大掺量煤矸石-粉煤灰制备树脂混凝土研究

针对煤矸石、粉煤灰等占用大量的耕地并对矿区生态环境造成的污染问题,在对阜新地区煤矸石、粉煤灰进行基本性质检测的基础上,将煤矸石破碎级配后作集料,粉煤灰作填料,钢纤维作增强材料与环氧树脂胶粘剂结合,成功配制出7d抗压强度57.32MPa、抗折强度15.37MPa的树脂混凝土.文中基于均匀试验设计了9组试验方案.利用SPSS软件处理试验数据建立了强度回归方程,用MATLAB技术得到树脂混凝土的最优配合比,并进行了机理分析.该项目吃＂渣＂大,煤矸石、粉煤灰取代天然砂石占树脂混凝土总质量85%左右,研究成果为阜新市经济转型开辟了一条新途径,对实现阜新地区资源-环境-经济共同发展具有重要意义.     

模拟酸性水对煤矸石生物毒性影响的研究

我国是世界上煤炭产量最多、增长速度最快的国家,也是煤矸石排放量最多的国家。据统计,我国各类矿山废水的排放量约占全国工业废水总排放量的10％左右。矿山废水中污染范围最广、危害程度最大的是矿山排放的酸性废水。由于煤矿酸陛废水含有高浓度的重金属和较低的pH值,因而给矿业生产和生态环境造成严重的负面影响。因此,模拟酸性水淋溶浸泡煤矸石后的生物毒性效应是环境科学研究的热点,理化分析是临测煤矸石污染的一个重要手段。     

煤矸石生态透水混凝土工程应用的生态效益及价值分析

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物,是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种坚硬岩石。以煤矸石烧结砖厂废弃的煤矸石颗粒作为制作透水混凝土的粗骨料,改进生产制备工艺制作的煤矸石生态透水混凝土,不仅能够提高煤矸石的综合利用度,其铺设的透水路面在补充地下水、降低噪声污染和光污染、缓解热岛效应上具有一定作用。文章通过对煤矸石生态透水混凝土的制备工艺、生态效益、市场前景进行分析,浅析煤矸石透水混凝土在城市建设的应用价值。     

工业废料用于沉陷治理的途径与原则

把用煤矸石和粉煤灰这些工业废料进行沉陷治理工程归纳为3种途径:用煤矸石或粉煤灰作为造地复田的充填材料,然后回填地表土;用煤矸石充填井下采空区或用粉煤灰充填覆岩离层带;用煤矸石或粉煤灰改善土壤条件.提出了用煤矸石和粉煤灰进行沉陷治理的5条基本原则;全面规划、增强土壤的肥力、消除公害、增强经济效益和社会效益、对建筑密集区下采煤可采用离层带注浆的技术.最后,进行了效益分析.     

改性粉煤灰处理高铁高锰酸性矿井水资源化研究

治理酸性矿井水是矿山环境保护的重要内容,粉煤灰以其独有的特性对酸性矿井水有一定的处理效果.粉煤灰处理酸性高铁高锰矿井水是实现资源化利用的关键途径,同时可以达到以度治废的效果.该文利用GENESIS XM260SX-射线能谱仪(EDS)分析粉煤灰化学组分,通过NaOH、CaO、Na2CO3、NaCl、HCl、H2SO4等改性剂改性粉煤灰,以此来提高粉煤灰对酸性矿井水的处理性能,实验确定Na2CO3为最佳改性剂,出水水质达到并优于GB50335-2002《污水再生利用工程设计规范》水质指标.     

用煤矸石和粉煤灰替代粘土原料生产32.5R普通水泥

生产实践表明,通过改进工艺过程,利用煤矸石和粉煤灰替代粘土原料,稳定生产32.5R普通硅酸盐水泥是可能的.     

