不同重金属和氯对水泥熟料及其超早期水化特性的影响

在制备水泥熟料过程中掺入不同重金属元素(Cu、Zn、Pb)和氯,利用Rietveld全谱拟合法、ICP-OES、拉曼光谱、电导率仪和全自动水泥水化热测定仪等手段研究不同重金属和氯共存对水泥熟料矿物组成及其30 min内超早期水化特性的影响.研究表明:重金属Cu、Zn、Pb及其氯化物的挥发难易程度是影响重金属和氯固化率的主要原因;氯阻碍了C12A7向C3A、C4AF的转化,使得重金属和氯共存时C3A含量随重金属固化率的增加而降低,C12A7则随氯固化率的增加而增加;重金属与氯共存时,水泥第一水化放热峰和超早期水化活性主要取决于铝相盐的组成及含量,水化产物AFt、AFm的生成量则分别随C3A、C12A7含量的增加而增多.     

Cu2+、Zn2+、Cr6+、Cd2+和Pb4+离子在水泥熟料中的固溶特性研究

通过制备未掺杂重金属以及同时掺杂Cu2+、Zn2+、Cr6+、Cd2+和Pb4+五种重金属离子的水泥熟料,利用化学分析、XRD、岩相分析、电子探针等方法研究了掺杂Cu2+、Zn2+、Cr6+、Cd2+和Pb4+离子对熟料性能的影响以及重金属在熟料矿物中的分布.研究表明:重金属的掺杂可以增加液相含量、改善生料的易烧性;在煅烧后的熟料矿物中,有巨型的阿利特矿物出现,且多被溶蚀;熟料对重金属的固化具有选择性.     

粉煤灰对水泥中重金属存在形式的影响

本文对添加不同含量的粉煤灰后，熟料水化过程中重金属元素（Cr、Mn、Cu、Pb、Zn）存在形式及其浸出毒性进行了实验和探讨。随着粉煤灰掺入量由0%提升至10%，水化产物形貌中微细孔增多，重金属元素在C-S-H中富集程度增加，熟料重金属元素浸出毒性呈现不同程度下降趋势，最大下降幅度达到56.1%，主要因为微细孔对重金属有较好的吸附作用，且重金属元素在水化产物周围的富集程度增加，有助于重金属离子以较为稳定的形态固化在水化产物中。     

水泥窑炉协同处置垃圾焚烧飞灰过程中重金属挥发特性研究

研究了水泥窑炉协同处置垃圾焚烧飞灰过程中重金属挥发特性,探讨了水泥工业协同处置城市生活垃圾焚烧飞灰的技术及其可行性。研究结果表明,飞灰中重金属挥发率随着煅烧温度的升高而升高;在水泥高率值配方条件下飞灰的重金属挥发率要高于在低率值配方条件下的挥发率;重金属元素中Mn、Cr、Zn、Cu的挥发率相对较低,1 450℃以下挥发率大多小于40%;Pb、Cd的挥发率相对较高,在1 450℃挥发率可达到90%~100%。水泥矿物对重金属元素中Mn、Cr、Zn、Cu的固化效果较好,对Ba、Pb、Cd的固化效果较差,因此在水泥生产过程中应加强粉尘回收,防止造成环境污染。     

重金属在水泥熟料中的挥发与固化

以铅锌渣作为替代原料制备水泥熟料易引入重金属元素,利用微波消解、原子吸收光谱方法研究Pb、Cd、Cu、Zn在熟料烧成过程中的挥发与固化行为。结果表明:温度升高,Pb、Cd挥发率增大,Cu、Zn挥发率先增大后减小;掺加铅锌渣,Pb、Cd、Cu、Zn在熟料中固溶量增大;熟料矿物组成影响重金属的固溶。     

水泥水化产物结构及其对重金属离子固化研究进展

水泥基材料对重金属离子吸附固化是处理固化废弃物中重金属元素的有效途径,也是多年来人们研究热点.本文分析了水泥基胶凝材料主要水化产物结构特点及对外来离子吸附交换特性,并就目前国内外对重金属元素(Pb、Cr、Cu、Zn、As、Co等)在水化产物中存在形式、固化机制,以及其对水泥水化进程影响等研究现状进行归纳总结,指出了当前重金属元素在水化固化研究中存在的不足,并对今后水泥基材料重金属离子固化的研究方向进行了展望.     

