裸土起尘颗粒物中Cd~(2+)与矿物赋存特性

为探索裸土起尘后悬浮颗粒物对Cd~(2+)的携带特性与其矿物组成、粒径尺寸的关联,通过对土壤样品进行Cd~(2+)污染预处理,在构建的"阳离子型污染物土壤表层运移行为研究系统"内模拟风速条件下进行起尘试验,对土壤经风吹起尘后的吹前表层土、吹后地表土、吹后表层土、总悬浮颗粒物(TSP)及各级粒径悬浮颗粒物中Cd~(2+)的赋存状态及其矿物组成与含量进行分析,并进一步对土壤中黏粒进行提取分析。结果表明:土壤起尘过程是对Cd~(2+)的一种高于本底浓度的迁移过程;起尘颗粒物中Cd~(2+)浓度随着颗粒物粒径的减小而增加,呈现负相关;Cd~(2+)的浓度与黏土矿物(伊利石+绿泥石)含量在不同粒径的颗粒物上变化规律具有一致性。     

高分子抑尘剂对褐煤矿场细颗粒物的抑制特性

为减少褐煤矿场中无组织排放的细颗粒物进入大气,避免其对人体健康、生产安全和大气环境造成严重危害,选取聚丙烯酸乳液、瓜尔豆胶、聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠4种高分子单体,通过结壳硬度衰减实验筛选得到性能优良的单体瓜尔豆胶。以表面张力和接触角实验比较吐温-20、曲拉通X-100、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠 4种表面活性剂溶液对褐煤颗粒的润湿性能,实验发现非离子表面活性剂曲拉通X-100对褐煤粉尘的润湿性能最优。将高分子单体瓜尔豆胶复配以表面活性剂曲拉通X-100,开发得到一种褐煤矿场专用的结壳型抑尘剂。通过抗风蚀性能实验,考察不同单体浓度、不同风速条件对固化层风蚀后颗粒物数量浓度和粒度分布的影响,优选出最佳抑尘剂配方为质量分数0.7%的瓜尔豆胶和0.1%的曲拉通X-100。该抑尘剂可使煤堆表面固化形成具有一定厚度和强度的防护层,10 d后固化层硬度仍可达61.43,能抵抗15 m/s风速侵蚀而不受影响,足以应对北方大风天气。细颗粒物数量浓度降低至3.69×105 cm-3,颗粒物数量浓度峰值出现在0.85 μm左右,低粒径段颗粒物抑制效率总体由30.1%提高至94.4%,粒径0.1 μm左右的细颗粒物抑制效率增幅达到64%。实验结果表明,该抑尘剂对细颗粒物的抑制效果明显,是适合褐煤矿场专用的原材料易得、环保高效的抑尘剂。     

基于大型电厂配煤方案的颗粒物生成实验研究

燃煤电厂常采用混煤燃烧,为降低颗粒物的排放,需选择合适的配煤方案。基于国内某大型电厂常用的配煤方案,在实验室条件下进行了颗粒物生成实验研究。选择山西煤（SX）、澳洲煤（AZ）、伊泰煤（YT）3种烟煤和1种印尼褐煤（YN）,配煤方案为SX∶YN=3∶2,AZ∶YN=3∶2和AZ∶YT=3∶2（质量比）。在沉降炉中进行了原煤及混煤的燃烧实验,实验温度均为1 300 ℃,生成的颗粒物被低压撞击器所收集。实验结果表明,混煤及原煤燃烧生成的颗粒物具有相似的质量粒径分布;在所研究的条件下,混煤燃烧生成的颗粒物均少于由原煤燃烧颗粒物所得的计算值,不同煤中矿物质之间的交互作用是导致混煤燃烧颗粒物减少的主要原因;在所关注的3种配煤方案中,以混煤SX∶YN=3∶2燃烧生成的颗粒物总量最少,因此为最优配煤方案。     

