含铅钢渣制备钢渣水泥的试验研究

采用钢渣处理含铅废水,将吸附有Pb2+的钢渣作为混合材制得钢渣水泥。测定了钢渣水泥的标准稠度用水量、凝结时间、胶砂流动度、强度等物理性能,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和水化热测试等手段分析钢渣水泥的微观水化性能与结构,测定钢渣水泥的Pb2+浸出浓度。结果表明,钢渣能有效处理含铅废水,当Pb2+与钢渣的投加质量比为1∶10时,废水中Pb2+的去除率可达80.04%,钢渣对Pb2+的吸附容量为80mg/g。将此含铅钢渣作为混合材制备钢渣水泥,当含铅钢渣掺杂量低于20%(质量分数,下同)时,制备的水泥试样强度等级达到52.5R;当含铅钢渣掺杂量为40%时,水泥试样强度等级达到42.5R;XRD与SEM分析表明,制得的钢渣水泥未出现异常水化产物;含铅钢渣未导致水泥水化延迟,且钢渣水泥中的Pb2+在酸性和中性环境下的浸出浓度均满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)。     

硫酸钙对含电镀污泥渣料水泥基材料性能的影响

为了提高危险废物电镀污泥的高值化利用程度，研究了掺加CaSO₄对含磨细粉(由电镀污泥协同建筑渣土高温处理渣料磨细得到)水泥基材料力学性能、微观结构特征及重金属浸出的影响及机理。结果表明：CaSO₄掺量(基于其在胶凝材料的质量占比)为0.6%时，其长期力学性能较优，含磨细粉水泥基材料养护60 d后抗压强度和抗折强度比未掺加CaSO₄时分别提升20.1%和22.2%。适量的CaSO₄可以补充含磨细粉水泥基材料基体中Ca²⁺含量，促进水泥和磨细粉中具有潜在水化活性的组分充分进行水化，同时使基体中生成更多的钙矾石填充孔隙，从而增强了基体结构密实度。研究还发现多余钙矾石的形成对重金属离子的固结起到了正向作用，适量的CaSO₄掺加能明显降低含磨细粉水泥基材料基体中有害重金属离子的浸出浓度。当CaSO₄掺量为0.6%时，含磨细粉水泥基材料养护28 d后，Cu、Ni、Zn的浸出率比未掺加CaSO₄时分别降低了33.6、31.0、...     

利用烧结脱硫灰制备胶凝材料的研究

研究了烧结烟气半干法脱硫灰复掺矿渣、钢渣,辅之外加剂,制备胶凝材料的可行性。结果表明,采用改性脱硫灰（GXTLH）、钢渣、矿渣及水泥熟料再混磨制备的复合胶凝材料,具有良好的安定性等水化性能和力学性能;当GXTLH 掺入量为20%、CFII 1.5%、减水剂0.5%及水泥熟料23%时,矿渣掺量在12%～44%、钢渣掺量11%～44%之间制备的胶凝材料初凝时间、终凝时间、力学性能满足GB13592-92《钢渣矿渣水泥标准》;矿渣与钢渣比、水泥熟料及外加剂等掺量一定,GXTLH掺量超过30%时,GXTLH胶凝材料的抗压抗折强度均有所下降。     

城市生活垃圾焚烧飞灰水泥固化技术研究

用硫铝酸盐水泥对城市垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)进行固化实验,研究了飞灰重金属浸出特性,分析了飞灰掺量、浸提剂p H值对重金属浸出特性以及飞灰掺量对不同龄期(3、7、28 d)飞灰固化体抗压强度的影响,并对飞灰及其固化体进行XRD分析。结果表明,在HJ/T 299-2007和HJ/T 300-2007两种不同浸出体系下,飞灰中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr和Mn等重金属浸出浓度差别较大,建议应根据评价目标合理选择重金属浸出测量方法。其中,飞灰中Pb的浸出浓度超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)限值的3.35倍,因此被列为危险废物,应妥善处理。除飞灰掺量小于40%时的固化体Cd符合标准,其余飞灰固化体Pb和Cd的浸出浓度仍超过《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)限值,故达不到卫生填埋的要求。固化体抗压强度随飞灰掺量增大而降低,重金属浸出浓度与之相反。飞灰掺量为40%时,固化体中重金属浸出浓度随浸提剂p H值降低而增大,但p H值大于5时,未测出重金属浸出。XRD结果表明:飞灰中可溶性盐参与水泥水化反应,重金属Cr以CrO_2-4的形式固化于钙矾石中。     

