燃煤电站脱硫石膏中痕量元素环境稳定性研究

论文摘要

燃煤电站消耗的煤中的痕量元素会部分迁移至脱硫石膏中，脱硫石膏中常含有害的Hg、As、Se、Pb、Cr和Cd等痕量元素，随着越来越多的燃煤电站使用湿法脱硫系统，产生的脱硫石膏越来越多。脱硫石膏可用于建材生产和土壤改良，在脱硫石膏进行再利用的过程中，其中所含的痕量元素对环境的影响已成为人们关心的一项重要内容。本文对脱硫石膏中痕量元素的环境稳定性进行研究，有利于人们认识脱硫石膏中的痕量元素在环境中的释放规律和可能产生的影响。本文以毒性较强的Hg、Pb、Cr、Cd、As、Se六种痕量元素为研究对象，首先采用美国EPA Method1312(TCLP方法)对脱硫石膏中的痕量元素进行研究，确定液固比和浸取液pH值是影响痕量元素浸出的主要因素。为研究脱硫石膏中痕量元素在各种条件下的浸出特性，研究中对TCLP方法进行改进，在不同液固比和pH值条件下进行浸出实验。研究中通过浸出实验研究脱硫石膏中醋酸可提取态的痕量元素浸出特性，通过BCR方法进行逐级提取实验研究脱硫石膏中各种赋存形态的比例，探索氧化还原条件对痕量元素迁移的影响。TCLP实验结果表明，浸出液中痕量元素的浓度远低于该方法规定的阈值（固体废弃物填埋的最高允许值），说明在现行的环保标准下，脱硫石膏中痕量元素完全满足填埋的环保要求，脱硫石膏不属于危险废弃物。浸出特性研究表明，脱硫石膏中痕量元素的浸出率在所研究的范围内随pH值的减小而增大，随液固比的增大而增大；而浸出液中痕量元素的浓度随pH值减小而增大，随液固比的增大而减小。赋存形态的研究表明，脱硫石膏中所含的在环境中能够稳定存在的残渣态痕量元素含量很低，而醋酸可提取态、可还原提取态、可氧化提取态的含量占据绝大部分。已有的研究表明，飞灰中的痕量元素主要以残渣态存在，这说明脱硫石膏和飞灰中痕量元素的赋存形态有很大差别，脱硫石膏中痕量元素的迁移能力要高于飞灰。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 痕量元素中的迁移转化和分布
• 1.2.2 燃煤副产物中痕量元素环境稳定性的研究方法
• 1.2.3 燃煤副产物中痕量元素环境稳定性研究现状
• 1.3 研究目的与内容
• 1.3.1 研究目的与意义
• 1.3.2 研究内容
• 第2章 实验仪器和方法
• 2.1 实验仪器
• 2.1.1 翻转式振荡器
• 2.1.2 过滤器和循环水真空泵
• 2.1.3 电感耦合等离子体质谱仪 （ICP-MS）
• 2.1.4 电感耦合等离子体发射光谱仪 （ICP-OES）
• 2.1.5 DMA-80 直接 Hg 分析仪
• 2.1.6 其它仪器
• 2.2 实验试剂和脱硫石膏
• 2.2.1 TCLP 标准方法实验试剂
• 2.2.2 浸出特性实验试剂
• 2.2.3 逐级提取实验试剂
• 2.2.4 脱硫石膏
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 TCLP 实验
• 2.3.2 浸出特性实验
• 2.3.3 逐级提取实验
• 2.4 实验的准确性
• 2.4.1 提高实验准确性的方法
• 2.4.2 实验结果的可靠性
• 第3章 脱硫石膏中痕量元素浸出特性
• 3.1 TCLP 实验结果及分析
• 3.1.1 TCLP 实验结果
• 3.1.2 分析讨论
• 3.2 pH 值和液固比对浸出特性的影响
• 3.2.1 不同 pH 值和液固比条件下的浸出实验结果
• 3.2.2 结果分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 脱硫石膏中痕量元素赋存形态
• 4.1 逐级提取实验结果及分析
• 4.1.1 As 的赋存形态
• 4.1.2 Se 的赋存形态
• 4.1.3 Cd 的赋存形态
• 4.1.4 Cr 的赋存形态
• 4.1.5 Pb 的赋存形态
• 4.1.6 脱硫石膏和飞灰中痕量元素赋存形态比较分析总结
• 4.2 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 浸出率随液固比和 pH 的变化关系
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果