粉煤灰微观性形态组成及重金属溶出研究.pdf

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1、第39卷第12期山西建筑Vo1．39No．12．96．2013年4月SHANXIARCHITECTUREApr．2013文章编号：1009—6825(2013)12—0096—03粉煤灰微观性形态组成及重金属溶出研究张儒(湖北工业大学，湖北武汉430010)摘要：采用扫描电子显微镜结合x射线能谱仪分析了某电厂粉煤灰的微观形态结构、元素组成及矿物学特征，通过淋滤实验评价了其用于制备混凝土材料的环境安全性，研究结果表明，利用粉煤灰制备混凝土，可有效固定粉煤灰中的有毒元素，是固体废弃物资源化和污染防治的重要技术手段。关键词：粉煤灰，微观形态，矿物组成，混凝土，重金属，淋滤中图

2、分类号：TU528．04文献标识码：A煤中含有以粘土矿物为主，辅以少量黄铁矿、方解石、石英等1．2．2粉煤灰混凝土的制作矿物的无机组分。粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的煤按照水泥：粉煤灰：砂子：水=10：5：25：32(水的单位为mL，中无机成分形成的细灰颜色变化从乳白色到灰黑色，类似水泥，其他为g)比例制备混凝土；另外按照水泥：粉煤灰：砂子：水=足燃煤电厂排出的主要固体废物。由于我国能源结构以火力发10：25：32制备混凝土作为对照。砂子过200目筛，充分搅拌上述『乜为主，因此，产生大量的粉煤灰。例如：中国在2009年粉煤灰样品，室温固化48h。产量为3．75亿t

3、，其体积町达到4．24亿nl。因此，粉煤灰已1．2．3粉煤灰及混凝土重金属溶出度测定成为我圜当前排量较大的工业废渣之一。随着电力工业的发展，首先粉煤灰研磨并过200目筛。分别称取该样品1g，加入燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。据相关人士预测，我国粉煤10mL去离子水中，振荡3h，6h，9h，12h后，离心，采集I清液。灰年产量将从“十一五”末的4．8亿t达到5．7亿tJ。大量的粉用ICP—OES测定各种重金属和离子含量，平行样3份。将混凝土煤灰如不加处理，将会造成粉尘危害大气，如果排入江河会造成研磨过200目筛，按照固(g)：水(mL)=1：10的比例混合，振荡江河堵塞

4、或渗入地下水系统，将会危害水资源安全。因此，加强3h，6h，9h，12h后，离心，采集』二清液。用ICP—OES测定各种晕粉煤灰的管理和再利用已成世界各国的重要问题。目前，世界上金属和离子含量，平行样3份。r一些发达国家粉煤灰利用率很高，如日本基本达到100％，欧美等1．2．4粉煤灰及水溶液中元素含量测定岛达90％。我圜对粉煤灰的利用也已经取得了长足的进步，但与称取0．1g烘干后的粉煤灰用5mL硝酸，3mIH0浸泡过发达目家相比，我国粉煤灰利用率还很低，仅达到45％左右，造夜，再加1mLHF先50℃加热至无气泡冒出后，再升温至200℃，成了我国粉煤灰的大量堆积，目前我国

5、粉煤灰累积堆存量约消解至样品完全溶解，待溶液冷却后定容至100mI塑料容量瓶20亿t。如此大量的粉煤灰若不妥善处置，将会占有我国大量土中，过0．45m滤膜，用ICP—OES测定溶液中的离子浓度。不加地并对我罔窄气、地表水和地下水造成威胁，甚至破坏生态平衡。粉煤灰样品，加入同样的酸，在同样的温度下消解后定容至因此，在我国加强粉煤灰的资源利用成为十分迫切的现实问题。100mL塑料容量瓶，此溶液作试剂空白。实验设平行样3份。口前，粉煤灰不仅可以用于农业、建筑材料(水泥和混凝土等添加1．3试验仪器材料以及铺路、回填)和化工等一系列的行业中，还可以从其中提电感耦合等离子体发射光谱

6、仪(ICP—OES，Varian700，美取贵重金属等，其中粉煤灰在建筑材料领域的应用和研究尤其Varian公司)、x射线衍射仪(XRD，BrukerD8)、扫描电子显微镜J泛和深入。但粉煤灰本身含有氟(F)、氯(c1)、汞(Hg)、砷(SEM，美国ZeissSUPRA55VP)、x射线能谱分析(EDXA，德目(As)、铅(Pb)、铜(Cu)、铬(Cr)、铁(Fe)、铀(U)、硒(Se)、镉BrukerXFlash5010)、电子天平、离心机、恒温振荡器、电热炉、pH(cd)、钻(co)等各种污染物，它们会随降雨等淋溶作用人渗到地计、烘箱、200目筛子、玛瑙研磨、纯水机

7、。表和地下环境，污染土壤和饮用水。粉煤灰作为建筑材料在1．4数据处理减少环境污染和资源回用的同时，其在水泥和混凝土中存在的重数据处理采用Excel2007。金属离子或放射性核素，在某些条件下是否会溶出释放，造成二2结果与分析次环境污染，这也是粉煤灰作为建筑材料在环境领域而引起关注2．1粉煤灰的微观形态、元素和矿物质组成的一个新课题。因此，本沦文对其在不同条件下进行溶出试验以研究粉煤灰作为建筑材料释放重金属对环境影响。由图1一图4可见，粉煤灰主要由数微米到数百微米的颗粒组成，主要元素为O，Ca，Si，S，K，Mg，A1，K，Na，Mg，C等