基于生态水泥的再生混凝土中重金属浸出动力学研究

使用生态水泥、再生骨料制备再生混凝土.分别通过快速浸出实验和长期连续浸出实验对混凝土中的重金属进行浸取,并采用原子吸收光谱法检测浸出溶液中的重金属含量,对比研究再生混凝土与普通混凝土重金属浸出性能差异.研究发现,快速浸出实验条件下,再生混凝土浸出液各重金属浸出浓度高于普通混凝土浸出浓度,但仍低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)标准规定的限值.快速浸出实验条件下重金属浸出量与重金属总量相关性不显著,说明快速实验方法有局限性.长期连续浸出实验结果表明,再生混凝土各重金属元素的扩散系数高于普通混凝土(除Zn外),这是由再生混凝土独特的显微结构引起的.     

基于响应面法的污泥快速固化效能综合影响

针对现有污泥固化技术存在的固化养护时间长、低温条件下固化效能低等问题。研究提出污泥快速（3d）固化技术,采用响应曲面分析方法,重点考察了石灰、组分A、硅酸盐水泥、粉煤灰和温度等5因素对固化效能的综合影响,研究结果表明,石灰、组分A、硅酸盐水泥、粉煤灰和养护温度等因素对3d固化体的无侧限抗压强度和含水率的线性效应显著,石灰和组分A、石灰和养护温度对无侧限抗压强度的交互影响显著,石灰和粉煤灰、组分A和养护温度、硅酸盐水泥和粉煤灰对含水率的交互影响显著;得出了5因素对固化体3d无侧限抗压强度和含水率影响的定量模型,可对污泥快速固化进行优化和预测;并利用XRD和SED对污泥固化块的化学成分和微观结构进行了分析。     

基于响应面法的污泥快速固化效能综合影响简

针对现有污泥固化技术存在的固化养护时间长、低温条件下固化效能低等问题。研究提出污泥快速（3 d）固化技术,采用响应曲面分析方法,重点考察了石灰、组分A、硅酸盐水泥、粉煤灰和温度等5因素对固化效能的综合影响,研究结果表明,石灰、组分A、硅酸盐水泥、粉煤灰和养护温度等因素对3 d固化体的无侧限抗压强度和含水率的线性效应显著,石灰和组分A、石灰和养护温度对无侧限抗压强度的交互影响显著,石灰和粉煤灰、组分A和养护温度、硅酸盐水泥和粉煤灰对含水率的交互影响显著;得出了5因素对固化体3 d无侧限抗压强度和含水率影响的定量模型,可对污泥快速固化进行优化和预测;并利用XRD和SED对污泥固化块的化学成分和微观结构进行了分析。     

典型危险废物的工程力学特性

掌握填埋废物的工程力学特性是确保危险废物填埋堆体稳定性的重要前提条件,因此,针对6种典型危险废物的工程力学特性开展了调查研究.研究结果表明,污泥类危险废物的含水率和有机质含量远高于非污泥类危险废物,而前者的比重则显著低于后者.污泥类危险废物的渗透系数相对较小,比污染土壤和飞灰炉渣混合物的渗透系数小1个数量级,比滤池填料的渗透系数小2个数量级.不同危险废物的无侧限抗压强度排序为:飞灰炉渣混合物(314.3 kPa)和滤池填料(278.9 kPa)＞污染土壤(124.9 kPa)＞杭州氧气厂污泥(68.6 kPa)、锌铬污泥(71.4 kPa)、油泥(58.4 kPa).不同危险废物的粘聚力排序为:飞灰炉渣混合物(40.8 kPa)、滤池填料(31.1 kPa)＞污染土壤(20.9 kPa)＞杭州氧气厂污泥(1.94kPa)、锌铬污泥(3.10 kPa)、油泥(1.81 kPa).此外,不同危险废物的内摩擦角差异相对较小,其变化范围在18.8°～35.0°之间.综合分析可知,飞灰炉渣混合物和滤池填料的工程力学特性较好,而污泥类危险废物的工程力学特性则较差.     

