飞灰中微量元素的赋存特征及其环境效应研究
发布时间：2021-10-30 18:45
粉煤灰是煤炭燃烧后的副产物,是燃煤电厂排放的主要固体废物。在粉煤灰复垦、回填及贮放过程中,赋存于粉煤灰中的微量元素在风化、淋溶等外力作用下极易释放到环境中,对生态环境造成一定的影响。pH是微量元素淋滤行为的重要影响因素。因此,利用室内砂箱仿真模拟试验研究不同pH淋滤条件下粉煤灰中环境物质的迁移变化特征具有重要意义。本文以合肥某电厂粉煤灰样品为研究对象,通过化学实验与高精度的分析测试,分析了粉煤灰的形貌特征、矿物组成和元素含量分布,探讨了粉煤灰中环境物质在不同pH淋滤条件下的迁移变化特征。主要研究成果如下:（1）原飞灰颗粒大多呈不规则状或片状,同时也存在部分未燃尽碳粒及表面较为粗糙的球形颗粒,淋滤后粉煤灰颗粒则以不规则体为主,其他形态并未观察到,且不同pH条件淋滤后的飞灰微观形貌之间的差异不显著。（2）原飞灰的基本矿物组成主要有石英、方解石、蓝晶石、白云石、斜硅石等,淋滤后飞灰的基本矿物组成并未发生明显的改变,依然以上述五种矿物为主,而不同pH条件淋滤后飞灰的XRD图谱之间也未出现明显的差异。（3）原飞灰中Cr、Zn、Ni、Pb、Cu和Co元素均有不同程度的富集,且富集倍数均在10倍之上...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
016年世界一次能源构成a；2030年世界能源构成预测bFig1.1Thewordprimaryenergycompositionof2016;Theforecastofwordenergy
甚至引起中毒现象。上述元素过量的进入环境，势必会对人类及环境产生危害。本研究以合肥某燃煤电厂的飞灰为研究对象，阐述粉煤灰中微量元素的分布及迁移特征，同时通过室内砂箱仿真模拟试验，研究不同 pH 值作用下粉煤灰中环境物质在短期淋滤过程的变化特征及在土壤中的累积效应，进而分析可能引起的生态危害，为粉煤灰的安全、稳定和可持续利用提供科学依据。1.2 国内外研究现状1.2.1 粉煤灰的形成、应用及危害粉煤灰是燃煤电厂在发电过程中排出的由煤粉、煤泥或煤矸石等燃料进行高温燃烧后形成的一种似火山灰质的固体灰渣。粉煤灰的主要化学成分包括 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 和 MgO 等[8]。煤炭种类、燃烧方式及燃烧温度等因素均会对其造成影响。燃煤电厂粉煤灰的产生过程如图 1.2 所示。煤炭燃烧的副产物除了粉煤灰，还包括炉底灰和灰渣，其中粉煤灰占大多数。我国煤炭燃烧后形成飞灰、底渣的产率分别为 45%-70%和 55%-30%[9,10]。
的复杂多相物质。国外关于粉煤灰综合利用的研究起步较早，可追溯到上世纪 20 年代。经济发展与科技进步，人们对于粉煤灰潜在资源性的认知逐步加深，同时由济建设需要大量资源，从而推动了全球学者对于粉煤灰资源化的研究。从纪 70 年代中期开始，粉煤灰的综合利用引起了世界各国的重视。欧洲国家煤灰早期主要应用于建筑材料如水泥、混凝土、砖、建筑填充等方面，美国煤灰主要也用于混凝土、砌块、流态回填、改良土壤等方面。法国从 1955始用粉煤灰替代黏土生产水泥，目前有 30%的水泥是以粉煤灰为原料生产美国在 1948 年就使用粉煤灰掺混泥土进行大坝浇筑，掺配比超过 50%[14]。来，由于科学技术的不断进步，粉煤灰综合利用涉及的领域也更加全面，在农业、冶金及环保等方面都有广泛的应用[15]。美国学者将粉煤灰应用于聚合合材料的制备；韩国学者尝试将粉煤灰应用于造纸业[16]。如今一些发达国家煤灰综合利用率已达到较高水平，日本、荷兰达到 100%，意大利 92%，比73%，丹麦 90%等[17]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]从能源时代更替和“气荒”看我国能源构成多元化和因地因时制宜的战略思维[J]. 张抗,焦扬. 中外能源. 2018(06)