燃煤锅炉SCR脱硝过程对颗粒物和痕量元素的影响

选择性催化还原（SCR）技术广泛被应用于燃煤电厂NOx减排,而SCR脱硝技术对颗粒物（PM）的影响尚不清楚。在两台300 MW煤粉锅炉机组SCR反应器的入口和出口进行了颗粒物现场采样,分析了SCR脱硝过程对PM的质量粒径分布和痕量元素含量的影响。研究结果显示,SCR脱硝过程产生NH+4,SO2+4等组分并部分转化为颗粒物,促使0.1 μm以下颗粒物团聚、长大,导致0.3 μm以下颗粒物的峰值粒径由0.1 μm增大到0.3 μm,同时使S含量显著升高,最终导致0.3 μm以下颗粒物浓度升高约30.67%。烟气中部分0.3 μm以上颗粒物在SCR反应器中受惯性碰撞作用而分离,使其浓度降低0.06%~33.11%,但峰值粒径和组成成分不变。SCR反应器入口烟气中的气态痕量元素在脱硝过程中向颗粒物转移,引起PM中痕量元素含量变化。实验条件下,经过SCR反应器后,0.3 μm以下颗粒物中Cd,As,Pb含量分别升高104.15%,12.26%和12.18%,而Cr含量降低23.38%;0.3 μm以上颗粒物中各痕量元素含量均略有升高。     

运输用聚乙烯醇/丙烯酸接枝共聚共混物抑尘剂的制备及特性

根据煤炭等矿物散料的露天运输和储存的特点,通过接枝共聚的方法制备聚乙烯醇（PVA）/丙烯酸（AA）接枝共聚共混物,然后向接枝共聚共混物中加入一定量的表面活性剂、渗透剂等,得到一种运输用抑尘剂液体。通过FT-IR和DSC对产物结构进行了分析,并对抑尘剂的毒理性、耐酸性、耐碱性、对煤质影响以及表面固化层的耐水性能、强度等进行了评价。结果表明,该产物结构为一种PVA/AA接枝共聚共混物,由其所复配的抑尘剂无毒、无刺激性,不会对作业人员产生有害影响;固化层具有一定的韧性、耐酸性、耐碱性和耐雨水性能,并且喷淋抑尘剂后对煤质不会产生影响。使用该抑尘剂能够避免煤炭等在运输过程中的扬尘污染和损失,达到较好的抑尘效果,净化了大气环境。     

不同温度下准东煤燃烧颗粒物的生成特性

为研究不同温度下准东煤燃烧颗粒物的生成特性,在实验室沉降炉中开展了准东煤燃烧颗粒物的生成特性的实验。实验温度为900,1 000,1 100,1 300 ℃,实验气氛为模拟空气气氛。燃烧生成的颗粒物被低压撞击器（LPI）收集并获得其粒径分布,其化学成分使用XRF分析。实验结果表明,准东煤在不同温度下的颗粒物生成特性呈现明显的差异。在900 ℃和1 000 ℃时亚微米颗粒物（PM1）的生成量明显高于1 100 ℃和1 300℃时,并且亚微米颗粒的峰值粒径也较1 100 ℃和1 300 ℃大。900~1 100 ℃时超微米颗粒（PM1-10）的生成量相当,而在1 300 ℃时具有显著的上升。对颗粒物的成分分析发现,在较高温度下,煤中灰分对Na蒸气的吸收或反应是PM1生成减少的主要原因。     

产涡凝聚区流场及颗粒运动轨迹模拟研究

亚微米细微颗粒物凝聚技术是对亚微米细微粉尘进行阻隔和收集的有效方法。为了对亚微米细微粉尘凝聚装置中含尘气流流场及颗粒运动轨迹进行模拟,应用Fluent软件,采用格子波尔兹曼模型模拟含尘气流流场,采用离散相(discrete phase models,DPM)模型模拟颗粒运动轨迹,对不同速度入口下和不同粒径的颗粒轨迹分布进行了数值模拟和分析。结果表明:凝聚区中的产涡装置可以产生随速度变化的不同尺度的涡;随着颗粒粒径的减小,越易受湍流作用的影响,碰撞几率越大。     

荷电水雾除尘技术试验

从水雾荷电、水雾粒捕尘机理作用的理论分析,对水雾荷电方式、荷电量（平均荷质比）、荷电水雾除尘效率进行试验研究,得出水雾带上一定的电荷和电量,与含尘空气中粉尘粒子混合接触,通过静电效应提高对微细粉尘的除尘效率。     