废旧线路板次氯酸盐法浸金的实验研究

研究了酸性条件NaClO-HCl和碱性条件NaClO-NaOH下浸出废旧线路板中的金.通过正交设计优化实验比较发现,NaClO-NaOH碱性体系浸金较有优势,其最佳的浸金条件为NaClO浓度6 mol/L,NaOH浓度8 mol/L,固液比l∶6,反应时间40 min,金的浸出率可达到94.5%.次氯酸盐浸金具有浸金效...     

垃圾焚烧飞灰中Cd、Pb、Zn的螯合稳定与水泥固化处理

采用有机硫稳定剂 (DTCR) 与水泥对城市垃圾焚烧飞灰进行稳定/固化处理,研究了飞灰中Cd、Pb、Zn的浸出毒性和固化体的抗压强度,比较了螯合稳定与水泥固化对Cd、Pb、Zn的处理效果、养护时间对固化体抗压强度的影响,并对飞灰的结构形貌进行了分析。结果表明,在稳定固化过程中飞灰中发生了复杂的螯合、水化反应,重金属形态由不稳定态向稳定态转变,螯合稳定对Cd的处理效果最好,水泥固化更适用于Pb、Zn。固化时间大于7 d后,飞灰中的重金属以及固化体的抗压强度已较为稳定。螯合稳定协同水泥固化的处理效果优于单一的稳定或固化方法,飞灰在固化7 d后可同时达到重金属浸出毒性和抗压强度标准,满足安全填埋要求。     

城市河涌受污染底泥的固化/稳定化处理

为了给河涌疏浚底泥的资源化提供技术支持,以广州市车陂涌表层受污染底泥为研究对象,用水泥、石灰、粉煤灰、膨润土等材料对底泥进行固化/稳定化处理实验。通过无侧限抗压强度、污染物在模拟自然条件下(中性)的释放特征、毒性浸出实验(酸性条件)对固化/稳定化处理效果进行综合分析。结果表明:经合适的处理后,固化体抗压强度能高于300 kPa;固化体自然条件下重金属的释放量明显减少,固化/稳定化处理能够有效减缓和减少固化体的二次污染;毒性浸出实验结果表明,河涌底泥经固化/稳定化处理后其重金属浸出能力显著降低。     

废物水泥窑共处置产品中重金属释放模型研究——混凝土路面场景

通过模拟煅烧试验制取水泥熟料,并制得混凝土样品。在混凝土路面场景分析的基础上,参照欧盟固体中无机组分有效量测试方法(EA NEN7371),以pH=3.2的HNO3/H2SO4溶液(质量比为1∶2)为浸取液,在液固比为20 L/kg条件下,对混凝土样品进行模拟浸出实验;参照欧盟块状材料中无机组分的扩散实验方法(EA NEN7375)测定混凝土样品中重金属的有效释放量。模拟浸出实验结果表明,Cr、Ni和Cd在浸出过程中扩散控制是其释放的主要因素。在此基础上建立了重金属在混凝土路面中的释放模型。实验室实测累积释放量(实测值)与模型预测累积释放量(预测值)的拟合检验结果表明,实测值与预测值之间差异不显著,释放模型能较好地预测混凝土路面中重金属的长期累积释放量。     

水泥回转窑固化处理废弃重金属元素的实验研究

废弃的重金属化学试剂是一类危险的固体废物.通过在水泥回转窑中添加质量小于水泥质量的重金属化学试剂的实验研究表明(本实验添加质量约为水泥的0.1%):掺加化学试剂重金属元素后,各水泥熟料的XRD图谱相似,水泥熟料主要矿物相没有发生大的改变;重金属化学试剂的添加对水泥的7 d、28 d抗压强度的影响较小,符合国家标准;熟料试样在其水化28 d时各重金属的浸出量都很低,已低于工业固体废物浸出毒性鉴别标准规定的指标,由此表明利用水泥回转窑处理废弃化学试剂方法可行.     

