固體廢棄物的堆積不僅占用了大量的土地,而且造成了嚴重的礦產(chǎn)資源浪費。并且工業(yè)固體廢棄物中含有的重金屬元素,對生態(tài)環(huán)境的安全與人類的健康造成了嚴重的威脅。因此對固體廢棄物資源化利用并且對重金屬元素進行固化解毒是一個亟待解決的問題。固體廢棄物中含有的Si、Ca、Mg、Al氧化物是微晶玻璃的基礎(chǔ)成分,重金屬元素往往能夠作為析晶過程中的晶核劑。因此,以固體廢棄物為主要原料制備礦渣微晶玻璃是一種有效的資源化固體廢棄物的手段。本文以粉煤灰、不銹鋼渣與石英砂為主要原料,添加適量的化學純試劑制備得到CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂（CMAS）系礦渣微晶玻璃。不銹鋼渣中重金屬鉻在礦渣微晶玻璃制備過程中的析晶機理不僅是一個重要的學術(shù)問題,而且有利于樣品的結(jié)構(gòu)、性能和對重金屬鉻固化效果的研究。采用差示掃描量熱法（DSC）、X射線（XRD）與拉曼光譜（Raman）對礦渣微晶玻璃的晶體種類與析晶機理進行研究;采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FEGSEM）以及與之配套的能量色散X射線光譜儀（EDS）、電子背散射衍射（EBSD）分析其顯微結(jié)構(gòu)及微區(qū)成分... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

工業(yè)固體廢棄物的大量堆積

出現(xiàn)意味著礦產(chǎn)資源的浪費；三是固體廢棄物的產(chǎn)生、回收及固體廢棄物的危害性對周圍的人權(quán)益造成破壞，即具有外部性(外部性是個人或組織的活動能夠?qū)ν獠咳巳旱睦嬖斐捎绊�。當對外部人群的利益造成不利的效果時成為負外部性，當有利于其他人的利益時稱為正外部性。由于固體廢棄物的填埋、焚燒等處置方法造成了的危害，所以具有負外部性，而對固體廢棄物進行再次環(huán)保利用，其具有正外部性)，產(chǎn)生了社會影響，這表明，固體廢棄物影響每個國家公民的利益，若以積極有效的處理手段進行處理，會將不利影響轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣绊�。圖1.2鉻渣中的重金屬鉻從三價氧化成六價過程[49]由于鉻屬于副族元素，其特點是易發(fā)生變價。重金屬鉻可以以三價和六價的狀態(tài)存在，其中三價的鉻是無毒的而且是人體需要的微量元素之一，而六價的鉻具有強氧化性、致癌性對自然生態(tài)環(huán)境和人類的身體健康造成威脅。Pillayetal.[49]研究發(fā)現(xiàn)，在含重金屬鉻的固體廢棄物中，殘存的Cr2O3與CaO接觸的界面會使Cr3+擴散穿過界面，與穿過界面的O2和CaO生成CaCrO4(Cr6+)，如圖1.2所示。在這一過

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文-10-圖1.3物質(zhì)內(nèi)能與體積隨溫度的變化[31]微晶玻璃中的晶粒是通過熱處理從無序的硅氧網(wǎng)絡(luò)中析出的，從熱力學角度來看，玻璃態(tài)的物質(zhì)是以一種不穩(wěn)定的狀態(tài)存在(具有較大的內(nèi)能)，它總有一種降低內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的趨勢。從動力學角度來看，在常溫環(huán)境下，玻璃卻能夠穩(wěn)定存在，不會輕易轉(zhuǎn)變?yōu)榫w。但當對前驅(qū)玻璃進行合適的熱處理，給予的能量足夠克服勢壘(析晶活化能)時，非晶相可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w。其中能夠組分決定了析出晶體的種類，熱力學條件能夠判斷晶體析出與否，動力學條件決定樣品析晶的難易程度，也就是析晶的溫度。1.4本論文的研究意義和研究內(nèi)容1.4.1研究目的和內(nèi)容硅氧網(wǎng)絡(luò)的聚合度影響著微晶玻璃析晶的難易程度、得到樣品性能的優(yōu)劣以及對重金屬鉻固化效果的好壞，明確重金屬鉻在礦渣微晶玻璃析晶過程中的作用這對微晶玻璃產(chǎn)品的制備有一定的指導作用。因此本文針對不銹鋼渣含量對微晶玻璃的析晶的影響和重金屬固化兩方面來進行探討。主要目的如下：(1)掌握不銹鋼渣和粉煤灰為原料制備礦渣微晶玻璃的工藝參數(shù)及技術(shù)手段；(2)探索不銹鋼渣中Cr2O3做晶核劑對分相與晶體析出的影響；(3)探索微晶玻璃對重金屬鉻固化效果、力學性能及化學穩(wěn)定性等方面的影響。1.4.2研究意義本文以固體廢棄物為主要原料制備微晶玻璃，其研究的意義主要有以下三點：(1)可以解決固體廢棄物的堆積，實現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展，還能制的高附加值的微晶玻璃，取得巨大的社會與經(jīng)濟效益；

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