早强粉煤灰水泥的研制

本文针对粉煤灰水泥早强低，凝结硬化慢等缺点，根据水泥熟料矿物的形成机理，用粉煤灰代替粘土作原料，对熟料矿物进行优化组合，成功地研制出了一种高硅酸三钙的早期强度高的水泥熟料，这种熟料可掺入３０％一４０％粉煤灰，生产出４２５Ｒ型粉煤灰水泥。     

物化混凝─—粉煤灰过滤法对丝厂废水处理的研究

通过对丝厂废水和粉煤灰各自理化特性的研究，提出了丝厂废水的勿化混凝─—粉煤灰过滤处理法。此法不但可以使丝厂废水处理至达标排故，还可生产出租煤灰复合肥、从而达到废物资源化的目的。     

烧结升温方式及气氛对水洗焚烧飞灰晶体演变的影响

为使水洗焚烧飞灰的稳定化处理进一步优化，探讨了热处理的加热过程、气氛条件等对水洗焚烧飞灰晶体成分演变的影响.同时也探讨了3种飞灰：锅炉飞灰（RFA）、CaO/Ca（OH）₂和NaHCO₃分别作为中和剂得到的两种飞灰（CaFA和NaFA）水洗后（RFA-II#、CaFA-II#和NaFA-II#）进行热处理比较.结果发现700℃是个转折点，从这个温度点开始3种水洗飞灰中的晶体成分发生明显变化；原位连续加热模式更容易形成固体溶液因而更适合重金属的稳定；NaFA-II#较之CaFA-II#更易于稳定重金属成分.Factsage的模拟结果与XRD结果一致，而且发现飞灰中氯化物在加热过程中首先释放的是HCl.     

NaAc(pH=3)缓冲液浸出焚烧飞灰中重金属的实验研究

采用HCl，HNO3，H2SO4，HAc，NaAc(pH=8．15)和NaAc(pH=3)作为浸取剂，分别对飞灰进行了浸出实验。NaAc(pH=3)浸出效果最好。以NaAc作浸取剂，对不同液固比(L／S)、浸取液浓度、浸出时间和初始pH值实验条件下Pb和cd的浸出效果进行分析，结果表明浸取剂浓度为0．5mol／L、液固化为10、浸出时间为60min和浸取液初始pH值等于3时对飞灰中的Pb和Cd浸出效果最好。     

粉煤灰中微量元素浸出特性试验研究

通过采用不同pH值的浸出剂对淮南上窑贮灰场中粉煤灰进行了室内浸泡试验研究,得出粉煤灰中微量元素的浸出规律.结果表明:微量元素Cu,Mn,Cd,Ni,Zn随着pH值的增大析出浓度减少,而Cr随着pH值的增大溶出浓度增大,B的溶出与pH值的关系不明显;粉煤灰中微量元素溶出率很低,不会对环境造成污染.     

基于二次铝灰的地聚反应稳固化垃圾飞灰

基于工业生产铝过程中回收的二次铝灰（SAD）的地质聚合反应,提出了一种稳固化城市生活垃圾焚烧飞灰（MSWIFA）的新方法,分析硅铝物质的量之比对飞灰中重金属浸出浓度及地聚物固化体力学性能的影响规律.结果表明,当硅铝物质的量之比小于2.5时,二次铝灰-SiO₂基固化体与偏高岭土-SiO₂基固化体中的重金属浸出浓度均随着硅铝物质的量之比的增加而逐渐降低,2种固化体的抗压强度随着硅铝物质的量之比的增加而增加;硅铝物质的量之比达到2.5时,重金属的浸出浓度与固化体的抗压强度均趋于稳定.XRD分析结果显示,偏高岭土-SiO₂基固化体中聚合物的种类与数量均略高于二次铝灰-SiO₂基固化体.但从重金属的浸出浓度与固化体的抗压强度来看,2类固化体对飞灰中重金属的稳固化效果的差别很小,二次铝灰加上部分硅基材料可以作为偏高岭土的替代品,用于稳固化飞灰重金属的地质聚合反应中.二次铝灰-SiO₂基固化体的抗压强度达到13.65MPa,具备一定的力学性能,可用于部分特定的建筑材料.     

生活垃圾焚烧飞灰矿物学特性及重金属分布

生活垃圾焚烧飞灰的矿物学特性是飞灰中重金属赋存环境的直观反映,与重金属在处置环境中的释放和迁移行为密切相关.为掌握重金属在生活垃圾焚烧飞灰中的分布规律,结合X射线衍射、扫描电镜等常规矿物学研究工具及矿物解离分析系统对飞灰的矿物学宏观属性和微观属性进行全面测试.结果表明,飞灰是由矿物相和非矿物相组成,两者之间紧密连生,主要矿物相包括氯盐和方解石、氢氧钙石等多种含钙矿物.重金属元素在飞灰中主要以3种形式存在:均匀分布在无定形的非矿物组分中,以同晶置换赋存在方解石等矿物中以及吸附在特殊矿物如石英、赤铁矿等表面.难挥发性重金属Cu和Cr绝大部分分布在非矿物相中;半挥发性重金属Zn和Cd各有43.92%和60.61%的含量分布在矿物相中,其中,方解石对Cd、赤铁矿对Cr及硅酸盐对Zn存在较强的富集作用.     

