贵重废物——粉煤灰

贵重废物——粉煤灰

一、宝贵的废物——粉煤灰(论文文献综述)

杨刚[1](2021)在《粉煤灰矿化封存CO2协同重金属固化》文中指出粉煤灰是燃煤电站的主要副产物,每消耗1kg标煤就会产生约0.25kg左右的粉煤灰。占用农田土地进行堆积贮存粉煤灰,不仅浪费土地资源,特别是粉煤灰中的有害金属元素浸出还会对土壤质量造成损伤。另一方面,在全球CO2的排放中,燃煤电站是长期、稳定、集中的排放源,占到了碳排放总量的30%以上,2020年我国提出2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”的目标。CO2减排是我国能源发展的重大需求。因此CO2的处理及粉煤灰中有害金属元素的无害处理是燃煤电厂深度减排的内在要求。而粉煤灰加速碳酸化是实现两者减排的潜在途径,在实现粉煤灰对CO2封存的同时可以通过碳酸化作用有效固定灰中有害金属元素。扩散控制阶段转化慢是该技术路线的瓶颈,基于超临界CO2的强扩散和强渗透性、机械力破坏粉煤灰烧结表面能够产生更多的新鲜表面和孔道的学术思路,本研究提出通过超临界CO2耦合机械力的方法强化粉煤灰碳酸化。通过宏观实验、测试表征和理论建模,开展反应条件对粉煤灰矿化封存影响特性及动力学、固化前后粉煤灰中有害金属元素环境释放特征及机理研究,在此基础上,揭示低压及超临界CO2环境中粉煤灰矿化封存演化规律,探明碳酸化对粉煤灰中有害重金属固化机理,获得高效的CO2矿化封存及重金属固化技术优化参数。研究结果表明,粉煤灰在CO2超临界工况下的碳化效率普遍高于低压工况的碳化效率,而对有害重金属元素的浸出抑制作用超临界工况要小于低压工况。本研究中在8MPa的超临界状态下粉煤灰最佳固碳量为54.9gCO2/kg灰,碳化效率为24.20%,操作参数为100rpm搅拌转速、30mL/g液固比、反应时间5h、反应温度40℃。低压状态下最佳固碳量为42.3gCO2/kg灰,碳化效率为18.65%,操作参数为100rpm搅拌转速、30mL/g液固比、反应时间5h,反应温度80℃。在以机械球磨改性的实验组中,碳化效率,湿法球磨灰>干法球磨灰>原灰。同时碳酸化作用对粉煤灰中Pb、Cr和Cd的毒性浸出抑制作用明显,Pb、Cr和Cd的浸出抑制效率可以分别达到48.9%、96.4%、87.0%。

马世申[2](2021)在《粉煤灰-赤泥-气化渣复合胶凝体系力学性能研究》文中研究指明粉煤灰、赤泥、气化渣等典型工业固体废弃物的大量堆存和排放对环境造成严重的危害,而利用粉煤灰、赤泥、气化渣制备复合胶凝材料是促进工业固废规模化消纳的重要途径。粉煤灰、赤泥制备胶凝试块研究很多,对于两者互配也有相关报道,但并未系统对比不同种类粉煤灰(流化床粉煤灰和煤粉炉粉煤灰)与赤泥互配胶凝性能的差异;同时,对于气化渣作为粗骨料,强化粉煤灰-赤泥胶凝体系胶凝性能的研究尚未报道。因此,本文通过对粉煤灰-赤泥-气化渣复合胶凝体系进行实验研究与理论分析,探讨了粉煤灰-赤泥-气化渣复合胶凝体系力学性能影响规律。主要研究工作和结论如下:(1)以粉煤灰、赤泥、水泥为原料,考察了不同类型的粉煤灰(CFB/PC)、赤泥分别与水泥掺混压制成型所得胶凝试块力学性能的差异,并以纯水泥压制成型所得胶凝试块的力学性能为参照,综合评价了粉煤灰/赤泥基胶凝试块力学性能。结果表明:胶凝试块的力学性能主要与其表观密度、吸水率、矿物组成有关。胶凝试块的表观密度越高、吸水率越小,表明其密实度更高、孔隙率越小,抗压强度越高、力学性能更优。根据28 d抗压强度分析,添加RM制得胶凝试块的力学性能最优(76.2MPa),添加PC次之(72.5 MPa),添加CFB最差(56.1 MPa)。进一步结合胶凝活性指数综合评价表明,RM具有最强的胶凝活性(73.7%),PC次之(70.1%),CFB最低(54.3%)。(2)基于粉煤灰/赤泥基胶凝试块胶凝活性差异,考察了不同粉煤灰与赤泥互配比例对粉煤灰-赤泥基胶凝试块形貌、物理性能(表观密度、吸水率)、抗压强度以及矿物组成的影响,探究粉煤灰与赤泥互配比例对胶凝试块力学性能的影响规律,结果表明:胶凝试块表观密度随着赤泥掺量的减少(即粉煤灰掺量的增加)呈下降趋势;吸水率随着CFB掺量的增加呈上升趋势,而随着PC掺量的增加呈先上升后下降趋势;抗压强度随着CFB掺量的提高呈先升高后降低再升高的变化趋势;随着PC掺量的提高呈先升高后降低的趋势。进一步分析比较得出最佳的胶凝料配比为粉煤灰:赤泥=1:2。CFB:RM=1:2时,胶凝试块的抗压强度达到16.8 MPa,表观密度为1.90g/cm3、吸水率也达到了较小;PC:RM=1:2时,胶凝试块的抗压强度达到18.1 MPa,表观密度为1.87 g/cm3,表明其密实度高、孔隙率小、力学性能更优。结合XRD和SEM图可知,添加CFB-RM制得的胶凝试块由形状不规则颗粒团聚体组成,颗粒表面有针杆状结构,推测是生成了大量的钙矾石晶体,形成致密的网络结构导致强度较高;添加PC-RM制得的胶凝试块由不规则团聚体和球形颗粒组成,球形颗粒间表面有大量不规则状物质黏连,胶凝试块中Ca(OH)2含量较低,说明在该比例下PC与RM发生了较好的协同作用,火山灰反应消耗了大量Ca(OH)2。(3)在优化后的粉煤灰与赤泥互配比例基础上,进一步探究气化渣掺量对粉煤灰-赤泥-气化渣基胶凝试块形貌、物理性能(表观密度、吸水率)、抗压强度、矿物组成的影响,探究气化渣掺量对胶凝试块力学性能的影响规律。结果表明:随着气化渣掺量增加,胶凝试块颜色越来越深、表面越来越粗糙,胶凝试块的28 d表观密度呈上升趋势,吸水率呈下降趋势,抗压强度呈上升后下降再上升再下降的趋势。选用流化床粉煤灰时,添加70%气化渣制得的胶凝试块的抗压强度(36.5 MPa)大于添加30%气化渣制得的胶凝试块的抗压强度(23.2 MPa);选用煤粉炉粉煤灰时,添加70%气化渣制得的胶凝试块的抗压强度(25.1 MPa)则与添加30%制得的胶凝试块的抗压强度(25.2 MPa)基本相同。结合XRD和SEM图可知,添加量为30%时强度形成主要是由于CFB/PC和RM发生了较好的协同作用,生成了较多的凝胶产物;添加量为70%时强度形成主要是由于气化渣颗粒本身的硬度较高,作为骨料提升了强度。进一步分析比较得出,气化渣掺量为30%时粉煤灰-赤泥-气化渣基胶凝试块力学性能最优,抗压强度均超过国标MU 20的强度要求,外观表面光滑致密,微观结构聚合度较高且致密性良好,选用CFB制得的胶凝试块由形状不规则、大小不均的颗粒层叠团聚在一起;选用PC制得的胶凝试块由不规则团聚体、粒径大小、形状不一的球形颗粒组成,球形颗粒间表面有大量不规则状物质黏连。