粉煤灰承重砖的研制

研制了一种粉煤灰固化剂 ,进行了采用该固化剂试制粉煤灰承重砖的实验室试验 ,考察了影响粉煤灰承重砖性能的主要工艺参数 ,利用该固化剂胶结粉煤灰 ,并以自然煤矸石为骨料 ,可得到强度高于等级为 MU 15的固化砖。     

粉煤灰承重砖的研制

研制了一种粉煤灰固化剂,进行了采用该固化剂试制粉煤灰承重砖的实验室试验,考察了影响粉煤灰承重砖性能的主要工艺参数,利用该固化剂胶结粉煤灰,并以自然煤矸石为骨料,可得到强度高于等级为MU15的固化砖。     

掺粉煤灰多孔混凝土处理模拟酸性矿井水的试验研究

通过在普通多孔混凝土中添加粉煤灰制备掺粉煤灰多孔混凝土(FAPC),研究了FAPC对模拟酸性水的处理效果.研究结果表明:在进水pH 2.9～3.4和水力停留时间为24 h时,经FAPC处理后,出水pH为8～9,浊度、CODcr和TP的平均去除率分别达69.7％,75.4％和91.9％.较普通多孔混凝土,粉煤灰的添加对酸性水浊度、CODcr和TP的平均去除率分别提高了13.6％,10.0％和9.1％.试验结果同时表明,处理前后FAPC孔隙率有不同程度下降,但均在10％以下,不影响混凝土的使用.鉴于FAPC对酸性水的净化效果,分析认为FAPC为酸性水的处理与资源化利用提供了一条新途径.     

煤矸石中砷的淋溶析出规律

为了得到煤矸石中砷的析出规律,采用模拟天然降水的淋溶实验法对其进行研究.结果表明,淋溶液的pH值对煤矸石中砷的淋溶析出量影响较大,淋溶液的酸性越强,煤矸石中砷的析出量越大.初始淋溶时,砷的析出量相对较大,随着淋溶量的增加,砷的析出量逐渐降低.裸露堆放煤矸石的淋溶是砷污染的重要途径和影响生态环境的重要因素.     

释钾菌的筛选及其对粉煤灰的释钾效应

针对粉煤灰堆放场环境污染严重且治理难度较大的问题,利用微生物技术来挖掘其有效钾含量,提高其生态恢复效率。通过对释钾菌的分离筛选,揭示其对粉煤灰的释钾效应。研究结果表明:从京郊菜园土中分离得到一菌株,经驯化后其对粉煤灰的释钾作用较强,释钾率可达27%,显著地提高了粉煤灰基质中速效钾含量,降低了基质的pH。考虑接菌的成本与释钾效果,确定出该菌最适的接种剂量为5%。该研究结果为粉煤灰的生物修复奠定了较好的理论基础。     

解磷细菌与施磷肥对粉煤灰的改良效果比较

针对粉煤灰污染严重生态治理难但仍含有大量植物生长必需的营养元素磷的特点,将其作为植物生长的基质来改良利用是一条很好的途径。采用高粱为供试植物,通过盆栽试验比较接种解磷细菌与施加磷肥对粉煤灰的综合改良作用以及对植物生长的影响。结果表明,接种解磷细菌比施加磷肥更有助于植物的生长,促进了植物对粉煤灰中难溶性P的吸收利用,提高了基质中酸性磷酸酶的活性,改善了粉煤灰的pH和电导率。接种解磷细菌对粉煤灰基质有显著的改良作用,效应较相当量的磷肥更好。     

垃圾焚烧飞灰中铜、锌在不同浸取液中的静态浸出特性研究

以浙江省温州市临江垃圾焚烧场所产生的飞灰为研究材料,分别以蒸馏水、河水、海水和模拟酸雨等为浸取液,研究了液固比(mL∶g)分别为20∶1,30∶1,40∶1和50∶1,振荡12,24,36,48,72,96h等不同时间后,飞灰中铜和锌静态浸出特性.结果显示,铜和锌在4种浸取液中具有较为相似的渗出规律:在浸取时间较短时,铜和锌的浸出量随着浸取时间的增加而缓慢增加,在浸取时间为72h时铜和锌的浸出量均急剧增加,而当浸出时间为96h时却均急剧下降;铜和锌在pH值低的浸取液中的浸出量较多,在pH值较高的浸取液中浸出量较少;在模拟酸雨中铜和锌的浸出量最多,而在海水中则最少;大多数条件下,当液固比(mL∶g)为30∶1时,铜和锌的浸出量最多,而在50∶1时最少.     