燃煤细颗粒物排放实验及形成机理

为了研究不同变质程度煤粉燃烧后细颗粒物排放特性及生成机理,选取4种不同变质程度的煤,在实验室滴管炉（DTF）上开展了燃煤细颗粒物排放的实验研究,阐述了煤燃烧过程颗粒物形成机理,分析了煤中外在矿物和内在矿物对细颗粒物生成的贡献。实验结果表明煤燃烧颗粒物排放呈三模态分布,峰值分别0.05,0.5和5 μm左右;煤的变质程度和温度对于颗粒物的三模态分布几乎没有影响;温度促进细模态颗粒物的生成;难熔元素,如Al和Si在粗颗粒中明显富集;易挥发元素如S在超细模态颗粒物中明显富集;燃煤粗颗粒主要由煤中内、外在矿物的熔融聚合形成,黏附在煤胞壁上的内在矿物在煤焦破碎过程中熔融聚合可能是形成中间模态中不规则形貌颗粒物的原因之一。     

多功能型抑尘剂在露天矿山路面中的应用

为探讨多功能型抑尘剂在露天矿山路面中的应用效果,介绍了一种原材料价格低廉、加工工艺简单、安全环保且具有良好的吸湿、保湿、凝并性能多功能复合型抑尘剂,测试了其在铁矿、煤矿、石灰石等不同类型露天矿山运输路面现场应用效果,并评价了其经济效益。测试结果表明,多功能复合型抑尘剂在3种不同类型的露天矿山中抑尘效果显著,具有一定的抑尘周期,其中抑尘剂溶液在露天铁矿运输路面试验中抑尘效率最高（98.3%）、抑尘周期最长（8 d）,在露天石灰石矿山路面,抑尘效率和抑尘周期可分别达到96.4%和5 d。通过经济效益分析,与传统洒水抑尘方法相比,多功能复合型抑尘剂节水效果明显,经济效益显著,具有一定的推广应用前景。     

利用除尘灰岩相分析研究高炉喷吹煤粉燃烧状况

以M钢厂高炉排放的除尘灰为例,采用岩相测试技术分析了除尘灰内未消耗煤粉和焦炭的不同结构形态,并定量分析了未消耗焦炭和煤粉质量分数,由此计算出了该厂煤粉利用率。同时,与另一N钢厂高炉除尘灰的岩相分析结果进行比对,得出M钢厂高炉煤粉和N钢厂煤粉利用率属于较好水平。通过岩相技术分析M钢厂高炉除尘灰中未燃煤粉的含量,继而分析高炉内煤粉利用率,为钢厂提供了一种判断喷吹煤粉在高炉内利用情况的新方法。     

含锌渣尘中有价金属回收利用现状与研究进展

为了促进含锌渣尘中有价金属回收利用技术的发展,对资源量大、富含铁酸锌的钢铁厂电炉粉尘和湿法浸锌渣等2类典型二次锌资源,从综合利用原理、技术路线和利用效果等方面进行了评述。指出了矿相重构是实现电炉粉尘和湿法浸锌渣综合利用的有效方法。电炉粉尘主要有价组分为锌和铁,矿相重构处理后宜采取选矿法分离出锌组分,剩余产物应返回炼铁工序,实现在钢铁厂内循环利用;湿法浸锌渣主要有价组分为锌、铁、镓、铟、银等,矿相重构处理后根据元素走向,采取选矿和湿法提取相结合的方法,在不产生二次污染的前提下,重点实现有价元素的综合回收。     

水钢混合型除尘灰造小球二次利用试验研究

针对水钢烧结机机头机尾除尘灰、高炉瓦斯灰和出铁场除尘灰等二次资源直接配入混合料中不好烧结的问题,进行了专题试验研究。通过造小球试验,考察了不同种类除尘灰造小球的成球性能、落下强度和爆裂粉化温度,并取得了理想的试验结果。     

Thermodynamic modelling of the multiphase pyrometallurgical processing of electric arc furnace dust

Electric arc furnace (EAF) dust is produced when automobile scrap is remelted in an electric arc furnace and about 10–20 kilograms are generated per ton of steel. The major elements present in the dust are usually zinc, iron and calcium with smaller amounts of numerous other elements such as lead, copper and nickel. Typically, in the pyrometallurgical EAF dust treatment processes, the lead and zinc are separated as a crude zinc oxide while the iron is generally not worth recovering. Copper and nickel are usually not recovered as they report either to the oxide residue or to any metallic iron that is produced. In the present research, the recovery of the non-ferrous metals in a multiphase system consisting of gas, slag, matte, metal and solid carbon phases was investigated. The equilibrium compositions of the various phases, resulting from the smelting of the dust, were calculated using the SOLGASMIX module of Outokumpu HSC Chemistry. The effects of the following operating variables were investigated; carbon additions, sulphur additions, nitrogen and oxygen additions, temperature and dust composition. The thermodynamic modelling results show that the majority of the non-ferrous metals can be recovered, with the zinc and lead concentrating in the gas phase and the nickel and copper concentrating in the matte phase.     