掺加矿粉胶凝固化垃圾焚烧飞灰中重金属的研究

通过单因素实验探究了矿粉质量分数、激发剂(NaOH)投加量和加水量对掺加矿粉胶凝固化垃圾焚烧飞灰中重金属的影响,并初步探究了固化机理。结果表明,矿粉质量分数和激发剂投加量对重金属的固化影响较大,而加水量影响不大。综合考虑增容比、重金属浸出浓度和抗压强度,矿粉质量分数15%、激发剂投加量3%(质量分数)、加水量37.5%(质量分数)为有效稳定固化重金属的最佳条件,此时重金属浸出质量浓度分别是Ba 19.091mg/L、Cd 0.041mg/L、Ni 0.216mg/L、Pb 0.196mg/L,含水率为27.04%,满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008),抗压强度为9.61 MPa,可进入垃圾填埋场填埋。所制备胶凝材料的最终水化产物主要为水化硅酸钙、水化铝硅酸钙和钙矾石,它们可以通过包裹和吸附对重金属进行固化。     

工业废渣和膨润土协同固化污泥的性能与微观特征

为探究工业废渣和膨润土协同处置市政污泥的应用效果,利用工业废渣(高炉矿渣和脱硫石膏)等量取代部分水泥,设计制备了低水泥掺量的工业废渣基复合固化剂(简称复合固化剂),开展了复合固化剂和膨润土协同固化污泥的无侧限抗压强度、浸出液重金属浓度及COD测试,评价了复合固化剂和膨润土对固化污泥力学特性和环境安全性能的影响。通过XRD、TG/DTG、BET、SEM等微观测试手段,明确了复合固化剂协同膨润土固化稳定污泥的微观结构特征。结果表明：采用高炉矿渣和脱硫石膏等量取代部分水泥可大幅度提升固化污泥的强度,复合固化剂的最优质量配合比为高炉矿渣∶脱硫石膏∶水泥=6∶1∶3;在复合固化剂固化污泥基础上,掺加膨润土可明显提升固化污泥的强度以及环境安全性,膨润土的最优掺量为10%;采用10%膨润土等量取代部分复合固化剂,固化污泥强度可提升17%～23%,浸出液中重金属离子浓度和COD值可降低40%～60%;相比水泥固化污泥体系,复合固化剂和膨润土协同固化污泥可生成更多的C-S-H凝胶、钙矾石晶体等水化产物,且膨润土具有较好的细化孔隙效应,二者协同作用共同提升了固化污泥的密实度和强度,而胶凝物质的物理包裹以及...     

低水泥含量垃圾焚烧飞灰重金属离子蒸养固化实验研究

对垃圾焚烧飞灰(以下简称飞灰)的矿物组成、微观形貌及其重金属浸出浓度进行了测试分析,结果表明,飞灰中Cd与Pb的浸出浓度远高于《生活垃圾填埋场控制标准》(GB 16889—2008)规定的限值,在进行安全填埋之前需固化处理。引入水泥蒸养固化技术,减少水泥掺量,增加粉煤灰掺量来处理飞灰。研究了不同配比下固化体的抗压强度以及不同飞灰掺量对固化体浸出浓度的影响。结果表明,蒸养后的固化体抗压强度基本都能达到安全填埋的要求,其重金属浸出浓度都低于GB 16889—2008规定的限值,可以进行安全填埋。     

铜渣基磷酸铁化学键合材料固化重金属Pb

铜渣堆积会造成资源浪费和环境污染等问题,利用铜渣与磷酸盐反应制备铜渣基磷酸铁化学键合材料(CBIPCs),并用其固化重金属Pb。研究铜渣与磷酸二氢铵(m(CS)/m(P))配比、缓凝剂以及硝酸铅掺量对CBIPCs固化重金属Pb的影响。结果表明:随着硝酸铅掺量的增加,固化体抗压强度降低,Pb毒性浸出浓度略增大;在m(CS)/m(P)=3:1和硼砂掺量为2%的条件下,当硝酸铅掺量为12%,固化体自然养护28 d的抗压强度仍达到24.5 MPa,Pb毒性浸出浓度为0.086 mg·L~(-1),远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)要求的最高限值5.0 mg·L~(-1)。XRD和SEM/EDS分析表明,固化体中生成了PbHPO_4、Pb_3(PO_4)_2、Pb_5(PO_4)OH等铅类磷酸盐产物,并被胶凝相物质紧密包裹。铜渣与磷酸盐反应制备的铜渣基磷酸铁化学键合材料(CBIPCs),可通过化学键合和物理固封双重作用实现对重金属Pb的稳定固化。     

