论文部分内容阅读
煤矸石的露天堆放会导致大气、水体和土壤等污染。利用煤矸石制备烧结砖是大量利用煤矸石、并消除上述环境污染的有效途径。但是,煤矸石有害元素在烧结砖制备过程中,以及烧结砖中有害元素的环境迁移行为及规律还不清楚。因此,本文以河南省平顶山矿区中平能化集团一矿的煤矸石为原料,首先制备出了煤矸石烧结砖,并利用XRD、SEM及力学性能测试等,研究了煤矸石原料粒度、烧结温度对烧结砖结构性能的影响。然后,运用ICP-MS、XRF、AFS等方法对煤矸石和煤矸石烧结砖样品、淋滤液体等中的Be、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Mo、Cd、Sb、Ba、T1、Pb、Th、U、F、C1、S、Hg、As、Se等有害元素进行了测试研究。
研究结果表明:煤矸石原料粒度小于0.15 mm时,烧结砖的综合性能较好,1100℃烧结3可制备出吸水率为17.63%,抗压强度达到22.47Mpa的煤矸石烧结砖,符合GB5101-2003规定的MU20普通烧结砖要求。烧结砖的物理性能随烧成温度的改变而改变,1200℃烧结时,烧结砖的性能最佳,其吸水率为3.65%,抗压强度达到45.61MPa,符合GB5101-2003规定的MU30普通烧结砖要求。煤矸石中的Hg、Se、Cl、S和F为易挥发元素,会对大气造成危害,As、V、Cr、Co、Zn、Cd和T1为低挥发性元素,且这些元素的挥发与烧成温度和赋存状态有关。
对煤矸石烧结砖中有害元素的淋滤行为进行研究,结果表明煤矸石砖中有害元素的淋出受烧成温度的影响,主要由于这些元素的赋存状态随温度的升高而变化。大多数有害元素的淋出率随淋滤时间的变化不大,而Co、Ni、Cd、T1受淋滤时间影响较大。烧结砖中大多数元素具有随pH值降低而逐渐升高的趋势。1200℃烧结砖中大多数有害元素的淋出量和淋出率明显低于1100℃烧结砖的。