张俊杰[3](2021)在《垃圾焚烧灰渣制备泡沫微晶玻璃工艺及其机理》文中指出垃圾焚烧灰渣是垃圾焚烧产生的固废,包括80-90%底灰、10-20%飞灰。固化和填埋是垃圾焚烧灰渣的主要处置方式,但存在环境风险和占用土地等问题,亟需研发其无害化处置及资源化利用。泡沫微晶玻璃具有强度高、密度低、阻燃和吸声等特性,是优质绿色建材。垃圾焚烧灰渣富含Ca、Al和Si等玻璃体骨架结构成分,可协同处置重金属危废制备泡沫微晶玻璃。基于该原理,本文以垃圾焚烧灰渣协同处置含重金属的不锈钢酸洗污泥、含硅铝的粉煤灰、可发泡的二次铝灰渣或碳酸钙,采用粉末烧结法以及碱激发-烧结法制备泡沫微晶玻璃,重点研究了碱度对气体的区域扩散作用机制,提出了底灰协同二次铝灰渣全固废制备泡沫微晶玻璃的新思路,并阐明了其高温原位发泡机理,开发了适于高掺量飞灰的碱激发成形工艺,阐明了碱激发成形气-固两相平衡机理以及析晶强化机制,主要结论如下:(1)揭示了碱度对气体的区域扩散作用机制。发现了过量高配位数的Na+和Ca2+位于玻璃结构网络空隙中,会夺取桥氧,促使[SiO4]四面体中Q3Si的含量逐渐降低,减少Si-O-Si的数量,破坏玻璃网络的完整度,使区域液相粘度过低,气泡膨胀的阻力下降,气泡融合,从而产生连通孔或无孔区;采用碱度调控,量化了化学组成对泡沫微晶玻璃的孔结构和性能的影响规律,碱度为0.91时对应非桥氧键与总氧之比(NBO/T)为1.529,其玻璃结构聚合度利于均匀气孔形成,提升了泡沫微晶玻璃综合性能。(2)选用二次铝灰渣为工业固废发泡剂,实现了底灰协同二次铝灰渣全固废制备泡沫微晶玻璃,阐明了其高温原位发泡机理。当焙烧温度超过800℃,二次铝灰渣中的AlN与物料中的水和氧气作用产生NH3、NO和N2,同时在高温作用下,基础玻璃中液相生成,使气体包裹在熔体内部,形成孔隙结构。为垃圾焚烧灰渣协同处置二次铝灰渣并高值化利用提供了理论基础。(3)揭示了碱激发过程硅铝解聚再聚合机理。在碱激发成形工艺制备泡沫玻璃坯体过程中,碱激发剂(NaOH溶液)促进硅铝玻璃体解聚,形成无定型相凝胶产物。反应初期(10 min)形成凝胶单体,反应中后期(4-12 h),凝胶单体重排,形成了完整的铝硅酸盐凝胶体。(4)阐明了碱激发成形气-固两相平衡机理以及析晶强化机制。在碱激发剂作用下基础玻璃中钙元素溶出,形成了利于浆体凝结的Ca(OH)2和含Ca凝胶体,抑制了气泡过度生长;随碱激发剂掺量的增加,泡沫玻璃坯体的孔径先降低后升高,碱激发剂浓度提高使非晶相进一步解离,向水铝钙石、水化硅酸钙以及硅水化石榴石转变;析晶热处理促进钙铝黄长石析出和晶粒汇聚,提高了晶体堆积密度,增强了泡沫微晶玻璃力学性能。(5)在1120℃保温40 min,采用粉末烧结法将35 wt.%底灰,45 wt.%粉煤灰和20 wt.%不锈钢酸洗污泥制备为气孔直径为0.1-1.8 mm,孔隙率达62.88%,抗压强度为7.14 MPa的泡沫微晶玻璃;对比了钙、铝体系发泡剂对泡沫微晶玻璃综合性能的影响,碱度优化后,添加二次铝灰渣6wt.%的样品气孔均匀,孔隙率达63.02%,抗压强度达41.9 MPa;以50 wt.%底灰和50 wt%飞灰为原料利用碱激发-烧结法制备了高孔隙率多级孔泡沫微晶玻璃,样品的孔隙率高达70.22%-85.31%,抗压强度相对较高(0.72-7.86 MPa)。本研究为垃圾焚烧灰渣的无害化利用提供了新思路,也为全固废基泡沫微晶玻璃的制备奠定了基础及技术参考。

殷鸿敏[4](2021)在《电镀污泥烧制陶粒过程中易挥发性金属的迁移与分布》文中研究指明电镀污泥中通常含有大量铜、锌、铬、镍等有害成分,已被我国列为危险废物。近年来,电镀污泥产量与日剧增,寻求一种安全经济的处理处置方式已成为现实需求。传统的填埋处置方式存在潜在的环境污染风险以及占地面积大等问题,因此合理有效的资源化利用成为新的发展方向。利用电镀污泥制备陶粒是潜在可实现废物资源化、无害化处置的方式。然而,烧制过程存在重金属的释放,目前对于其释放机理尚不清楚,从而制约了对重金属污染的控制。因此,本文开展烧制陶粒模拟实验,即通过设置不同烧制温度,研究原料配比和添加剂对重金属迁移与分布的影响以及矿物相成分的变化。以期为电镀污泥资源化利用过程中污染控制与环境安全评估提供理论基础。基于不同原料配比,研究了重金属Zn、Pb、As和Sb的迁移分布特征。结果表明,当电镀污泥:市政污泥:页岩为3:2:5和3.5:1.5:5时,随着温度升高,气态Zn和Pb含量大致呈增加趋势,而As和Sb的含量先增后减,700℃时气态金属含量达最高。当电镀污泥:市政污泥:页岩为4:1:5时,气态中4种重金属含量均在700℃时最高。三种配比中,金属Zn、Pb、As和Sb在挥发相中的占比最高分别能达到44.3%、98.0%、99.0%和96.6%,Zn较其他三种金属在陶粒固相中的占比高。对陶粒进行XRD分析表明,随着温度升高陶粒中方解石分解,赤铁矿、长石等成分增加。SEM检测表明,随着温度的升高陶粒内部逐渐出现孔洞和微气孔结构。研究了添加剂对气态重金属含量、相分布及矿物成分的影响。结果表明,氯化物能够促进重金属的释放。温度越高,促释放效果越好,PVC对金属释放的促进作用大于CaCl2。在1140℃时,CaCl2的添加,Zn、Pb、As和Sb在挥发相中的占比分别增加50.8%、3.21%、1.71%和2.99%。PVC的添加,四种金属在挥发相中的占比分别增加54.3%、2.87%、0.93%和4.12%。整体上,氯化物的添加减少了重金属在陶粒固相中占比。硫化物对金属的释放有抑制作用,Na2S对Zn和Sb抑制效果强于Na2SO4,但Na2S对Pb和As的抑制效果较Na2SO4弱。而在烧制最高温度时,Na2S和Na2SO4的添加使Zn、Pb和As在陶粒固相中的占比分别降低1.45~56.7%和1.93~55.7%,可能是由于钠硫酸盐的助熔作用。氧化物的加入同样抑制了重金属的释放,且抑制效果为CaO>Al2O3,同时增加了重金属在陶粒固相中的占比。CaO和Al2O3的添加在高温时使Zn、Pb和As的陶粒固相占比分别降低1.73~51.1%和1.62~51.9%,可能由于高温时金属络合物的分解。对加入添加剂的烧后陶粒进行XRD分析表明,添加氯化物后,方解石在700℃分解完全,而硫化物和氧化物的添加,方解石在1140℃时消失。而其它成分更多的以石英、长石和磁铁矿等形式存在。