[2]粉煤灰资源开发利用及产业发展[J]. 刘新杰,王昊,刘丽丽. 无机盐工业. 2018(05)
[3]粉煤灰综合利用研究进展[J]. 侯芹芹,张创,赵亚娟,赵彬. 应用化工. 2018(06)
[4]淮北煤田煤中过渡金属铜对煤成烃的影响研究[J]. 曾超,冯松宝,吴凯,刘莉. 当代化工研究. 2017(05)
[5]一种新型石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料的制备及光催化应用[J]. 张耀君,余淼,张力,张懿鑫,康乐. 材料导报. 2017(09)
[6]粉煤灰提取氧化铝现状及工艺研究进展[J]. 蒲维,梁杰,雷泽明,李昌伟,张权笠. 无机盐工业. 2016(02)
[7]工业发达城市区域耕地土壤重金属时空变异与来源变化[J]. 邱孟龙,李芳柏,王琦,陈俊坚,杨国义,王彬武,刘黎明. 农业工程学报. 2015(02)
[8]某粉煤灰堆放场对周围岩溶地下水的影响分析[J]. 袁霄梅,赵营刚,尹国勋,张东. 环境监测管理与技术. 2014(02)
[9]粉煤灰淋滤液中氮对水环境影响的实验研究[J]. 王雅男,肖长来,刘婷. 人民长江. 2014(03)
[10]粉煤灰中重金属Pb的淋滤实验研究[J]. 闫志谦,程艳坤,张雪梅,李丽欣,程彦海. 煤炭技术. 2013(07)
博士论文
[1]典型西部粉煤灰中重金属元素淋滤特性研究[D]. 龚勋.华中科技大学 2010
[2]固体废弃物粉煤灰的资源化利用[D]. 姚志通.浙江大学 2010
[3]安徽铜陵典型尾矿库地球化学和环境地球化学效应[D]. 周元祥.合肥工业大学 2009
硕士论文
[1]大方粉煤灰资源化利用研究[D]. 张权笠.贵州大学 2017
[2]粉煤灰的矿物学特征与磁性矿物的分选[D]. 梁爽.西安建筑科技大学 2017
[3]高铝粉煤灰提取氧化铝的工艺与机理研究[D]. 刘连花.中国地质大学(北京) 2015
[4]利用粉煤灰制备沸石分子筛及其处理含镉、镍重金属废水的应用研究[D]. 闫惠.南京理工大学 2013
[5]粉煤灰中重金属淋滤特性试验及其处理方法的研究[D]. 汤蕾.华中科技大学 2009
[6]重金属镍污染土壤的生态风险评价[D]. 刘艳.北京林业大学 2007
本文编号：3467235
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
016年世界一次能源构成a；2030年世界能源构成预测bFig1.1Thewordprimaryenergycompositionof2016;Theforecastofwordenergy
甚至引起中毒现象。上述元素过量的进入环境，势必会对人类及环境产生危害。本研究以合肥某燃煤电厂的飞灰为研究对象，阐述粉煤灰中微量元素的分布及迁移特征，同时通过室内砂箱仿真模拟试验，研究不同 pH 值作用下粉煤灰中环境物质在短期淋滤过程的变化特征及在土壤中的累积效应，进而分析可能引起的生态危害，为粉煤灰的安全、稳定和可持续利用提供科学依据。1.2 国内外研究现状1.2.1 粉煤灰的形成、应用及危害粉煤灰是燃煤电厂在发电过程中排出的由煤粉、煤泥或煤矸石等燃料进行高温燃烧后形成的一种似火山灰质的固体灰渣。粉煤灰的主要化学成分包括 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 和 MgO 等[8]。煤炭种类、燃烧方式及燃烧温度等因素均会对其造成影响。燃煤电厂粉煤灰的产生过程如图 1.2 所示。煤炭燃烧的副产物除了粉煤灰，还包括炉底灰和灰渣，其中粉煤灰占大多数。我国煤炭燃烧后形成飞灰、底渣的产率分别为 45%-70%和 55%-30%[9,10]。