烧结脱硫灰制备蒸压加气混凝土砌块的研究

研究了烧结烟气半干法脱硫灰复掺粉煤灰、水渣/水泥,辅之外加剂,制备蒸压加气混凝土砌块的可行性.实验结果显示,当脱硫灰掺入量25%,粉煤灰掺入量45%,水渣和水泥掺入量均15%,铝粉掺入量0.04%,水料比0.6,稳泡剂掺入量0.0012%,烧碱掺入量1%,无需额外添加石膏,采用蒸压养护12.5 h(其中抽真空时间为0....     

利用建筑垃圾和碱渣制备蒸压加气混凝土

为实现建筑垃圾和碱渣二次资源的综合利用,考察利用建筑垃圾和碱渣为主要原料制备蒸压加气混凝土的可行性。通过测试蒸压加气混凝土的干密度和抗压强度,确定适宜的原料配比和蒸压养护条件,并通过XRD、SEM和FTIR对蒸压加气混凝土样品的矿物组成、微观结构进行分析。结果表明,在建筑垃圾、碱渣、石灰、水泥、石膏、铝粉掺量分别为50%、20%、10%、18%、2%和0.1%、蒸压压力1.5 MPa、蒸压时间6 h的条件下,制备的蒸压加气混凝土性能达到《蒸压加气混凝土砌块》(GB 11968-2006)A7.5、B07级要求,且蒸压加气混凝土样品的主要物相为托贝莫来石、半结晶CSH(I)和少量方解石、石英和硬石膏,托贝莫来石、硬石膏和水化硅酸钙凝胶相互交错形成多孔结构,部分Si—O—Si和Al—O—Al断裂,[AlO4]取代了归属于[SiO4]中的Si—O—Si。碱渣的添加有助于激发建筑垃圾的活性,生成强度更高的含铝托贝莫来石,形成低密度高强度的蒸压加气混凝土。     

各因素对煅烧高硅磷石膏基水泥强度的影响

以磷石膏为研究对象,在磷石膏中加入粉煤灰和活性炭进行煅烧,制备成一种新型高强复合胶凝材料。通过正交实验研究煅烧温度、保温时间、活性炭掺量和水硬系数(HM)对抗压强度的影响,找出最优强度的条件。结果表明,当煅烧温度为1 200℃,保温时间为30 min,活性炭掺量为10%,HM值为1.3时,煅烧高硅磷石膏基水泥可以获得较高的早期和后期强度。试样在煅烧过程中,形成了C2S、C3S和C3A等活性矿物,在水化28 d后,形成了C-S-H凝胶、氢氧化钙和钙矾石等水化产物。     

脱硫灰用作钙质材料制备蒸压加气混凝土砖块

为实现半干法脱硫灰的资源化利用,采用半干法脱硫灰作为蒸压加气混凝土砖块中的钙质材料。对脱硫灰进行预处理,使其在含水量20%条件下消化2 h后,烘干。在其他条件不变情况下,掺入经过预处理后的脱硫灰,砖块的抗压强度会有明显的提高。增加经过预处理后的脱硫灰的掺入量,可以在不影响砖块的抗压强度性能的基础之上,降低砖块的干燥收缩值和导热系数,同时提高砖块的抗冻性能和保温隔热性能。     

印刷用铝基材碱洗废液的循环利用

对印刷用铝基材碱洗废液进行了循环利用研究。首先将高COD含量的碱洗废液进行除油脱色处理,通过石灰和硬脂酸的协同效应,使COD含量从26300mg／L降至480mg／L,色度降至60°;然后利用含铝碱性废液通过碳化法制备出结晶度66％的拟薄水铝石产品;最后对分离后的碱性废水按配方要求配制,对铝基材进行除油实验,经5次循环表明,除油效果和对铝基材的腐蚀率均100％达标。     