何永来[5](2021)在《异相凝并飞灰中重金属的稳定性研究》文中进行了进一步梳理燃煤过程产生的颗粒物和挥发性重金属排放是火电厂面临的首要环保难题,在美国出台燃煤有毒气体排放管制指标后,中国也相继出台多项控制标准,其中“超低排放”政策针对控制PM2.5等颗粒物的排放。异相凝并系统(Hetero-aggregation system)在化学团聚湍流技术的基础上,改进化学吸附剂,进一步减少了烟气中颗粒物和重金属的排放。本文以燃煤主要产物飞灰为研究对象,研究了异相凝并系统控制排放的效率及产物的重金属稳定性,主要研究内容有:首先,对配备异相凝并系统的燃煤机组进行颗粒物和重金属排放现场测试,并采集燃煤主要副产物飞灰和脱硫石膏。结果表明,尾部烟气中PM1浓度下降明显,重金属富集在PM10的趋势增加;大于100μm的颗粒物在凝并飞灰中的比重比飞灰更大;大部分细小颗粒聚集成大颗粒,或是被吸附剂裹挟固定在大颗粒周围;异相凝并系统未影响飞灰的基本组成,但提高了重金属元素砷(As)、硒(Se)、铅(Pb)在飞灰中的富集程度。采用火电厂的C类、F类异相凝并飞灰,利用批淋滤和柱淋滤实验探究凝并飞灰中重金属的稳定性,结果表明,飞灰中Se的浸出能力远大于As和Pb;不同毒性浸出实验结果显示,C类凝并飞灰表现出对重金属As和Se抑制的作用,其中Se的浸出率分别为8.7%和3.56%,对应飞灰的浸出率为51.43%和32.21%;As和Pb受溶液p H的影响更大,凝并飞灰在碱性环境下表现出对重金属浸出的抑制效果;F类凝并飞灰中As、Se、Pb在不同溶液的动态浸出实验研究结果表明,Se的浸出能力最强,凝并作用能在不同溶液环境下对As、Se、Pb的迁移起到抑制作用;凝并飞灰对溶液中的Pb有更强的吸附效果。利用凝并飞灰合成粉煤灰地质聚合物,用于固化稳定化铅污染的土壤,并进一步研究凝并飞灰在资源化利用过程中的稳定性。结果表明,碱激发改性后的凝并飞灰对溶液中Pb2+的去除能力更强,赤泥作为辅助剂的情况下,生成的地质聚合物吸附Pb2+的效果更好,吸附效率在87-97%;添加20%的飞灰地质聚合物对Pb污染的土壤的固化能力最强,活性态的Pb固化效率达到90%;经过地质聚合物固化后的污染土壤,重金属的浸出毒性下降44%。

王浩[6](2021)在《基于富集重金属镉红麻秸秆制备建筑、环境催化材料及性能研究》文中认为长期以来,频繁的人类活动造成了严重的土壤重金属污染,并对生态安全构成威胁。在土壤中经过络合和沉淀或者被土壤胶体吸附而固定的重金属可以被农产品吸收,通过食物链进入到人体,最终危害人体健康。相对物理、化学等土壤重金属污染防治措施,植物修复技术具有环境友好、安全、低成本等优势,已经在矿区重金属污染和场地污染治理中得到了广泛的应用。但是植物修复技术实施过程中产生了大量的富集重金属的植物体,其安全合理的处理是现有技术的一大难题。富集重金属植物现阶段常被当作废物进行处置,不仅浪费了植物资源,违背可循环发展理念,同时可能造成二次污染。因此,寻求对富集重金属植物的无害化、资源化、环保绿色的共性技术,成为植物修复技术能否在重金属污染土壤修复中推广应用的关键。本文以中国农业科学院麻类纤维作物研究所(湖南长沙)提供的富集重金属镉的红麻秸秆芯为研究对象,分别制备了红麻秸秆芯粉煤灰基地聚物,疏水性红麻秸秆芯水泥砂浆,地聚物催化剂,Cd S@C光催化剂,实现对富集重金属镉红麻秸秆芯的多领域应用。主要分为以下四个部分:(1)以水玻璃和氢氧化钠为碱激发剂,将粉煤灰和经适当处理过的富集重金属镉红麻秸秆以一定比例混合,制成红麻秸秆芯粉煤灰基地聚物。经过标准养护至一定龄期后,通过电子万能试验机、SEM、IR、TGA等对地聚物的机械性能、微观形貌和理化性质进行测试,并通过水平震荡法评估了重金属Cd2+的固定效果。实验表明,地聚物干密度在0.7~1.6 g/cm3之间,实现了材料的轻质化;秸秆芯掺量为3 wt%时,养护28 d地聚物抗压强度为12.61 MPa,抗折强度为2.14 MPa,达到了建筑砂浆材料的标准;地聚物对Cd2+有很好的固定作用,固定率可达99.9%。通过此方案既可以制备一种新型轻质地聚物建筑材料,又能实现富集重金属红麻秸秆的大批量、安全化利用,避免红麻秸秆芯中的镉二次污染问题。(2)以简便的溶胶-凝胶法制备疏水性红麻秸秆芯(HKC),并用于生产具有优异机械性能的基于生物质的水泥砂浆(CM)。利用SEM、XPS、IR等对HKC进行表征分析,结果表明,基于硅烷的涂料成功地封闭了天然红麻秸秆芯(NKC)表面的羟基,并赋予了HKC稳定的疏水性;表面疏水化处理减少了水泥砂浆制备过程中的耗水量,抑制了秸秆吸水性对水泥水化反应的负面作用,为水化产物水化硅酸钙凝胶(C-S-H)的生长提供了更大的空间,从而有利于CM的力学性能发展;在强度测试中,HKC用量为6wt%时,疏水化秸秆芯水泥砂浆(HKC-CM)28 d的抗折强度和抗压强度分别达到5.7MPa和16.43 MPa,与天然秸秆芯水泥砂浆(NKC-CM)相比有显着改善,即使HKC的添加量翻倍后,HKC-CM机械性能也没有明显降低。这些结果证明通过疏水化处理,可以实现秸秆类生物质在建筑领域的大规模使用,且保证相应的建筑材料具备优良的机械性能,为农业废弃物的工业利用和建筑领域的绿色材料设计提供了思路。(3)本实验利用农业废弃物红麻秸秆芯和工业废弃物粉煤灰,原位合成了网格状纳米Fe3O4地质聚合物催化剂,并用于活化过硫酸盐进行有机污染物降解。SEM,XRD和XPS等表征结果证实,在氮气氛围700℃煅烧后,红麻秸秆芯转化为生物炭并还原粉煤灰中的Fe2O3,原位生成了Fe3O4纳米颗粒;Fe3O4纳米粒子在地质聚合物材料呈网格状,有利于与反应物接触并促进催化作用;地质聚合物催化剂对过硫酸盐具有良好的催化作用,当催化剂浓度为0.6 g/L时,可以在90 min内通过活化过硫酸氢钾(PMS)催化降解100 m L和50 mg/L的亚甲基蓝。ESR实验表明,制备的催化剂在反应过程中,活化PMS产生了O2·-,SO4·-和·OH活性物种,从而实现了对亚甲基蓝的降解。为固体废物的循环利用和有机废水的催化降解提供了新思路。(4)本实验通过热解炭化和水热反应相结合的方法,利用富集重金属镉红麻秸秆芯制备了碳负载的Cd S光催化剂(Cd S@C)。通过XRD、XPS等证明过程中原位生成了Cd S,且所得的Cd S@C复合材料具有较广的光吸收区间,较低的带隙能(2.48 e V),具有瞬时光电流响应(25 n A),碳材料的负载也使得该催化剂的阻抗较纯Cd S材料低,表明其具有良好的捕光能力和光催化效率;Cd S@C复合材料在可见光下表现出良好的催化降解效果,最优条件下制备的Cd S@C复合材料可以在50 min内对100 m L 100 mg/L的盐酸四环素溶液光催化降解100%,并证明Cd S@C复合材料光催化降解性能归因于其在光催化过程中成功地形成了活性物种O2·-和·OH,为富镉植物的应用提供了新的思路。

