本文關(guān)鍵詞：低硫煤矸石中環(huán)境敏感性微量元素淋濾析出特征及機(jī)理研究

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【摘要】：煤矸石是煤炭開采、加工過程中排出的固體廢棄物,作為礦區(qū)內(nèi)的主要污染源,其在堆存和再生利用時(shí),所含的微量元素容易在自然風(fēng)化、淋濾條件下析出釋放,對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境造成危害。本次研究在充分調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)、儀器分析及動(dòng)態(tài)淋濾等方式,對(duì)淮北臨渙礦區(qū)的低硫煤矸石樣品進(jìn)行了系統(tǒng)分析、研究,探討了低硫煤矸石中微量元素的含量、形態(tài)、淋濾析出特征及機(jī)理。通過研究得出：(1)低硫煤矸石樣品灰分含量為78.07%～89.54%,無機(jī)礦物質(zhì)含量較高,有機(jī)物含量、發(fā)熱量較低；全硫含量為0.13%～0.46%,各形態(tài)硫中硫化鐵硫?yàn)橹饕M成部分,其次為有機(jī)硫、硫酸鹽硫；主要礦物為石英、高嶺石、伊利石、地開石、珍珠陶土、綠泥石、黃鐵礦等,其中石英和高嶺石含量最高。(2)低硫煤矸石樣品中Ba含量最高,Cd含量最低。Cd、Co、Cu、Hg和Ni與樣品類型有關(guān),隨風(fēng)化時(shí)間的增加而減��；Ba、Cr、Mn、Pb、V和Zn的含量與樣品類型無明顯關(guān)系,受自然風(fēng)化的影響較小。與淮北煤相比,Ba、Co、Cr、Hg、Mn、Ni、Pb和V在低硫煤矸石中相對(duì)富集,其中Mn的富集程度最高,是淮北煤均值的9.7倍；而Cu和Zn兩種元素在低硫煤矸石中則相對(duì)虧損,遠(yuǎn)低于淮北煤均值。與克拉克值相比,富集系數(shù)(EF)最高的三種元素為Hg、Pb和V,EF分別為4.37、2.37和1.33。(3)多種微量元素具有相似的賦存形態(tài),所有微量元素的五種形態(tài)中均以殘?jiān)鼞B(tài)含量最高、可交換態(tài)含量最低,不同元素的其他三種形態(tài)含量有顯著差異,表明有很大一部分比例的微量元素存在比較穩(wěn)定。低硫煤矸石中微量元素主要賦存于硫化物礦物中,僅有個(gè)別元素表現(xiàn)出不同的賦存特征。多種微量元素均具有親硫性,而低硫煤矸石中硫的含量較低,影響了一些微量元素的賦存特征。(4)所有微量元素的淋出率均隨粒徑和進(jìn)水pH值的減小、進(jìn)水流速的增加呈增大的趨勢(shì)。在四種條件下,Mn、V的最大淋出量均最高,Hg的最大淋出量均最低,與低硫煤矸石中Mn含量較高、Hg含量較低的特征相吻合；Mn、Ni、V的淋出率均較高,與低硫煤矸石中Mn、Ni、V的可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)含量較高的賦存特征一致,表明微量元素的淋濾行為與其在煤矸石樣品中的含量和賦存形態(tài)密切相關(guān)。(5)14%的樣品中Ni含量大于ERL且低于ERM,有極小的可能性對(duì)生物造成毒性效應(yīng),100%的樣品中微量元素含量均未超過ERM,表明總體上煤矸石中微量元素造成生物毒性效應(yīng)的可能性較小。RAC風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明,低硫煤矸石中微量元素的環(huán)境危害性為：Mn Zn Ni Pb Cd Cu Ba V Cr Co,其中Mn、Ni、Zn會(huì)產(chǎn)生中度生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),Mn的RAC值最高(23.87～27.93),活性態(tài)Mn可能造成的危害最大。Cr、Mn、Ni的最大淋出量達(dá)到甚至高出地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)兩倍多,而且Mn、Ni的淋出率均較高,表明低硫煤矸石中Mn和Ni可能造成的污染值得關(guān)注。
【關(guān)鍵詞】：低硫煤矸石 微量元素 賦存形態(tài) 淋濾 環(huán)境效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X752
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 煤矸石研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 煤矸石的來源及成分10
• 1.2.2 煤矸石污染研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 煤矸石淋濾實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.4 存在的局限性13
• 1.3 研究思路、技術(shù)路線及主要工作量13-15
• 1.3.1 研究思路和技術(shù)路線13-14
• 1.3.2 主要工作量14-15
• 第二章 樣品與方法15-23
• 2.1 研究區(qū)概況15-16
• 2.2 樣品采集與預(yù)處理16-17
• 2.2.1 樣品采集16
• 2.2.2 樣品預(yù)處理16-17
• 2.3 實(shí)驗(yàn)17-22
• 2.3.1 理化性質(zhì)17-18
• 2.3.2 微量元素含量18-19
• 2.3.3 微量元素賦存狀態(tài)19-20
• 2.3.4 淋濾實(shí)驗(yàn)20-22
• 2.4 樣品測(cè)試22-23
• 第三章 低硫煤矸石的理化特征23-29
• 3.1 低硫煤矸石的工業(yè)分析23-24
• 3.2 低硫煤矸石的硫含量24-26
• 3.3 低硫煤矸石的礦物組成26-27
• 3.4 本章小結(jié)27-29
• 第四章 低硫煤矸石中微量元素的含量及賦存特征29-47
• 4.1 低硫煤矸石中微量元素的含量特征29-35
• 4.1.1 不同類型低硫煤矸石中微量元素的含量特征29-33
• 4.1.2 低硫煤矸石中微量元素的富集程度33-35
• 4.2 低硫煤矸石中微量元素的賦存特征35-45
• 4.2.1 微量元素的逐級(jí)化學(xué)提取實(shí)驗(yàn)結(jié)果36-42
• 4.2.2 微量元素含量與其他組分含量的相關(guān)性42-45
• 4.3 本章小結(jié)45-47
• 第五章 低硫煤矸石的淋濾實(shí)驗(yàn)及環(huán)境效應(yīng)47-59
• 5.1 低硫煤矸石的淋濾實(shí)驗(yàn)47-55
• 5.1.1 不同類型樣品的淋出率48-49
• 5.1.2 不同粒徑樣品的淋出率49-51
• 5.1.3 不同進(jìn)水pH值的淋出率51-53
• 5.1.4 不同進(jìn)水流速的淋出率53-55
• 5.2 低硫煤矸石的環(huán)境效應(yīng)55-57
• 5.3 本章小結(jié)57-59
• 第六章 結(jié)論與展望59-62
• 6.1 主要結(jié)論59-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-70
• 致謝70-71
• 作者簡(jiǎn)介及主要成果71

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 林維嘉;日本石信仰的功能及其成因的初步研究[D];福建師范大學(xué);2015年

2 丁帥帥;低硫煤矸石中環(huán)境敏感性微量元素淋濾析出特征及機(jī)理研究[D];安徽大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：881529