废弃物中重金属元素在水泥熟料形成过程中的作用及其固化机理

利用水泥窑处理危险工业废弃物已经成为全球水泥行业发展的趋势。介绍了实验室模拟水泥窑焚烧处理含重金属元素的危险工业废弃物的研究,旨在探讨废弃物中重金属元素在水泥熟料形成过程中的作用及其固化机理。结果表明：对于所研究的8种重金属元素(Cr,Co,Ni,Cu,Cd,Pb,Zn,As),实验用工业生料中绝大部分重金属元素含量不超过西欧和美国标准。在实验用工业生料基础上掺入含有重金属元素的危险工业废弃物,可以改善生料的易烧性,尤其是较低温度(1350℃)下的易烧性。焚烧含重金属元素的危险工业废弃物时,水泥熟料的早期强度降低而后期强度略有提高。水泥熟料矿物可以固化绝大部分重金属元素,熟料矿物对重金属元素的固化具有选择性。     

粉煤灰对垃圾焚烧水泥水化时重金属浸出影响研究

依托回转窑垃圾协同处理技术生产的垃圾焚烧水泥,在内部含有一定量的重金属元素。通过实验室模拟煅烧垃圾焚烧水泥,研究了其掺入粉煤灰在水化时,重金属Cr、Zn、Cu、Ni的浸出情况。结果表明:垃圾焚烧水泥在粉煤灰掺入水化7 d时,对重金属浸出无明显作用;在28 d后对重金属Cr、Cu、Ni浸出产生抑制作用,并且在水化后期,随粉煤灰掺量增加,对重金属浸出抑制作用越明显。     

污泥重金属在熟料中的固化及对易烧性和矿物组成的影响

本文通过采用原子吸收法检测分析污泥中的重金属在污泥干化和水泥熟料形成过程中的挥发与固化特性,通过测定各组熟料的f-CaO含量、XRD,研究了污泥掺入对生料易烧性和水泥熟料矿物组成的影响.结果表明:污泥在300℃的低温下干化,Hg的挥发率达到67％,而其它重金属基本不挥发;煅烧过程可以将原料中62.38％的Pb,59.53％的Cr,61.3％的Cd和64.24％的As固化在水泥熟料中;污泥的加入,能够改变水泥熟料的晶格结构,改善水泥生料的易烧性;污泥对水泥熟料的矿物组成影响不大.     

水泥窑协同处置固体废物中重金属形态分析及浸出含量研究

水泥窑协同处置固体废物是实现固废减量化、无害化和资源化利用的重要途径。本文对水泥窑协同处置飞灰、铜渣、硫酸渣、混合污泥的四条生产线的固体废物(飞灰、铜渣、硫酸渣、混合污泥)和熟料进行了重金属总量、形态分析和浸出含量的测定。重金属总量的测定结果显示固体废物中重金属含量非常高(如混合污泥中的铬元素甚至达到1.8×10⁴ mg/kg)，如果不经过妥善处理而直接堆存或排放，会对环境造成极大危害。本论文利用自主研发的连续浸提装置通过BCR连续浸提法对固体废物和熟料中的重金属(As、Cr、Cd、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn)进行了形态分析。分析结果显示固体废物中的重金属形态以弱酸可提取态和可还原态为主，经过水泥窑煅烧后，熟料中的重金属形态以残渣态为主，说明固化效果良好。实验采用标准方法对水泥胶砂试块进行养护，并对养护后的试块进行浸提，以基准水泥作为参照，结果显示在现有固废添加量下，水泥窑协同处置固废生产的水泥产品中的重金属向环境迁移的风险较低。