王昆[7](2020)在《预应力矸石混凝土柱支撑体系及其采煤方法研究》文中提出安全环保高效地回收煤炭资源,且广泛适用于保水开采、“三下”开采等特殊开采环境,并能有效地控制地表沉降,对国家能源安全、生态环境安全及煤炭企业经济成本控制等具有重要的意义。传统长壁采煤法控制地表沉降效果有待提高,传统条带采煤法存在回采率低等缺陷,完全充填开采具有生产成本高等缺陷。若能将上述传统采煤方法的优点结合,尽可能规避其缺陷,产生一种新的地下支撑方法和采煤方法,则可进一步提高我国煤炭开采水平。鉴于此,本论文提出了“预应力矸石混凝土柱支撑体系”并进行了系统的研究;另外以煤矸石混凝土支撑材料研究为基础,综合采用理论分析、数值模拟和相似模拟结合的方法,对其对应的采煤方法进行了系统的研究。本论文主要研究内容与结论如下:(1)系统深入地研究了我国采煤方法、充填开采、充填材料的技术特点与发展现状,提出了利用预应力间隔高强度人工材料构筑支撑体系,与关键层覆岩联合支撑,从而最大限度避免顶板下沉的新型地下支撑体系。(2)研究了预应力矸石混凝土柱支撑体系采煤方法、预应力施加方法及预应力矸石混凝土柱支撑采煤覆岩变形规律。通过对大同矿区条带式开采历史资料的分析,结合理论分析,研究了预应力矸石混凝土柱宽度与最大留设间距。(3)通过配比试验,研究了矸石混凝土的制备方法。选择煤矸石作为混凝土骨料,以C20混凝土为强度指标,对其试样的流动性和力学性能进行试验研究,获得了C20矸石混凝土最佳配比方案。(4)进行了矸石混凝土矿井水浸泡试验和长期蠕变试验,结果表明其长期强度满足间隔支撑采煤技术要求。得到了矸石混凝土柱在蠕变和酸性采空区积水化学耦合作用下的变形规律。(5)采用有限元数值模拟方法,研究了矸石混凝土支撑柱宽度和控顶区宽度组合方案的矸石混凝土柱、顶板上覆岩层和地表的垂直、水平位移和应力变化特征。通过对各方案进行了安全性分析,结果表明:“5m预应力矸石混凝土柱支撑柱——15m控顶区”方案的经济性和可靠性均较优。(6)利用三维相似模拟试验,研究了预应力矸石混凝土柱支撑采煤工作面上覆岩层的时效应力、位移变化特征。结果表明,“5m预应力矸石混凝土柱支撑柱——15m控顶区”方案,基本顶未发生较大变形,回采完毕后混凝土柱完好,地表基本未发生沉陷。上覆岩层的应力与位移随时间趋于稳定。(7)以同煤集团四老沟矿为例,进行了预应力矸石混凝土柱支撑采煤方法的工业应用研究。以矸石混凝土长距离输送为标准,研究了矸石混凝土制备与管道输送系统。对预应力矸石混凝土柱支撑采煤方法进行了综合的技术经济分析。结果表明,从延长矿井服务年限、采出遗弃煤炭资源等全方位分析,预应力矸石混凝土柱支撑采煤方法具有巨大的经济与社会效益以及广泛的推广价值。