上湾电厂有害痕量元素的迁移释放行为研究

应用原子荧光光谱（AFS）和电感耦合等离子体质谱（ICP—MS）对我国西北部上湾电厂的原煤、底灰以及飞灰中Hg，As，Se，Pb，Cr，CA，Mo，Ni，Co，U和Th等11种有害痕量元素的含量进行了测定．根据燃煤过程中底灰和飞灰的产率，结合痕量元素在底灰和飞灰中的含量计算了电厂燃煤过程中痕量元素的挥发性．在实验室内通过对底灰和飞灰在酸性介质下的淋滤实验，研究了底灰和飞灰中痕量元素在60h内4个时间段的迁移释放行为．根据痕量元素的挥发和淋滤释放特性建立了元素的释放分配模型，研究结果表明，煤燃烧过程中痕量元素的挥发是导致环境污染的主要因素．     

焚烧飞灰水泥固化体的安全性评价

通过城市生活垃圾焚烧飞灰水泥固化体中重金属的浸出毒性以及表面浸出毒性等研究 ,对焚烧飞灰水泥固化体的安全性进行了评价 .研究表明 ,水泥稳定固化焚烧飞灰的效果良好 ,焚烧飞灰水泥固化体在实际使用环境中 ,重金属浸出是一个非常缓慢的过程 ,其释放量远远低于国家标准规定值 ,而且 ,环境对微量有害物质还有包容和稀释的作用 ,因此焚烧飞灰水泥固化体不会对环境造成危害 .焚烧飞灰水泥固化体资源化利用是安全可行的 .     

煤灰中微量重金属元素的迁移性实验研究

为了解煤灰中部分微量重金属元素的迁移性，用去离子水、含有机酸及含无机酸三种滤液，对煤的灰化灰和循环流化床燃烧灰进行了长期的浸取实验，实验结果表明，不同淋滤液浸取率明显不同，煤灰中Cr,Ni和Zn的浸取率，含无机酸的淋滤液高于含有机酸的，含有机酸的淋滤液又高于去离子水，不同燃烧方式产生的为煤灰中，微量重金属元素的浸取率不同，高温灰化灰中As,Cr,Ni和Zn的浸取率基本上都高于循环流化床灰中的浸取率。As在中性和弱碱性条件下容易迁移，但是As和CaCO3在弱碱性条件下发生协同作用，共沉淀加脱硫剂CaO燃烧的煤灰中，残余的CaO转化为CaCO3，因此As的迁移性降低，煤灰中部分微量重金属元素发生迁移对周围水体会造成一定的污染。     

7矿物材料对餐厨垃圾厌氧消化的影响研究

采用中温（35℃）厌氧发酵,研究斜发沸石、膨润土和粉煤灰3种矿物材料对餐厨垃圾厌氧消化过程中的pH、挥发性脂肪酸（VFAs）、产气速率及累积产气量的影响.结果表明：斜发沸石、膨润土和粉煤灰均可以改善餐厨垃圾单相厌氧消化酸抑制的现象并促进产气速率和累积产气量的提高.至30d反应结束,空白组的产气速率峰值和累积产气量分别为600mL·d-1·L-1和3 938mL/L;斜发沸石组、膨润土组和粉煤灰组的日产气速率峰值分别为623mL·d-1·L-1、1 418mL·d-1·L-1和1 227mL·d-1·L-1,分别比空白组的高3.83%、136.33%和104.50%;其累积产气量分别达到5 502mL/L、8 206mL/L和6 988mL/L,分别比空白组的高39.72%、108.37%和77.45%.3种矿物材料对产气速率和累积产气量的促进影响顺序表现为：膨润土〉粉煤灰〉斜发沸石.     

