论文部分内容阅读
焚烧飞灰是我国《国家危险废物名录》中规定的危险废物,必须先经过稳定化/固化处理才能进入危险废物填埋场进行填埋处置。目前,应用较为广泛的水泥固化技术、螯合剂稳定化处理技术等都存在一定的问题,制约其在我国的推广。因此,本研究选定一种自然界广泛存在的矿物一磷灰石,通过实验室实验和模型模拟等手段研究其稳定化处理焚烧飞灰效果的影响因素、提高其稳定化处理效果的改性方法以及磷灰石稳定化处理焚烧飞灰的机理,同时建立MINTEQ模型模拟方法,对焚烧飞灰稳定化产物的长期稳定性进行模拟预测。主要有以下结论:
1、焚烧飞灰基本性质研究表明,我国焚烧飞灰含有大量CaO,测试的两种灰样含量分别达到42.72%和52.45%,这也是造成焚烧飞灰高碱性的重要原因。同时由于我国饮食特点,焚烧飞灰中还含有大量Cl,主要为NaCl、KCl、CaCl<,2>等氯化物;其次还形成了硫酸盐、硅酸盐等。焚烧飞灰的全量浸出和浸出毒性测试结果表明,我国焚烧飞灰中含有较多的重金属Pb、Zn、Cr等,其中Pb浸出浓度最高,在所测试的飞灰中,其浸出浓度最高达52.37 mg/L;
2、磷灰石稳定化处理焚烧飞灰的影响因素研究表明:磷灰石的粒径越小,表面积越大,其重金属稳定化处理效果越好;同时,随着磷灰石投加量的增加,养护时间的增长,磷灰石稳定化处理焚烧飞灰的效果也会越好,当其投加量达到15%,养护时间1天,水灰比30%时,其重金属浸出浓度低于《危险废物填埋控制标准》(GBl8598-2001),达到4.371mg/L;
3、不同的磷灰石改性方法以及改性后的焚烧飞灰稳定化处理效果研究表明,在同时考虑重金属稳定化效果和经济两方面的因素时,盐酸改性磷灰石是较理想的方法。确定盐酸改性磷灰石的最佳工艺为使用30%盐酸浓度改性的改进型磷灰石,磷灰石粒径为200目,投加量为3%,水灰比为30%;养护时间为1天;
4、磷灰石稳定化处理焚烧飞灰的机理研究表明,磷灰石稳定化处理焚烧飞灰的过程中,溶解/沉淀、表面吸附和离子交换过程同时存在,而在不同的pH值条件以及不同的重金属浸出过程中,其占主导地位的反应机理也不相同。磷灰石稳定化处理焚烧飞灰的产物具有较好的pH值适应性和较低的溶解度,从而证明了其长期稳定性;同时建立MINTEQ模型模拟预测稳定化产物的方法,并用该方法对磷灰石稳定化处理焚烧飞灰进行模拟,飞狄中的Pb主要生成了Pb<,5>(PO<,4>)<,3>OH,也证明了稳定化产物的稳定性和反应机理。