邵亚琴[8](2020)在《基于多源动态监测数据的草原区煤电基地生态扰动与修复评价研究》文中研究表明草原区煤电基地开发在满足我国能源战略需求的同时,给区域生态环境系统带来了巨大冲击,引发众多生态问题,如土地损毁、地下水位下降、大气污染等,生态扰动表现方式和演变机制各不相同,累积效应显着,严重影响区域能源保障和生态屏障作用的发挥,实现煤电基地生态环境实时监测和合理评价,为煤电基地生态环境保护和修复补偿监管提供依据,能够有效促进煤电基地生态文明建设。本文依托于国家重点研发计划项目《东部草原区大型煤电基地生态修复与综合整治技术及示范》(2016YFC0501109),针对我国绿色开发能源战略的需求,以生态文明建设为契机,紧扣草原区煤电基地生态环境的特点,选择内蒙古锡林郭勒盟胜利煤电基地为典型研究区域,基于多源空间动态监测技术,应用系统分析方法,对该区域生态环境时空状况进行了扰动规律分析与监测评价。主要研究内容和成果如下:(1)基于戴明环与生命周期理论构建煤电基地CE-PDST生态环境系统循环驱动机制。研究归纳了草原区煤电基地生态环境的特点,分析了煤电基地煤矿、火电厂及煤炭城市三大扰动源对生态环境影响的时空演变趋势,分阶段讨论了煤电基地时空发展的特点,揭示了煤电基地生态系统的周期性发展规律。针对煤电基地生命周期各阶段扰动源发展状态及对生态环境的扰动特征,构建了煤电基地CE-PDST生态系统循环驱动机制,分别从扰动源子循环和生态环境单元子循环两个角度进行了生态环境系统演化分析。(2)搭建多源异构数据“获取-处理-融合-分析”技术框架和体系。基于空间信息技术获取的空间数据及统计数据和调查数据等,提出了基于邻域信息约束的中高空间分辨率遥感影像分类后处理方法、多源多尺度DEM融合方法和“暗像元法”与“深蓝算法”相结合的气溶胶厚度反演等方法,通过影像参数反演、数据融合、统计分析、空间数据挖掘与空间分析等技术手段,为在不同时空尺度下分析草原区煤电基地内土地环境、水环境和大气环境参数的扰动规律和变化特征以及生态环境综合评价提供数据和技术支撑。(3)实现煤电基地尺度下土地利用类型、植被覆盖、土壤侵蚀和大气环境的时空动态变化分析及扰动源识别。针对胜利煤电基地的特点构建土地利用分类体系,通过土地利用动态度模型和煤电开发驱动指数进行煤电开发土地利用类型转移驱动力分析;综合运用GIS空间相关性分析方法,分别从全局演变和局部效应进行植被覆盖时空变化检测;针对煤电基地土壤侵蚀的特点,建立土壤侵蚀风-水复合模型sA并实现总模数的估算,利用经验模型验证了其适用性;通过遥感反演获取了研究区域内SO2、NO2的柱状浓度和气溶胶厚度AOD,并利用地面观测站数据验证了其可靠性。研究结果表明,煤电基地开发是研究区域土地利用类型转移的主要驱动力,植被破坏、水土流失和大气污染均以露天矿区、电厂区及锡林浩特市城区为扰动热点,随着开发规模的不断扩大,扰动程度逐渐加强。(4)在典型扰动源-露天矿尺度下进行生态环境扰动规律及生态修复效益分析。根据露天矿土地单元扰动机理,归纳了7种土地利用类型转移方式,建立了扰动重心加权模型,通过不同阶段加权重心的转移距离和转移方向,验证了CE-PDST驱动规律。针对露天矿首采区已经形成的四种扰动土地利用类型的转移方式,研究其在转移过程中植被指数的时空演变规律,通过建立排土场NDVI与地形因子、气象因子和人为修复因子之间的驱动关系,提出了提高排土场土地复垦效益的有效建议。利用多孔监测井的多期监测数据分析了胜利一号露天矿开采过程中潜水位的变化规律,并通过回归趋势分析确定了露天开采对地下水的影响半径和静水位,为确定受地下水位下降影响的居民搬迁范围和研究基于影响半径分析地下水位变化对地表植被变化的影响规律提供了依据。(5)通过生态效益响应因子识别,参考《生态环境状况评价技术规范-2015》,采用层次分析法计算了各项指标的权重,构建了草原区煤电基地生态环境综合评价体系(MEICE),从煤电基地尺度、功能区单元和最适宜格网单元等多时空尺度,综合评价和分析了研究区域2000年、2005年、2010年和2015年的生态环境状况,探寻区域生态的时空变化规律。研究表明,2000-2015年,研究区域生态环境整体处于良好状态;2005-2015年,煤电基地开发规模迅速扩大,恶化趋势明显,形成以露天矿区及电厂区、市区和居民点中心的阶梯状缓冲区,印证了露天矿开采及电厂开发、城市建设对生态环境产生负面扰动的累积效应;2010-2015年,露天矿区排土场复垦、电厂控排、城市湿地公园建设及省道S307沿线绿化有效改善了局部生态环境状况,体现了生态修复与监管对生态环境恢复的重要性。针对本文探索的胜利煤电基地生态扰动规律及生态环境评价结果,基于GMR模型对研究区域2020年生态环境状况进行了模拟,提出了草原区煤电基地开发弹性调控与生态环境修复管理对策,搭建了基于大数据平台的草原区煤电基地“监测-评价-管理”三位一体的多源动态监测平台基本架构,并提出了草原区煤电基地生态环境修复CE-PDST-“5W+2H+E”循环管理模式,为煤电基地的可持续发展提供了有效途径。论文有图91幅,表65个,参考文献221篇。

陈宇驰[9](2020)在《气化粉煤灰-钢渣基地质聚合物的合成及其对重金属钝化机理研究》文中研究指明气化粉煤灰是典型的石化行业气化灰渣,排放量巨大且逐年增加,其水化胶凝活性差,严重缺乏高值化利用的途径。钢渣安定性不足、矿物活性低的特点制约了它的材料化利用,目前仅以堆存作为钢渣处理的主要方式。因此,急需开发一种能大量利用气化粉煤灰与钢渣的新技术、新材料。地质聚合物虽然在重金属钝化领域有良好的应用前景,但该材料在合成中大量添加的强碱限制了其应用发展。研究以钢渣部分取代强碱试剂合成气化粉煤灰-钢渣基地质聚合物并处理重金属污染,为地质聚合物发展提供新思路,同时,带来良好的社会、环境效益。本文以原始气化粉煤灰作为主要研究对象,辅以钢渣与偏高岭土,共混合于碱性激发条件下构筑地质聚合物体系,研究地质聚合物的矿物结构与理化性能间构效关系,揭示钢渣激发机理与地质聚合反应机理,并分类表征聚合物体系对重金属的钝化作用,阐明地质聚合体系下重金属与主体的结合过程,并解释重金属的钝化机制,主要研究结果如下:(1)气化粉煤灰中含Si、Al矿物占总质量80.15%,其中具有火山灰活性成分矿物在90%以上,Si/Al为2.43;平均粒径D[4,3]仅为10.1μm,颗粒几乎全部呈无定形态的空心玻璃微珠,且颗粒中附有少量重金属,对环境有潜在威胁。气化粉煤灰在高浓度的强碱溶液环境下极易分解为活性SiO4、AlO4四面体,解聚程度与颗粒平均粒径、Si/Al和f-CaO含量有定量关系。加入一定量的钢渣可以降低激发剂中NaOH的用量与浓度,并在常温下代替高浓度强碱溶液促进气化粉煤灰活性矿物的溶解与释放。(2)气化粉煤灰-钢渣-偏高岭土共混在质量分数33.3%的8mol/L NaOH与工业水玻璃混合液激发下合成高强度地质聚合物,强度满足数学回归模型。开发的早强型地质聚合物3天抗压强度可达19.88 MPa、终强型28天强度65.6MPa。终强型聚合物气化粉煤灰含量较高、早强型钢渣含量较高,柔韧性后者更优。在60℃左右的养护条件下地质聚合物前期强度最大。常温条件下合成的地质聚合物抗冻融循环、耐酸/碱腐蚀、抗硫酸盐腐蚀以及抗碳化等能力较强,具有出色的长期稳定性。原料中的大部分重金属由于地质聚合物形成而被固封失活,其中Cd、Ni、Pb的稳定化效率超过了90%,重金属浸出毒性符合地下水三级标准。(3)含Si、Al的无定形态矿物是构成地质聚合物主体的基础,反应期间伴有小分子水化产物的生成。地质聚合物中无定形态主要呈现致密的片层状结构,金属阳离子通过电性平衡链接在层与层之间。地质聚合物主体于7天内形成,热力学表明前期由水化反应生成的产物在体系中不稳定,它们会溶解于液相并帮助聚合物无定形态凝胶生长、填补介孔孔隙。凝胶的最终含量为97.5%。地质聚合反应是一种低产热量的缩聚反应,过程最大放热来自原材料矿物的溶解与水化相矿物的生成。动力学研究表明无定形态凝胶的成核反应分为均相成核与异相成核,均相成核阶段性出现且满足Krstulovic-Dabic方程描述,异相成核贯穿整个缩聚反应,满足Cahn方程描述。聚合物生长时,分子从聚合到扩散符合硅酮球聚模型,固、液体分界面存在反应界面膜,固相生长反应的物质传递在该膜内完成。(4)典型重金属阳离子Pb2+、Zn2+、Cu2+与阴离子团Pb(OH)42-、CrO42-在地质聚合物内均可被钝化。重金属离子随养护龄期由弱酸可提取态渐变为稳定的残渣态。重金属对地质聚合物的物理性能负影响较大,合适浓度重金属添加下的聚合物经28天养护对Pb、Cr、Zn、Cu的去除率分别可达99.23%、99.46%、97.21%、96.82%。分析钝化机理发现,重金属离子的加入诱导体系形成少量重金属-水化矿物复合晶体;多数重金属阳离子通过替换无定形态层间碱/碱土金属离子被固定,重金属阴离子以四面体分子形式进入凝胶相代替SiO4与AlO4四面体参与缩聚反应形成骨架主体。(5)垃圾焚烧飞灰相对于碱性激发环境材料来说是一种惰性物质,未经预处理的垃圾焚烧飞灰中重金属离子Pb2+、CrO42-、Ni2+含量超标。用终强型地质聚合物对垃圾焚烧飞灰进行固化稳定化,30%固化剂掺量的固化体3天强度达6.2MPa,毒性浸出明显减弱。调整水灰比,将固化剂掺入垃圾焚烧飞灰中模拟实际填埋场条件下的固化粉体回填载入填埋场填埋,发现固化粉体的重金属离子浸出浓度全部达到《危险废物填埋标准》,而且地质聚合物极大改善了粉体的土力学性能。

