莉. 當代化工研究. 2017(05)
[5]一種新型石墨烯-粉煤灰基地質聚合物復合材料的制備及光催化應用[J]. 張耀君,余淼,張力,張懿鑫,康樂. 材料導報. 2017(09)
[6]粉煤灰提取氧化鋁現(xiàn)狀及工藝研究進展[J]. 蒲維,梁杰,雷澤明,李昌偉,張權笠. 無機鹽工業(yè). 2016(02)
[7]工業(yè)發(fā)達城市區(qū)域耕地土壤重金屬時空變異與來源變化[J]. 邱孟龍,李芳柏,王琦,陳俊堅,楊國義,王彬武,劉黎明. 農業(yè)工程學報. 2015(02)
[8]某粉煤灰堆放場對周圍巖溶地下水的影響分析[J]. 袁霄梅,趙營剛,尹國勛,張東. 環(huán)境監(jiān)測管理與技術. 2014(02)
[9]粉煤灰淋濾液中氮對水環(huán)境影響的實驗研究[J]. 王雅男,肖長來,劉婷. 人民長江. 2014(03)
[10]粉煤灰中重金屬Pb的淋濾實驗研究[J]. 閆志謙,程艷坤,張雪梅,李麗欣,程彥海. 煤炭技術. 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 2010
[2]固體廢棄物粉煤灰的資源化利用[D]. 姚志通.浙江大學 2010
[3]安徽銅陵典型尾礦庫地球化學和環(huán)境地球化學效應[D]. 周元祥.合肥工業(yè)大學 2009
碩士論文
[1]大方粉煤灰資源化利用研究[D]. 張權笠.貴州大學 2017
[2]粉煤灰的礦物學特征與磁性礦物的分選[D]. 梁爽.西安建筑科技大學 2017
[3]高鋁粉煤灰提取氧化鋁的工藝與機理研究[D]. 劉連花.中國地質大學(北京) 2015
[4]利用粉煤灰制備沸石分子篩及其處理含鎘、鎳重金屬廢水的應用研究[D]. 閆惠.南京理工大學 2013
[5]粉煤灰中重金屬淋濾特性試驗及其處理方法的研究[D]. 湯蕾.華中科技大學 2009
[6]重金屬鎳污染土壤的生態(tài)風險評價[D]. 劉艷.北京林業(yè)大學 2007
本文編號:3467235
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