水泥窑协同处置垃圾衍生燃料对烟气污染物排放及熟料品质的影响

水泥窑协同处置垃圾衍生燃料(RDF)可以实现垃圾资源化利用,但需确保不会造成烟气污染物排放超标或使水泥熟料品质受影响。研究了国内某水泥厂新型干法水泥窑协同处置RDF前后烟气污染物排放及水泥熟料品质变化的情况。结果表明,水泥窑协同处置RDF的烟气中SO_2、NO_x、NH_3、HCl和HF的排放均符合《水泥工业大气污染物排放标准》(GB 4915—2013)。重金属与二噁英的含量相比于协同处置RDF前虽略有升高,但仍低于《水泥窑协同处置固体废物污染物控制标准》(GB 30485—2013)的排放限值。协同处置RDF基本不影响水泥熟料的矿物组成,抗折强度和抗压强度相比掺加RDF前有所提高,并且符合《通用硅酸盐水泥》(GB 175—2007)的中普通硅酸盐水泥的52.5R强度等级要求,安定性合格率提高至100.0%。协同处置RDF的水泥熟料中Cu、Cd、Cr、Pb、As、Ni的浸出浓度远小于《水泥窑协同处置固体废物技术规范》(GB 30760—2014)的标准限值。总之,水泥窑掺烧RDF对烟气污染物排放和熟料品质的影响较小,甚至可以提高水泥熟料的某些品质。     

生活垃圾焚烧飞灰制备植草砖的研究

以生活垃圾焚烧飞灰为主要原料制备植草砖。通过单因素实验考察了灰矿比、激发剂投加量、加水量和养护温度对植草砖抗压强度的影响;在最佳条件下,利用X射线衍射(XRD)仪探究植草砖在不同龄期的水化产物,并通过浸出实验对试样的重金属浸出进行检测分析,通过吸水率和抗冻性测试植草砖的性能。结果表明:在标准养护条件下,当灰矿比(质量比)为7∶3、激发剂投加量(质量分数)为3.0%、加水量(质量分数)为35.5%、养护温度为30℃时,28d可制备抗压强度达23.655 MPa的植草砖;在最佳条件下,植草砖在不同龄期的主要水化产物均为C—S—H凝胶,试样浸出结果低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3—2007)中各项限值,其抗压强度、吸水率和抗冻性均满足《植草砖》(NY/T 1253—2006)的要求。     

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.     

锡冶炼含砷烟尘低温陶瓷固化技术

以锡冶炼过程中排放的含砷烟尘为研究对象,对浸出特性和低温陶瓷胶凝材料对其的固化效果进行了研究。结果表明,含砷烟尘As、Cu和Zn毒性浸出浓度分别为6 783、167和224 mg/L,严重超过国家毒性浸出鉴别标准值。其经低温陶瓷胶凝材料固化处理,当含砷烟尘掺量小于40%,自然养护3 d,As、Cu和Zn毒性浸出浓度急剧降低,且低于国家标准值。XRD和SEM分析表明,低温陶瓷胶凝材料在复合化学激发剂作用下,反应生成类沸石水化铝硅酸盐矿物(Al-O-Si);固化体中Ca-Fe-As-O盐是As固化的主要矿物相。Cu2+、Zn2+替换铝硅酸盐聚合物结构中的Na+、K+保持平衡电荷。胶凝材料水化产物填充于材料颗粒间,使其连接成一致密整体,有效降低了有害物质的毒性浸出浓度。     

低品位锰尾矿基胶凝材料配方优化

为了探究尾矿胶凝活性,将生石灰、氢氧化钠、水玻璃和石膏等激发剂添加到湖南永州低品位氧化锰尾矿中,通过正交实验研究不同激发剂掺量对锰尾矿胶凝活性的激发效果。实验结果表明:当生石灰、氢氧化钠、水玻璃、石膏掺量分别为10%、2%、1.5%、6%时,锰尾矿基胶凝材料净浆试样的各个龄期抗压强度最大,28 d抗压强度可达到6.64 MPa,软化系数可达到0.81。SEM分析发现:低品位氧化锰尾矿基胶凝材料主要水化产物为钙矾石和水化硅酸钙凝胶,随着龄期延长,水化产物持续增加并相互交织搭接,内部缝隙减少,内部结构致密,提高了试样抗压强度和软化系数。     

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.     