张国胜,杨晓炳,郭斌,陈彦亭,涂光富[10](2020)在《全尾砂充填采矿低成本新型充填胶凝材料研究与发展方向》文中研究指明全尾砂充填法采矿是创建绿色矿山和实现清洁生产的重要途径之一。降低充填采矿成本,提高充填采矿的经济效益、环保效益和安全效益,是充填采矿研究与技术发展永久追求的目标。首先,概述了低成本全尾砂充填胶凝材料的研究进展,包括利用固废作为水泥掺合料的混合胶凝材料、高水充填胶凝材料以及近数十年来利用冶金工业固废开发的低成本新型充填胶凝材料;然后,概述了全固废胶凝材料研究与关键技术,在分析全固废胶凝材料需求的基础上,提出了全固废胶凝材料研发路线和主要研究内容。在上述分析的基础上,明确指出了低成本全固废新型充填胶凝材料的研究与发展方向。结果表明:①在分析全固废胶凝材料研究现状的基础上,全固废胶凝材料研发应由钢渣基向多固废低成本绿色充填胶凝材料方向发展,注重全固废胶凝材料复合水化机理研究以及胶凝材料配比优化决策方法研究;②重视与全尾砂充填矿山采矿方法与充填工艺密切结合,走技术、产品和商品化的全固废胶凝材料的新产品研发路线,以创建全固废充填材料和低成本充填采矿技术和工艺的示范矿山为突破口,全面推进低成本全固废新型充填胶凝材料在技术研发和工业化应用方面取得新进展。

二、宝贵的废物——粉煤灰(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、宝贵的废物——粉煤灰(论文提纲范文)

(1)粉煤灰矿化封存CO2协同重金属固化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 粉煤灰的危害及利用现状
        1.1.1 粉煤灰直接堆积的危害
        1.1.2 粉煤灰直接利用的危害
        1.1.3 粉煤灰回收利用现状
    1.2 粉煤灰无害处理方法介绍
        1.2.1 高温法
        1.2.2 物理化学法
    1.3 CO_2封存方法介绍
        1.3.1 排放现状
        1.3.2 地质封存
        1.3.3 海洋封存
        1.3.4 矿化封存
    1.4 本文研究内容及目的
第2章 实验材料与实验平台
    2.1 实验原料与试剂
    2.2 实验仪器介绍
    2.3 实验方法及实验平台介绍
        2.3.1 CO_2矿化系统
        2.3.2 碳酸化毒性浸出检测系统
        2.3.3 碳化效率检测系统
    2.4 反应路径及数据处理
    2.5 本章小结
第3章 粉煤灰碳化效率的动态特性
    3.1 粉煤灰的物理化学特性
        3.1.1 化学特性
        3.1.2 物理特性
    3.2 实验条件及步骤
        3.2.1 矿化封存实验工况表
        3.2.2 矿化封存实验步骤
        3.2.3 碳化效率检测步骤
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 反应时间对碳化效率的影响
        3.3.2 液固比对碳化效率的影响
        3.3.3 搅拌转速对碳化效率的影响
        3.3.4 反应温度对碳化效率的影响
        3.3.5 机械力改性对碳化效率的影响
        3.3.6 超临界工况反应时间对碳化效率的影响
        3.3.7 超临界工况液固比对碳化效率的影响
    3.4 动力学模型
        3.4.1 表面覆盖模型介绍
        3.4.2 评估方法介绍
        3.4.3 拟合结果
    3.5 本章小结
第4章 碳酸化作用下重金属浸出特性
    4.1 反应条件及分析方法
    4.2 实验结果与讨论
        4.2.1 反应时间对重金属浸出的影响
        4.2.2 液固比对重金属浸出的影响
        4.2.3 反应温度对重金属浸出的影响
        4.2.4 搅拌转速对重金属浸出的影响
    4.3 形貌以及矿物分析
        4.3.1 形态分析
        4.3.2 矿物分析
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 本文研究成果
    5.2 进一步工作及展望
参考文献
致谢