Uranium speciation in coal bottom ash investigated via X-ray absorption fine structure and X-ray photoelectron spectra

Similar to chromium contamination, the environmental contamination caused by uranium in radioactive coal bottom ash (CBA) is primarily dependent on the chemical speciation of uranium. However, the relationship between uranium speciation and environmental contamination has not been adequately studied. To determine the relationship between uranium speciation and environmental contamination, X-ray absorption fine structure (XAFS) and X-ray photoelectron spectra (XPS) analyses were performed to determine the uranium speciation in CBA exposed to different chemical environments and simulated natural environments. The leachability of the different forms of uranium in the CBA was studied via a simulated acid rain leaching experiment, and the results showed that 57.0% of the total uranium was leached out as U(VI). The results of a linear combination fit (LCF) of the X-ray absorption near edge structure (XANES) spectrum revealed that in the raw CBA, the uranium mainly occurred as U3O8 (71.8%). However, in the iron-rich particles, the uranium mainly occurred as UO2 (91.9%) after magnetic separation. Magnetite is a ubiquitous ferrous-bearing oxide, and it was effective for the sorption of U(IV). The result of FeSO4 leaching experiment indicated that 96.57% of total uranium was reduced from U(VI) to U(IV) when infiltrated with the FeSO4 solution for 6 months. This result clearly demonstrated the changes in chemical valence of uranium in the coal ash and provided a conceptual principle for preventing uranium migration from ash to the surrounding soil and plants.     

硅基多孔材料的表征及其对SO2的吸附性能

为增强火山灰反应的强度,提高对SO₂的脱除性能,以粉煤灰为原料采用两步水热合成法制备硅基多孔材料,并对制备的材料进行表征.结果表明:硅基多孔材料整体呈无序形态,主要成分为水化硅酸钙和CaCO₃,属于无定型的非晶相物质;由C、O、Si、Na、Ca等元素构成,主要以SiO₃2-、CO₃2-的形式存在;呈蜂窝和玻璃纤维的网状结构,内部空隙发达,比表面积较大,且存在有大量的吸附水和结合水.利用固定床反应器测定了硅基多孔材料对SO₂的吸附性能,在入口ρ（SO₂）为1 200 mg/m3、吸附温度为50℃、SO₂含氧量为9%、粒度为200目（0.075 mm）的条件下,SO₂的吸附量可达24.87 mg/g,脱硫率可达100%,与钙基吸附剂相比吸附量提高了74%;将吸附SO₂后的硅基多孔材料在700℃下焙烧3 h,可以继续吸附SO₂,重复使用率可达72.24%.由于SO₂在脱除过程中存在一定的化学反应,含氧量的增加能够提高其对SO₂的吸附量.研究显示,硅基多孔材料脱除SO₂的过程是由物理吸附和化学反应相结合的结果,其中由于制备的硅基多孔材料具有较大的比表面积和较为丰富的孔结构,有利于物理吸附;同时,在两步法制备硅基多孔材料的过程中使火山灰反应得到增强也同样提高了SO₂与硅基多孔材料的化学反应,进而增强了化学吸附的效果.      

助剂对医疗垃圾焚烧飞灰浸出液中重金属电渗析分离的影响

通过医疗垃圾焚烧飞灰电渗析实验,比较了去离子水及助剂柠檬酸铵(0.25 mol/L)/氨水(1.25%)、葡萄糖酸钠的添加对重金属移除的影响,并比较了电渗析处理前后重金属形态的改变。结果表明:2种助剂的添加明显提高了重金属的移除率,且柠檬酸铵/氨水的效果优于葡萄糖酸钠;以柠檬酸铵/氨水作为助剂时,Pb、Zn、Cd、Cu、Cr 5种重金属的移除率分别达到11.1%、42.3%、56.7%、38.7%、7.5%;除了Cu外,Pb、Zn、Cd和Cr等4种重金属大都以负价态向阴极侧迁移;在葡萄糖酸钠为助剂时,5种重金属的大部分则均迁移到阳极侧;在去离子水及柠檬酸铵/氨水、葡萄糖酸钠等助剂作用下,飞灰中Cl的移除率均达到97%左右;电渗析几乎全部移除了飞灰中可交换态的重金属,同时部分碳酸盐态重金属被移除,残灰中重金属的铁锰氧化态、有机络合态或残余态的比例明显升高。