的复杂多相物质。国外关于粉煤灰综合利用的研究起步较早，可追溯到上世纪 20 年代。经济发展与科技进步，人们对于粉煤灰潜在资源性的认知逐步加深，同时由济建设需要大量资源，从而推动了全球学者对于粉煤灰资源化的研究。从纪 70 年代中期开始，粉煤灰的综合利用引起了世界各国的重视。欧洲国家煤灰早期主要应用于建筑材料如水泥、混凝土、砖、建筑填充等方面，美国煤灰主要也用于混凝土、砌块、流态回填、改良土壤等方面。法国从 1955始用粉煤灰替代黏土生产水泥，目前有 30%的水泥是以粉煤灰为原料生产美国在 1948 年就使用粉煤灰掺混泥土进行大坝浇筑，掺配比超过 50%[14]。来，由于科学技术的不断进步，粉煤灰综合利用涉及的领域也更加全面，在农业、冶金及环保等方面都有广泛的应用[15]。美国学者将粉煤灰应用于聚合合材料的制备；韩国学者尝试将粉煤灰应用于造纸业[16]。如今一些发达国家煤灰综合利用率已达到较高水平，日本、荷兰达到 100%，意大利 92%，比73%，丹麦 90%等[17]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]从能源时代更替和“气荒”看我国能源构成多元化和因地因时制宜的战略思维[J]. 张抗,焦扬. 中外能源. 2018(06)
[2]粉煤灰资源开发利用及产业发展[J]. 刘新杰,王昊,刘丽丽. 无机盐工业. 2018(05)
[3]粉煤灰综合利用研究进展[J]. 侯芹芹,张创,赵亚娟,赵彬. 应用化工. 2018(06)
[4]淮北煤田煤中过渡金属铜对煤成烃的影响研究[J]. 曾超,冯松宝,吴凯,刘莉. 当代化工研究. 2017(05)
[5]一种新型石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料的制备及光催化应用[J]. 张耀君,余淼,张力,张懿鑫,康乐. 材料导报. 2017(09)
[6]粉煤灰提取氧化铝现状及工艺研究进展[J]. 蒲维,梁杰,雷泽明,李昌伟,张权笠. 无机盐工业. 2016(02)
[7]工业发达城市区域耕地土壤重金属时空变异与来源变化[J]. 邱孟龙,李芳柏,王琦,陈俊坚,杨国义,王彬武,刘黎明. 农业工程学报. 2015(02)
[8]某粉煤灰堆放场对周围岩溶地下水的影响分析[J]. 袁霄梅,赵营刚,尹国勋,张东. 环境监测管理与技术. 2014(02)
[9]粉煤灰淋滤液中氮对水环境影响的实验研究[J]. 王雅男,肖长来,刘婷. 人民长江. 2014(03)
[10]粉煤灰中重金属Pb的淋滤实验研究[J]. 闫志谦,程艳坤,张雪梅,李丽欣,程彦海. 煤炭技术. 2013(07)
博士论文
[1]典型西部粉煤灰中重金属元素淋滤特性研究[D]. 龚勋.华中科技大学 2010
[2]固体废弃物粉煤灰的资源化利用[D]. 姚志通.浙江大学 2010
[3]安徽铜陵典型尾矿库地球化学和环境地球化学效应[D]. 周元祥.合肥工业大学 2009
硕士论文
[1]大方粉煤灰资源化利用研究[D]. 张权笠.贵州大学 2017
[2]粉煤灰的矿物学特征与磁性矿物的分选[D]. 梁爽.西安建筑科技大学 2017
[3]高铝粉煤灰提取氧化铝的工艺与机理研究[D]. 刘连花.中国地质大学(北京) 2015
[4]利用粉煤灰制备沸石分子筛及其处理含镉、镍重金属废水的应用研究[D]. 闫惠.南京理工大学 2013
[5]粉煤灰中重金属淋滤特性试验及其处理方法的研究[D]. 汤蕾.华中科技大学 2009
[6]重金属镍污染土壤的生态风险评价[D]. 刘艳.北京林业大学 2007
本文编号：3467235
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