(2)粉煤灰-赤泥-气化渣复合胶凝体系力学性能研究(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 工业固废的产生
        1.1.2 工业固废的环境污染
        1.1.3 工业固废的利用现状
    1.2 复合胶凝材料制备工艺
        1.2.1 粉煤灰胶凝材料制备工艺
        1.2.2 赤泥胶凝材料制备工艺
        1.2.3 气化渣胶凝材料制备工艺
        1.2.4 复合胶凝材料制备工艺
    1.3 复合胶凝体系反应机理研究进展
        1.3.1 粉煤灰胶凝反应机理
        1.3.2 赤泥胶凝反应机理
        1.3.3 气化渣胶凝反应机理
        1.3.4 复合胶凝反应机理
    1.4 本文研究思路与主要内容
第二章 实验部分
    2.1 实验原料
    2.2 实验设备
    2.3 实验方法
    2.4 分析表征
第三章 粉煤灰/赤泥基胶凝试块力学性能研究
    3.1 粉煤灰/赤泥基胶凝试块的形貌
    3.2 粉煤灰/赤泥基胶凝试块的物理性能
    3.3 粉煤灰/赤泥基胶凝试块的抗压强度
    3.4 粉煤灰/赤泥基胶凝试块的矿物组成
    3.5 本章小结
第四章 粉煤灰与赤泥互配比例对胶凝试块力学性能的影响
    4.1 粉煤灰与赤泥互配比例对胶凝试块形貌的影响
    4.2 粉煤灰与赤泥互配比例对胶凝试块物理性能的影响
    4.3 粉煤灰与赤泥互配比例对胶凝试块抗压强度的影响
    4.4 粉煤灰与赤泥互配比例对胶凝试块矿物组成的影响
    4.5 本章小结
第五章 气化渣掺量对胶凝试块力学性能的影响
    5.1 气化渣掺量对胶凝试块形貌的影响
    5.2 气化渣掺量对胶凝试块物理性能的影响
    5.3 气化渣掺量对胶凝试块抗压强度的影响
    5.4 气化渣掺量对胶凝试块矿物组成的影响
    5.5 本章小结
第六章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
致谢
个人简况及联系方式

(3)垃圾焚烧灰渣制备泡沫微晶玻璃工艺及其机理(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 生活垃圾焚烧灰渣产生及危害
    2.2 生活垃圾焚烧灰渣的应用现状
    2.3 泡沫微晶玻璃
        2.3.1 泡沫微晶玻璃定义及特点
        2.3.2 泡沫微晶玻璃制备工艺
        2.3.3 泡沫微晶玻璃的应用
    2.4 研究目的、意义及主要内容
        2.4.1 研究目的及意义
        2.4.2 研究内容
    2.5 实验内容及方法
        2.5.1 实验原料及仪器设备
        2.5.2 分析与表征
3 基于垃圾焚烧底灰的多固废协同制备泡沫微晶玻璃
    3.1 引言
    3.2 底灰含量对泡沫微晶玻璃性能的影响
        3.2.1 孔结构分析
        3.2.2 玻璃结构单元分析
        3.2.3 物相及析晶分析
        3.2.4 物理性能分析
    3.3 热处理工艺对泡沫微晶玻璃的影响
        3.3.1 烧结温度对形貌及物理性能的影响
        3.3.2 保温时间对形貌及物理性能的影响
    3.4 底灰制备泡沫微晶玻璃形成机理
    3.5 本章小结
4 泡沫微晶玻璃的发泡效果调控与性能强化
    4.1 引言
    4.2 高温原位发泡机理
    4.3 发泡剂对泡沫微晶玻璃宏观形貌的影响
    4.4 发泡剂对泡沫微晶玻璃物相及析晶的影响
    4.5 发泡剂对泡沫微晶玻璃物理性能的影响
    4.6 碱度对泡沫微晶玻璃的孔结构及性能调控
    4.7 本章小结
5 碱激发机理及析晶动力学研究
    5.1 引言
    5.2 碱激发硅铝解聚再聚合机理
    5.3 析晶动力学研究
    5.4 本章小结
6 碱激发成形工艺制备多级孔泡沫微晶玻璃
    6.1 引言
    6.2 成分调配机制的影响
    6.3 析晶机制的影响
        6.3.1 析晶温度的影响
        6.3.2 析晶时间的影响
    6.4 NaOH碱激发机制的影响
    6.5 发泡剂种类及掺量的影响
        6.5.1 二次铝灰渣掺量的影响
        6.5.2 H_2O_2掺量的影响
    6.6 本章小结
7 结论
    7.1 结论与展望
    7.2 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(4)电镀污泥烧制陶粒过程中易挥发性金属的迁移与分布(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 电镀污泥特性及研究进展
        1.2.1 电镀污泥来源及基本特性
        1.2.2 电镀污泥中重金属危害
        1.2.3 电镀污泥的处置及资源化利用
    1.3 陶粒特性及研究进展
        1.3.1 陶粒的基本特性
        1.3.2 陶粒的烧胀原理
        1.3.3 固体废物制备陶粒的研究进展
    1.4 研究内容与意义
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 创新点
        1.4.3 技术路线
    1.5 本章小结
第2章 实验部分
    2.1 实验试剂与设备
    2.2 实验装置与方法
        2.2.1 实验装置
        2.2.2 陶粒烧制实验
    2.3 主要分析项目及方法
        2.3.1 陶粒理化性质分析
        2.3.2 重金属测定
    2.4 质量控制与质量保证
    2.5 数据统计
    2.6 本章小结
第3章 电镀污泥烧制陶粒过程中重金属的迁移行为
    3.1 实验原料选取
    3.2 陶粒原料理化性质
        3.2.1 原料工业分析与元素分析
        3.2.2 原料重金属含量
        3.2.3 化学成分分析
        3.2.4 矿物相分析
    3.3 不同原料配比中重金属迁移分布特征
        3.3.1 原料配比对重金属释放的影响
        3.3.2 原料配比对重金属相分布的影响
    3.4 陶粒烧制过程中矿物相结构变化
    3.5 模拟条件下重金属释放特性
    3.7 本章小结
第4章 添加剂对陶粒烧制过程中重金属迁移分布的影响
    4.1 氯化物对重金属迁移分布的影响
        4.1.1 CaCl_2和PVC对重金属释放的影响
        4.1.2 氯化物对重金属挥发相与陶粒固相分布的影响
        4.1.3 氯化物对陶粒矿物相结构变化的影响
    4.2 硫化物对重金属迁移分布的影响
        4.2.1 Na_2S和Na_2SO_4对重金属释放的影响
        4.2.2 硫化物对重金属挥发相与陶粒固相分布的影响
        4.2.3 硫化物对陶粒矿物相结构变化的影响
    4.3 氧化物对重金属迁移分布的影响
        4.3.1 CaO和Al_2O_3对重金属释放的影响
        4.3.2 氧化物对重金属挥发相与陶粒固相分布的影响
        4.3.3 氧化物对陶粒矿物相结构变化的影响
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