钢铁企业除尘灰综合利用现状与展望

通过分析钢铁企业含有害元素K、Na、Cl和Zn较多的烧结机头灰、高炉布袋灰及转炉灰的形成及性质,归纳总结了这三种除尘灰综合利用的实验室研究及国内外现有的生产工艺,重点介绍了烧结机头灰和高炉布袋灰脱氯提盐工艺,以及高炉布袋灰和转炉灰回转窑提锌工艺,并结合生产过程中的难点提出了改进措施。通过成本及效益分析,湿法脱氯提盐-回转窑提锌工艺是比较适合钢厂推广的工艺。      

选煤厂粉尘及其控制

选煤厂的筛分、破碎准备车间,干燥车间是粉尘集中的地方,基本上每个生产及运输环节都有粉尘产生,且污染面大;所以,对粉尘的防治工作就显得尤为重要。在对选煤厂粉尘分析的基础上,提出了多种防尘对策,以进一步控制粉尘对人身造成的危害。     

Characteristics of Fugitive Dust Generated from Unpaved Mine Haulage Roads

Fugitive dust is generated along unpaved mine roads from intermittent equipment traffic. Typically, the majority of such traffic consists of trucks hauling either mine product or waste from the surface mine pit and/or the processing plant. Fugitive dust generated along these unpaved mine roads includes particles of all sizes which become airborne. The potential hazards include the deleterious effects to human health of inhaled dust, traffic visibility hazards and environmental impacts on the localized area by the larger-sized visible airborne dust. Two field surveys were recently conducted to quantify fugitive dust generation and dispersion from truck traffic on unpaved and untreated mine haulage roads. For these surveys, airborne dust sampling was conducted at multiple sampling locations away from an unpaved haulage road at a limestone quarry/plant and at a coal mine preparation plant to measure the size characteristics, concentrations and dispersive behavior of the dust cloud generated from truck traffic. Results show that at least 80% of the airborne dust generated by haul trucks was larger than 10 µm. Airborne respirable, thoracic, and total dust concentrations all decreased and approached background concentrations 30.5 m (100 feet) from the road. This report describes the average and instantaneous peak dust levels that were measured up to 30.5 m (100 feet) from the haulage road.     

郑州市降尘、积尘中重金属元素特征及环境影响

通过对郑州市土壤,降尘、积尘中元素含量对比分析研究,结果显示郑州市降尘、积尘的主要来源为工业污染,农业施肥、居民生活污染、垃圾废弃,建筑垃圾以及地表扬尘。郑州市积尘中重金属元素的相态分析结果表明,Hg、Cr、As主要以残渣态出现,而Pb、Cd、Zn主要以碳酸盐结合态为主,易在酸性环境中迁移,但目前郑州市区土壤环境是弱碱性环境,对酸雨有较强的缓冲能力,所以目前重金属不至于危害生态环境。通过降尘、积尘与土壤重金属元素的线性回归分析,得出对土壤中重金属元素起重要贡献的是降尘,并具有较好的预测模式,而积尘对土壤中微量元素的贡献关系不明确。     

某钢铁厂除尘灰强化造球试验研究

将某钢铁厂的4种除尘灰根据现场实际产灰情况配成混合灰,通过在母球长大阶段喷洒按中南大学专利技术制备的纤维化膨润土矿浆进行强化造球,并与常规造球进行对比。试验结果表明：对于普通膨润土用量为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的各种母球,强化造球均能显著改善球团性能。以普通膨润土用量为2.0%的母球为例,此时所得强化球团与常规球团相比,膨润土总用量仅增加0.05个百分点,而生球的落下强度和抗压强度可分别从18.3次和19.2 N/个提高到21.2次和21.7 N/个、爆裂温度可从240 ℃提高到274 ℃,干球的抗压强度可从68 N/个提高到76 N/个、粉化率可从0.78%降低到0.51%,从而很好地满足转底炉还原工艺对球团质量的高要求。     

大明煤矿选煤厂煤尘治理实践

针对大明煤矿选煤厂煤尘污染严重的问题进行了分析,并采取了相应的防治措施,实践结果表明:封闭除尘、雾化除尘、机械除尘等手段配合使用能有效降低煤尘污染,清除安全隐患,改善工作环境。