土工布处理下酸度对煤矸石淋出液中重金属含量的影响

煤矸石充填塌陷地的传统方法势必造成下部土壤和水资源的重金属污染.在此次柱状淋溶实验中,我们选取聚乙烯丙纶、涤纶针刺、高密度聚乙烯和涤纶复合四种土工布来研究土工布对煤矸石淋出液中重金属迁移的阻隔作用.研究结果表明,四种土工布都能降低淋出液中重金属的含量.由于各种土工布的厚度、材料、生产方法和防渗能力的不同,发现不同土工布对不同重金属的阻隔作用不同,同时发现淋溶介质的酸性不同,对淋出液中各种重金属含量的影响不同.通过分析去离子水淋溶介质和酸性淋溶介质的淋溶结果,得出聚乙烯丙纶土工布能显著降低淋出液中重金属Cr的含量,HDPE土工膜降低重金属Pb和Cu含量的效果显著.在不同的处理效果下,淋出液中Cr、Pb、Cu的含量相对于对照最大能降低50%、47.9%和25.3%.淋出液中各种重金属的浓度与淋出液的pH值之间呈现良好的三次非线性函数关系,且有80%的相关系数大于0.6.与去离子水做淋溶介质的结果相比较,在酸性淋溶介质淋溶过程中,土工布处理下的煤矸石中重金属离子更趋于稳定.重金属Cr,Pb和Cu分别能被聚乙烯丙纶、涤纶针刺和HDPE这三种土工布有效地吸附.涤纶复合土工布将淋出液的pH值稳定在7到7.4之间,更适宜作物生长.土工布功能强大,能够发展成为一项技术被应用到国内矿区土地复垦工程中用来防治污染.     

粉煤灰酸浸提铝试验条件的优化

 为优化酸浸法从粉煤灰中提取氧化铝的试验条件,提高酸溶过程浸出率,降低氟化物掺量,采用正交试验,对影响浸出率的各种因素进行研究。通过优化试验条件,提高铝的浸出率,大大降低环境污染。当溶出温度达沸腾硫酸浓度为12 mol/L固液比为1：3溶出时间为120 min、KF 和粉煤灰的质量比为4：100 时,铝的浸出率可达91.2%。在没有降低浸出率的前提下,有毒氟化物的掺量约减少一半。     

粉煤灰中稀有金属镓-铌-稀土的联合提取

 采用碱法烧结-分步浸出法, 对重庆安稳电厂循环流化床粉煤灰中Ga、Nb、REE 等稀有金属进行了联合提取实验。结果表明, 粉煤灰加无水碳酸钠在860℃下烧结30 min, 采用水浸法提取Ga, 采用酸浸法提取REE, Ga、REE 的提取率分别达到84.70%和80.07%;Nb 在两步浸出实验中的浸出率均低于1%, 但在酸浸滤渣中得到富集。采用D201 离子交换树脂和NH₄Cl(0.5 mol/L)溶液在40℃下对富Ga 水浸滤液中的Ga 进行吸附与解吸附, Ga 的吸附率(27.99%)、解吸附率(37.33%)偏低, 可能与解吸附液用量不足和水浸滤液中Al 离子竞争吸附有关, 后续将通过改进实验条件提升Ga 的分离提取效果;酸浸液中REE 及酸浸渣中Nb 的分离提取工艺尚需进一步研究。通过上述稀有金属Ga、Nb、REE 的联合提取及后续工作, 可实现安稳电厂粉煤灰的高附加值利用, 有效缓解粉煤灰造成的环境污染。