水泥窯共處置過程中重金屬在不同溫度帶的遷移與形態(tài).pdf

1、為了探索水泥窯共處置危險(xiǎn)廢物過程中重金屬流向分布和存在形態(tài)，研究了不同煅燒溫度條件下Cr、As、Pb在熟料、顆粒物和尾氣中的殘留率及三種重金屬在煅燒熟料中的化學(xué)形態(tài)和提取形態(tài)。將Na2CrO4、NaAsO2、PbO加入生料中模擬含Cr、As、Pb入窯物料，設(shè)定900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1450℃六個(gè)溫度條件，將含重金屬生料在不同溫度條件下進(jìn)行煅燒，模擬廢物在水泥窯共處置廢物過程中不同溫度帶的煅燒過程。消解

2、煅燒樣品分析Cr、As、Pb在不同溫度下的殘留率，同時(shí)檢測(cè)尾氣吸收液中重金屬的含量，以分析其遷移規(guī)律。利用X射線吸收近邊結(jié)構(gòu)光譜(XANES)技術(shù)和X射線衍射(XRD)技術(shù)分析煅燒樣品中三種重金屬的化學(xué)形態(tài)，并通過修正的Tessier連續(xù)提取方法分析三種重金屬的提取形態(tài)。
　　結(jié)果表明:在1200℃條件下，Cr在揮發(fā)顆粒物的分布量最大，所占比例為32.79％;在900℃和1450℃條件下，Cr在尾氣中的分布量最大，所占比例為0.2

3、4％;1100℃條件下，Cr的殘留率較高，為73.7％。在900℃條件下，As在熟料中的殘留率最大，所占比例為97％，其他溫度段穩(wěn)定在81％～83％之間;在1450℃條件下，尾氣中As的含量達(dá)到最大值，所占比例為0.0023％。Pb在熟料中的殘留率隨著溫度升高而逐漸減少，揮發(fā)顆粒物中的含量呈現(xiàn)相反的趨勢(shì);尾氣中Pb的含量隨著溫度的升高逐漸增加。窯尾煙室氣體溫度為1050～1100℃，因此從窯尾煙室添加含鉻、砷廢物可以減少水泥窯共處置廢物

4、過程中Cr的逸放，含鉛廢物應(yīng)該嚴(yán)格控制入窯量。
　　六個(gè)溫度條件下，所有煅燒樣品中Cr主要以CrO3、Cr2O3及CaCrO4的形式存在;1100℃～1450℃條件下，熟料中主要礦物逐漸形成，Cr元素會(huì)通過離子取代等途徑進(jìn)入到熟料的主要礦物中，并且主要以CrO3和Cr2O3的形式與其他物質(zhì)結(jié)合生成了較為復(fù)雜的Ca4A16O12CrO4、Ca6Al4Cr2O15、Ca5Cr3O12等含Cr物質(zhì)。900℃條件下煅燒的樣品中的As以Ca

5、2As2O7的化學(xué)形態(tài)存在，1000℃條件下煅燒的樣品中可以檢測(cè)到FeAsO4和Ca3(AsO4)2，1100℃條件下煅燒樣品中As主要以Ca3(AsO4)2的化學(xué)形態(tài)存在;1200℃、1300℃和1450℃條件下煅燒樣品中As主要是以Ca5(AsO4)3(OH)的化學(xué)形態(tài)存在;900℃條件下煅燒樣品中可以檢測(cè)到Pb2O3，1000℃和1100℃條件下煅燒的樣品中Pb主要是以Pb6Al2Si6O21的化學(xué)形態(tài)存在于熟料中，1200℃條件

6、煅燒的樣品中可以檢測(cè)到Ca3PbSiO6。
　　水泥熟料中K2CrO4（或者Na2CrO4）、K2Cr2O4（或者Na2Cr2O4）表現(xiàn)為可交換態(tài)。CaCrO4及進(jìn)入到熟料礦物中的部分CrO3和Cr2O3表現(xiàn)為酸性醋酸鈉溶液提取態(tài)、酸性鹽酸羥胺溶液提取態(tài)和酸性雙氧水提取態(tài)，進(jìn)入到主要礦物C2S和C3S中的大部分Cr表現(xiàn)為殘?jiān)鼞B(tài)，殘?jiān)鼞B(tài)是Cr的主要提取形態(tài)。Ca2As2O7微溶于水，溶于稀酸，表現(xiàn)為酸性鹽酸羥胺溶液提取態(tài)和酸性雙氧水

7、提取態(tài)，F(xiàn)eAsO4表現(xiàn)為酸性醋酸鈉溶液提取態(tài);1200℃～1450℃溫度范圍內(nèi)，C2S和C3S固化As的數(shù)量逐漸增加，這部分As表現(xiàn)為殘?jiān)鼞B(tài)。Pb2O3不溶于水，溶于稀酸、堿液，表現(xiàn)為酸性鹽酸羥胺溶液提取態(tài)。Pb進(jìn)入到C2S和C3S礦物品格中形成Pb6Al2Si6O21和Ca3PbSiO6，表現(xiàn)為殘?jiān)鼞B(tài)。1300℃～1450℃范圍內(nèi)的煅燒樣品中檢測(cè)不到Pb。水泥窯共處置廢物過程中重金屬的遷移為選擇合適的投加點(diǎn)提供了理論依據(jù)，同時(shí)，重金