铬污染土壤-粉煤灰陶粒制备工艺研究
文章编号:1001-9731(2018)09-09169-05
铬污染土壤-粉煤灰陶粒制备工艺研究?
杨 威1,2
,陈一萱1,王海超2,雷晓玲2,曾 祯1
(1.国家内河航道整治工程技术研究中心,重庆400074;2.
重庆市科学技术研究院,重庆401147)摘 要: 针对我国面临的严重铬污染威胁,进行了将铬污染土壤与粉煤灰混合后在高温下解毒,获得陶粒产品以实现资源化利用的研究三通过单因素试验,以Cr (Ⅵ)
浸出浓度和陶粒颗粒强度为控制指标,优选陶粒制备的焙烧工艺参数;通过正交试验得到最优陶粒产品,并分析焙烧工艺条件对陶粒性能的影响机制三结果表明,在焙烧温度1120?二粉煤灰添加量25％二焙烧时间10min 的试验条件下得到了最佳的陶粒产品;其中焙烧温度是影响陶粒性能的关键因素,对陶粒颗粒强度二表观密度二1h 吸水率均影响显著;
最终陶粒产品堆积密度等级为600级,筒压强度为3.0MPa ,属于普通轻集料优等品;陶粒浸出液Cr (Ⅵ)浓度0.042m g
/L ,浸出液总铬浓度0.045m g /L ,安全性能符合‘铬渣污染治理环境保护技术规范“(HJ /T301)对铬污染土壤解毒后用于混凝土骨料的处理要求三
关键词: 铬污染土壤;粉煤灰;干法解毒;资源化;混凝土轻集料中图分类号: TB321;X781
文献标识码:A
DOI :10.3969/j .
issn.1001-9731.2018.09.0320 引 言
据‘全国土壤污染调查公报“显示,我国土壤环境现状不容乐观,其中由工矿业引起的重金属铬污染尤
为严重[1]
三Cr (Ⅲ)和Cr (Ⅵ)
是铬在土壤中存在的两种价态,因Cr (Ⅲ)毒性和迁移性均小于Cr (Ⅵ)
,现目前铬污染土壤修复技术主要是干法或湿法的还原[
2-4]
三大面积的铬污染土壤修复一般采用湿法还原的方式,但铬的还原往往不彻底且酸性废水增多易导致二次污
染[5]
;干法解毒能将Cr (Ⅵ)
有效还原,但反应过程对还原剂的使用量和反应温度都有较高的要求[5-7]
,且解
毒产物的处置又成了新的问题三针对上述不足,本文进行了铬污染土壤的资源化利用研究,将铬污染土壤添加解毒剂混合造粒,利用粉煤灰在高温条件产生的
CO 还原铬污染土壤中的Cr (Ⅵ)
,冷却得到最终陶粒产品三综合测试陶粒产品的材料性能,为铬污染土壤的资源化利用提供必要的数据支撑三
1 材料与方法
1.1 试验原材料
铬污染土壤取自重庆某铬化工厂原址,含水率为
26.2％,土壤样品比表面积为20.94m 2/g ;
平均孔径为10.48nm ,孔容为0.00575cm 3/g ,多孔结构不明显三测得土壤p H 值为10.20,Cr (Ⅵ)浸出浓度60.25m g
/L ,按危险废物鉴别技术规范(HJ /T 298-2007),该样品具备腐蚀性和浸出毒性,属于危险废物三试验用铬污染土壤的化学组成见表1,粉煤灰产自重庆珞璜电厂,主要
化学成分见表2三
表1 土壤的化学成分(％)
Table 1Chemical com p osition of soil (％)
成分SiO 2
Al 2O 3Fe 2O 3M g O K 2O CaO Na 2O Cr 2O 3含量
61.16
17.64
5.83
3.22
2.58
2.05
1.34
0.27
表2 粉煤灰的主要化学成分(％)
Table 2Chemical com p osition of fl y ash (％)
成分SiO 2
M g O Fe 2O 3CaO K 2O Al 2O 3Na 2O 烧失量含量
43.91
0.67
16.10
3.82
1.46
23.26
0.65
5.97
1.2 试验方法
工艺流程:将干燥二粉碎过100目筛后的铬污染土壤和粉煤灰和按照一定比例混合,加水造粒成球(粒径
10~14mm )
,先在室温下陈化24h 后放入鼓风干燥箱,然后干燥12h 以防止焙烧过程中料球炸裂,接着于电阻炉内根据设计温度对陶粒进行焙烧,最后取出
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6190杨 威等:铬污染土壤-
粉煤灰陶粒制备工艺研究?
基金项目:重庆市教委资助项目(KJ1400323);重庆市科委资助项目(cstc2016j c yj A0428)
;重庆市博士后特别资助项目(Xm201606)
收到初稿日期:2018-04-25收到修改稿日期:2018-06-21通讯作者:王海超,E -mail :17429737＠qq .com
作者简介:杨 威 (1985－)
,男,湖南益阳人,副教授,博士/博士后,师从王里奥教授,从事废水/固废资源化利用方向研究三万方数据