机械力活化固硫灰固化处理含油钻屑

发布时间：2019-11-16 19:44

【摘要】：利用机械力化学法活化固硫灰固化降解含油钻屑,研究了不同含油钻屑掺比对固化降解效果的影响,并进一步探讨了机械力化学法对含油钻屑中有机污染物的固化降解机制。研究表明,当含油钻屑掺量为50%时,球磨后样品中的含油率为1.92%,固化体常温养护28 d抗压强度为22.70 MPa,固化体石油类浸出浓度为3.875 mg/L低于GB 8978-1996中规定的限值。XRD分析表明含油钻屑中的有机污染物以物理包裹和吸附的形式被固化于含油钻屑固化体的凝胶相中。IR分析表明机械力化学法对含油钻屑中的有机污染物有较好的降解作用。
【图文】：

钻屑,含油

的测定红外分光光度法》（HJ637-2012）测定浸出液中石油类含量。1.3分析测定采用Axios型X射线荧光光谱仪测试固硫灰和含油钻屑的化学成分；采用CMT5504型抗折抗压机测定固化体的抗压强度，每组测定3个试样，取平均值；采用Oil-460红外测油仪测定浸出液中的含油率；采用X'PertPRo型X射线衍射仪（XRD）对样品进行物相分析；采用SpectrumOne型傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）分析样品的分子结构。2结果与讨论2.1含油钻屑降解固化效果评估随着含油钻屑掺量升高固化体抗压强度逐渐降低，球磨后样品中含油率逐渐升高（见图1）。含油钻屑掺量的增加带入更多的石油类污染物导致球磨后的样品含油率逐渐升高，但升高幅度不大。当含油钻屑掺量高达50%时，球磨后样品含油率为1.92%，仍低于《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》（GB4914-2008）二级标准要求（标准值为≤3%），表明外加机械球磨实现了含油钻屑中有机污染物的有效降解。含油钻屑掺量增加时固硫灰添加量占比降低，导致体系中活性硅铝成分含量减少，同时含油钻屑中不含活性硅铝成分，引起固化体强度降低。当含油钻屑掺量高达50%，养护28d时，固化体抗压强度为22.7MPa，仍满足危险固废填埋处置的要求。由表2可知，4个不同含油钻屑掺量试验组固化140

图谱,机械力化学,钻屑

2由图谱2（c）和2（d）可知，固化体中硬石膏和C（aOH）2衍射峰明显消失，生成新的钙矾石晶相，表明机械力化学法活化后样品中的 CaSO4和 Ca（OH）2在水化过程中与活性 Al2O3反应生成钙矾石，对含油钻屑中的有机污染物有一定的吸附作用[20]。同时，活化样品中的活性 SiO2和 Ca（OH）2反应生成了 C-S-H 凝胶[12]，由于 C-S-H 凝胶为无定形态的结构所以无法在XRD 中观察到[21]，该水化产物有利于固化体的强度发展和化学稳定，并能够以物理包裹的形式固化含油钻屑中的有机污染物。因此，固硫灰在水化过程中可能以物理包裹和吸附的形式使含油钻屑中的有机污染物得到固化。振动，为脂肪烃中甲基和亚甲基的特征伸缩振动峰。经机械力化学法球磨后该峰振动强度减弱或消失，说明机械力化学法对有机物有降解作用。在 1 437.57cm-1附近的为芳环骨架的伸缩振动，经过球磨后振动强度逐渐减弱，说明随球磨过程的进行，，芳环逐渐发生断裂。在 3 410 cm-1附近出现一个伸缩振动的宽峰，为芳烃或烯烃的共轭伸缩振动，说明油类物质中还存在着一定量的不饱和烃类组分，经机械力化学法处理后该峰消失，说明机械力化学对含油钻屑有较好的降解作用。

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