钢渣用于Ni/Pb污染土壤原位固化稳定化修复的研究

发布时间：2023-06-03 21:05

　　为开发钢渣高附加值资源化利用新途径,本文基于在重金属污染土壤固化剂方面的应用,考察了宝钢三种钢渣的基本性质,并在重金属溶液中开展不同钢渣对Ni²⁺、Pb²⁺离子的吸附性能研究,最终选择转炉钢渣粉为研究对象。开展转炉钢渣粉作为固化剂对Ni²⁺、Pb²⁺重金属污染土壤固化效果的研究:考察了转炉钢渣粉固化Ni²⁺、Pb²⁺重金属污染土壤的效果,研究了转炉钢渣粉固化Ni²⁺、Pb²⁺重金属离子的作用机理、转炉钢渣粉-水泥复配协同固化Ni²⁺、Pb²⁺重金属污染土壤的效果,开发了一种全新的重金属污染土壤固化剂新材料。具体成果如下:研究了铁水渣、转炉渣和电炉渣的浸出毒性、矿物组成、粉磨功指数、胶砂活性指数、f-CaO含量、孔结构等基础性质,并利用不同细度的钢渣在Ni²⁺、Pb²⁺离子溶液中进行吸附试验,得出了以下结论:(1)铁水渣在粉磨功...

【文章页数】：118 页

【学位级别】：博士

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摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 污染土壤的现状
        1.1.2 钢渣的利用现状
    1.2 重金属污染土壤修复技术研究现状
        1.2.1 物理修复技术
        1.2.2 化学修复技术
        1.2.3 物理化学修复技术
        1.2.4 植物修复技术
        1.2.5 重金属污染土壤修复技术比较
    1.3 固化稳定化修复材料的研究现状
        1.3.1 无机类土壤固化剂
        1.3.2 无机类土壤稳定剂
        1.3.3 固化稳定化修复材料的比较
    1.4 钢渣吸附重金属离子的研究现状
    1.5 研究目的、研究内容及技术路线
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容与技术路线
2 试验原料与分析测试方法
    2.1 试验原料
        2.1.1 钢渣
        2.1.2 水泥
        2.1.3 重金属污染土壤
        2.1.4 试验用试剂
    2.2 分析测试方法与仪器
        2.2.1 物料常规性质检测方法与仪器
        2.2.2 重金属离子吸附性能测试
        2.2.3 重金属离子解吸性能测试
        2.2.4 其他常规仪器设备
3 不同钢渣的基础性质分析
    3.1 概述
    3.2 不同钢渣的基础性质分析
        3.2.1 化学组成
        3.2.2 易磨性
        3.2.3 矿物组成
        3.2.4 胶砂活性指数
        3.2.5 f-CaO含量
        3.2.6 浸出毒性
        3.2.7 孔结构
        3.2.8 水悬浮液pH值
    3.3 制备固化剂用钢渣的选择
    3.4 本章小结
4 钢渣对重金属离子的吸附与稳定效果
    4.1 概述
    4.2 研究方法
    4.3 三种渣粉对Ni²⁺、Pb²⁺离子的吸附与稳定效果的对比
        4.3.1 三种渣粉对Ni²⁺离子的吸附与稳定效果的对比
        4.3.2 三种渣粉对Pb²⁺离子的吸附和稳定效果的对比
    4.4 用转炉渣粉吸附Ni²⁺、Pb²⁺离子的优化试验
        4.4.1 转炉钢渣粉添加量对重金属离子吸附效果的影响
        4.4.2 溶液中重金属离子初始浓度变化对吸附效果的影响
        4.4.3 溶液的pH值变化对吸附效果的影响
        4.4.4 吸附时间对吸附效果的影响
    4.5 本章小结
5 转炉钢渣粉对重金属污染土壤固化效果的研究
    5.1 概述
    5.2 研究方法
    5.3 试验结果与分析
        5.3.1 固化剂添加量对重金属污染土壤渗滤液pH值的影响
        5.3.2 固化剂添加量对污染土壤中Ni²⁺、Pb²⁺离子固化效果的影响
        5.3.3 固化时间对污染土壤中Ni²⁺、Pb²⁺离子固化效果的影响
        5.3.4 固化后污染土壤的无侧限抗压强度测试结果
        5.3.5 磷酸改性转炉钢渣粉对重金属污染土壤固化效果的影响
    5.4 本章小结
6 转炉钢渣粉固化Ni²⁺、Pb²⁺离子的机理研究
    6.1 概述
    6.2 研究方法
    6.3 转炉钢渣粉固化Ni²⁺、Pb²⁺离子的机理
        6.3.1 各固化时间节点污染土壤-转炉钢渣粉混合物的XRD测试分析
        6.3.2 各固化时间节点污染土壤-转炉钢渣粉混合物的FT-IR测试分析
        6.3.3 各固化时间节点污染土壤-转炉钢渣粉混合物的SEM/EDS测试分析
    6.4 本章小结
7 转炉钢渣粉对Ni²⁺、Pb²⁺离子固化效果的预测模型
    7.1 概述
    7.2 转炉钢渣粉固化Ni²⁺、Pb²⁺离子的长期效果
    7.3 预测模型的建立方法
    7.4 基于高斯过程回归的软测量预测模型
        7.4.1 软测量预测模型的预测效果
        7.4.2 软测量预测模型的预测精度
    7.5 本章小结
8 转炉钢渣粉-水泥复合固化剂协同固化Ni²⁺、Pb²⁺离子的效果研究
    8.1 概论
    8.2 研究方法
        8.2.1 重金属污染土壤的样品采集与测定
        8.2.2 转炉钢渣粉-水泥复合固化剂的制备
        8.2.3 转炉钢渣粉-水泥复合固化剂固化Ni²⁺、Pb²⁺离子的效果测试
    8.3 单因素影响试验
        8.3.1 粉胶比对污染土壤中Ni²⁺、Pb²⁺离子固化效果的影响
        8.3.2 掺加量对污染土壤中Ni²⁺、Pb²⁺离子固化效果的影响
        8.3.3 液固比对污染土壤中Ni²⁺、Pb²⁺离子固化效果的影响
        8.3.4 固化时间对污染土壤中Ni²⁺、Pb²⁺离子固化效果的影响
    8.4 正交试验设计与分析
        8.4.1 正交试验方案
        8.4.2 影响复合固化剂固化效果因素的重要性分析
    8.5 固化效果生化验证试验
    8.6 本章小结
9 结论与展望
    9.1 结论
    9.2 本论文工作的主要创新点
    9.3 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3830039