以城市污泥为掺料制备烧结砖

以城市污泥为部分原料制备烧结砖,对不同烧成温度下不同污泥掺量的烧结砖的物理、力学性能进行了详细分析。结果表明,污泥可用于制备烧结砖,当污泥掺量≤12%,烧成温度为1 100℃时,烧结砖物理力学性能均符合烧结砖标准要求。此外,实验以污泥掺量为12%的烧结砖,烧成温度为1 100℃为例,进行了重金属毒性浸出实验,以考察烧制污泥砖对重金属的固化作用,进而评定污泥制砖的安全性。结果表明,经过高温焙烧,大多数重金属浸出毒性都显著降低,且符合规范要求,不会对环境造成危害。其中,重金属固化效果最好的为Zn,最差的为Cr。     

锰尾矿基胶凝材料配方优化及水化机理分析

为研究低品位锰尾矿胶凝活性,将生石灰、氢氧化钠、水玻璃和石膏等激发剂添加到湖南永州低品位碳酸锰尾矿中,采用正交实验研究不同激发剂及掺量对锰尾矿基胶凝材料抗压强度和软化系数的影响,探究其潜在胶凝活性激发的最佳配方。实验结果表明,当生石灰、水玻璃、石膏掺量分别为10%、1.5%和4%时,胶凝材料净浆试体的各个龄期抗压强度最大,其中28 d抗压强度达到4.91 MPa,软化系数达到0.74。XRD、DTA和SEM微观实验发现:锰尾矿基胶凝材料主要水化产物为钙矾石和水化硅酸钙凝胶,随龄期持续增多并相互交织搭接,使试体内部结构逐渐致密,缝隙减少,提高了试体抗压强度和软化系数,因此,该激发剂可有效激发锰尾矿潜在胶凝活性。     

污泥焚烧灰固化处理技术研究

研究了硅酸盐水泥、高铝水泥、高岭土和β-萘系减水剂在污泥焚烧灰固化技术中的应用效果。考察了污泥焚烧灰固化块(以下简称固化块)的抗压强度,测定了固化块的重金属浸出毒性,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析固化块组成和微观结构。结果表明,4种物质对提高固化块的抗压强度均具有较好的效果,硅酸盐水泥、高铝水泥、高岭土和β-萘系减水剂的适宜掺量分别为10、30、20、1.0g(以100g污泥焚烧灰中掺加的质量计)。XRD和SEM分析结果显示,经固化处理后制得的固化块结构密实,存在石英(SiO2)、水化硅铝酸钙(CaAl2Si2O8)和水化硅酸铝钙(Ca2Al2SiO7)等物质,其中水化硅铝酸钙等凝胶物质有利于提高固化块的抗压强度。     

城市生活垃圾焚烧飞灰物化性质及重金属污染特性

以上海市生活垃圾焚烧飞灰为案例,研究了其物化性质及重金属污染特性。结果表明:(1)飞灰孔隙率较高,经化学药剂稳定后飞灰形貌呈致密化,可大大减少重金属浸出;飞灰吸脱附曲线有明显滞回环,属于H2型滞回环,属于典型的多孔物质吸附类型。(2)飞灰重金属的浸出毒性表明,Pb、Cd超出了《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)中的限值,根据《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007),飞灰属于危险废物。(3)在酸性条件下,重金属较易释放到环境中。     

水泥对垃圾焚烧飞灰的固化处理试验研究

对垃圾焚烧飞灰的化学成分、重金属物质的含量及浸出浓度进行测试分析.结果表明,飞灰中Pb和Cr等重金属物质浸出量超过浸出毒性标准,因而被认为是危险废物,必须进行固化处理.还考察了水泥对焚烧飞灰中重金属物质固化的效果,研究表明当飞灰掺量适当时,重金属物质的固化效果良好.重金属物质通过物理固封、替代,沉淀反应和吸附等形式可固化进水泥水化产物结构中.     

SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化性能研究

根据EPA1311、HJ／T299—2007、HJ／T300—2007和HJ557—2009等国内外不同标准,研究了深圳某垃圾焚烧发电厂垃圾焚烧飞灰的浸出毒性,探讨了六硫代胍基甲酸（sixthioguanidineacid,SGA）、二甲基二硫代氨基甲酸盐（sodiumdimethyldithiocarbamate,SDD）和Ca（OH）2浓度对垃圾焚烧飞灰中重金属的固定性能的影响。研究结果表明,随着浸提液pH的降低,该厂焚烧飞灰中大部分金属元素的浸出量增大,焚烧飞灰浸出液中的cd、Ni、Ph和zn浓度分别超过国家危险废物鉴别标准（GB5085．3—2007）规定值的4．75倍、1．47倍、6．72倍和2．20倍,属于危险废弃物,必须进行稳定化处理。当固化剂SGA加入量为0．1mol／kg时,稳定化后的重金属浸出浓度已经低于危险废物鉴别标准,且对Cd、Cr、Cu和Pb的固化性能优于SDD和Ca（OH）2;当固化剂SGA、SDD和Ca（OH）2加入量为0．5mol／kg时,稳定化后的焚烧飞灰重金属浸出浓度均低于国家危险废物鉴别标准（GB5085．3-2007）中的规定值。与SDD和Ca（OH）：相比,SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化处理更具有优势。