水泥窑协同处置含铜污泥对水泥熟料性能及环境安全性的影响

针对目前没有合理方法处置含铜污泥的问题,利用水泥窑协同处置技术对含铜污泥进行处置,以达到废物资源化的目的。通过掺入不同量的含铜污泥煅烧成水泥熟料,探讨了含铜污泥对硅酸盐水泥熟料性能及其中所含重金属的浸出对环境安全性的影响。结果表明,含铜污泥的加入明显降低了熟料的f-CaO质量分数,改善了水泥生料的易烧性。当含铜污泥掺量为4%及以下时,含铜污泥掺入会有效促进硅酸盐水泥的水化,使3、7和28 d抗压强度最高分别可达到49.85、46.85和65.8 MPa;当其掺量超过4%后,会明显抑制水泥的水化,劣化水泥水化程度,使其力学强度迅速降低。熟料各矿物相对重金属元素的固化具有选择性,含铜污泥中含量最多的Cu主要存在于中间相中,少数分布于硅酸盐相中;含铜污泥中的Cu离子可以有效固化在水泥熟料中,固化率最高可达87%。Cu离子在水泥净浆中的浸出浓度低于工业固体废弃物浸出毒性鉴别标准的规定指标,水泥窑协同处置含铜污泥在使用中不会对环境造成二次污染。本研究结果可为水泥窑协同处置含铜污泥应用提供参考。     

电厂脱硫灰烧成硫铝酸盐水泥的试验研究

电厂脱硫灰由于成分复杂和高硫高钙的特点,为其综合利用造成了很多困难.试验证明,只需添加部分CaO或CaCO2,用脱硫灰作生料即可在1 300℃左右烧成硫铝酸盐水泥.这种方式可以完全利用脱硫灰中的游离CaO,CaCO3,Ca(OH)2和含硫矿物CaSO3与CaSO4,使其转化为水泥熟料矿物,如硫铝酸钙(Ca4Al6O12SO4)、硅酸二钙(Ca2SiO4)等,还能完全利用脱硫灰中的未燃烬碳,因而能达到物尽其用,是一种全新高效的利用方式,具有广阔的应用前景.     

氯元素对全废渣水泥性能的影响

针对以煤化工电石渣为主要原料的全废渣水泥生料中氯质量分数较高的问题,通过开展掺氯质量分数为0.1%~0.5%的CaO-SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃-MgO-Cl体系热力学相图计算和水泥烧制实验,结合XRD表征、水泥强度测定和物质流分析等方法,探索了生料中质量分数高的氯元素对熟料物相和水泥性能的影响规律。结果表明,氯元素可促进f-CaO结合C₂S生成C₃S,并使得熟料中C₂S、C₃A和C₄AF质量分数降低。氯质量分数由0.1%上升至0.5%时,C₃S质量分数增加了16.58%,其中包含着少量Alinite相,C₂S质量分数在氯质量分数为0.4%时达最低值19.36%。当氯质量分数超过0.4%后,其促进C₂S向C₃S转化作用变弱,而Alinite相增长速率变大,在氯质量分数较高的体系中CaO、SiO₂和Al₂O₃倾向于与MgO和含氯物质结合生成Alinite相和Ca₁₂Al₁₄O₃₂Cl₂相。氯元素对熟料物相的影响规律映射到水泥强度上表现为,氯质量分数由0.1%上升至0.5%时,水泥3 d强度增长了约30%,但28 d强度上升空间不大。本研究结果可为附有旁路除氯系统的高氯水泥生产工艺生料氯质量分数的控制提供参考。     

城市固体废弃物持水率的室内实验研究

垃圾土持水率是估算填埋场淋沥液高度和分析填埋体稳定性的重要参数。通过对高压固结仪的改造,研制垃圾土持水率的室内实验仪器,并在该仪器上对取自我国南方某填埋场3个不同深度的大直径垃圾土试样进行各级荷载下的持水率实验。研究结果表明,随填埋深度增大,垃圾年份增加,垃圾土可降解度降低,腐殖质含量增大,垃圾土的持水率减小;随上覆压力增大,干重和湿重持水率减小,当上覆压力增大到一定程度,减小趋势变缓;随上覆压力的增大,体积持水率一般呈减小的趋势,但对于疏松垃圾土,在较小的压力下,体积持水率有增大的趋势,当压力增大到一定程度,则随压力的增大而减小;随干密度的增大,垃圾土干重和湿重持水率均减小。提出的垃圾土持水率的室内实验方法和研制的仪器合理可行。