(5)异相凝并飞灰中重金属的稳定性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 燃煤发电的环境问题
        1.1.2 粉煤灰资源化利用
    1.2 环境治理技术现状
        1.2.1 “超低排放”
        1.2.2 燃煤重金属排放控制
    1.3 本文研究内容
2 凝并飞灰的采集及表征
    2.1 样品采集
        2.1.1 电厂样品的采集
        2.1.2 土壤样品的采集
    2.2 实验及表征方法
    2.3 电厂样品的表征结果
        2.3.1 烟气颗粒物排放浓度
        2.3.2 凝并飞灰的粒径分布和BET分析
        2.3.3 凝并飞灰的微观形貌
        2.3.4 凝并飞灰的矿物组分
        2.3.5 凝并飞灰的化学组成
        2.3.6 凝并飞灰重金属砷、硒、铅的含量
    2.4 小结
3 凝并飞灰中重金属的淋滤特性
    3.1 实验方法
        3.1.1 重金属毒性特征浸出实验
        3.1.2 重金属浸出pH依赖性实验
        3.1.3 重金属柱淋滤实验
        3.1.4 吸附剂重金属吸附性能实验
    3.2 重金属毒性特征浸出特性
        3.2.1 飞灰中砷的毒性浸出特性
        3.2.2 飞灰中硒的浸出特性
        3.2.3 飞灰中铅的浸出特性
    3.3 不同pH条件下重金属的浸出特性
        3.3.1 不同pH条件下砷的浸出特性
        3.3.2 不同pH下飞灰中硒的浸出特性
        3.3.3 不同pH下飞灰中铅的浸出特性
    3.4 重金属柱淋滤特性
        3.4.1 飞灰中砷的柱淋滤特性
        3.4.2 飞灰中硒的柱淋滤特性
        3.4.3 飞灰中铅的柱淋滤特性
    3.5 吸附剂的重金属吸附性能
    3.6 小结
4 凝并飞灰协同赤泥固化铅污染土壤
    4.1 实验方法
        4.1.1 培养铅污染土壤
        4.1.2 固化剂的制备
        4.1.3 固化剂的表征
        4.1.4 固化剂的脱铅效率
        4.1.5 污染土壤的固化能力
        4.1.6 固化土壤重金属毒性浸出测试
    4.2 固化剂的筛选
        4.2.1 固化剂的脱铅效率
        4.2.2 固化剂的形貌
        4.2.3 固化剂的XRD分析
        4.2.4 固化剂的红外分析
    4.3 污染土壤的固化稳定化
        4.3.1 重金属的形态稳定性
        4.3.2 固化土壤重金属的浸出毒性
    4.4 小结
结论
参考文献
附录 A ICP-MS 测试柱淋滤样品重金属浓度
攻读硕士学位期间参与的科研项目和科研成果
致谢

(6)基于富集重金属镉红麻秸秆制备建筑、环境催化材料及性能研究(论文提纲范文)

符号说明
中文摘要
Abstract
1 引言
    1.1 土壤重金属污染
        1.1.1 土壤重金属污染现状及成因
        1.1.2 土壤重金属污染的危害
        1.1.3 土壤重金属污染的治理现状
    1.2 植物修复土壤重金属污染
        1.2.1 植物修复土壤重金属污染现状及局限性
        1.2.2 富集重金属植物处理方法
    1.3 秸秆生物质在建筑材料中的应用
        1.3.1 秸秆生物质在传统水泥材料中的应用
        1.3.2 秸秆生物质在地质聚合物中的应用
        1.3.3 秸秆生物质在建筑材料中应用时面临的问题
    1.4 生物炭基多功能催化剂
    1.5 本实验的提出及研究内容
2 材料与方法
    2.1 试剂与仪器
        2.1.1 试剂
        2.1.2 仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 富集重金属的红麻秸秆芯在粉煤灰基地聚物中的利用
        2.2.1.1 原子吸收法测定红麻秸秆芯中的镉
        2.2.1.2 红麻秸秆芯粉煤灰基地聚物的制备
        2.2.1.3 稠度
        2.2.1.4 抗压、抗折强度测试
        2.2.1.5 干密度和吸水率
        2.2.1.6 重金属浸出试验
        2.2.2 疏水性红麻秸秆芯的制备及其在水泥砂浆中的应用
        2.2.2.1 疏水性红麻秸秆芯的制备
        2.2.2.2 红麻秸秆芯水泥砂浆的配制
        2.2.2.3 红麻秸秆芯接触角测量
        2.2.2.4 水泥砂浆水化程度测试
        2.2.2.5 水泥砂浆抗压抗折强度测试
        2.2.3 利用粉煤灰和红麻秸秆转化为过硫酸盐的活化剂以降解亚甲基蓝
        2.2.3.1 材料制备
        2.2.3.2 地聚物催化剂材料的催化活化性能测试及检测方法
        2.2.3.3 实验影响因素的探究
        2.2.3.4 x%KCGP-y材料重复使用性能和对其他有机污染物的降解性能测试
        2.2.3.5 自由基的测定
        2.2.4 富集重金属镉麻秆制备碳负载硫化镉光催化降解四环素类抗生素
        2.2.4.1 材料制备
        2.2.4.2 实验影响因素的探究和光催化活性测定
        2.2.4.3 自由基的测定
3 结果与分析
    3.1 富集重金属的红麻秸秆芯在粉煤灰基地聚物中的利用
        3.1.1 红麻秸秆芯粉煤灰基地聚物的物理特性
        3.1.2 红麻秸秆芯粉煤灰基地聚物材料的表征
        3.1.3 红麻秸秆芯粉煤灰基地聚物对重金属镉的固定
    3.2 疏水性红麻秸秆芯的制备及其在水泥砂浆中的应用
        3.2.1 天然红麻秸秆芯在水泥砂浆中应用的缺点
        3.2.2 溶胶凝胶法处理红麻秸秆芯后的疏水性
        3.2.3 耗水量和初步性能比较
        3.2.4 CMs的理化性质
        3.2.5 CMs的机械性能
        3.2.6 疏水化处理对水泥砂浆中C-S-H生长的影响机理
    3.3 利用粉煤灰和红麻秸秆转化为过硫酸盐的活化剂以降解有机染料
        3.3.1 x%KCGP-y制备条件的优化及催化降解MB性能
        3.3.2 催化剂材料的表征
        3.3.3 反应机理的探究
    3.4 富集重金属镉麻秆制备碳负载硫化镉光催化降解有机污染物
        3.4.1 不同条件下制备的CdS@C复合材料对四环素类抗生素的光催化降解活性
        3.4.2 CdS@C复合材料的表征
4 讨论
    4.1 富集重金属的红麻秸秆芯在粉煤灰基地聚物中的利用
    4.2 疏水性红麻秸秆芯的制备及其在水泥砂浆中的应用
    4.3 利用粉煤灰和红麻秸秆转化为过硫酸盐的活化剂以降解亚甲基蓝
    4.4 富集重金属镉麻秆制备碳负载硫化镉光催化降解四环素类抗生素
5 结论
    5.1 富集重金属的红麻秸秆芯在粉煤灰基地聚物中的利用
    5.2 疏水性红麻秸秆芯的制备及其在水泥砂浆中的应用
    5.3 利用粉煤灰和红麻秸秆转化为过硫酸盐的活化剂降解亚甲基蓝
    5.4 富集重金属镉麻秆制备碳负载硫化镉光催化降解四环素类抗生素
6 创新之处
7 参考文献
8 致谢
9 攻读学位期间发表论文情况

(7)预应力矸石混凝土柱支撑体系及其采煤方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 采煤方法研究现状
        1.2.2 充填开采方法研究现状
        1.2.3 充填材料研究现状
        1.2.4 条带与充填采煤岩层控制研究现状
    1.3 存在的主要问题及解决思路
    1.4 本文的主要研究内容和研究方法
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 研究方法
第2章 预应力间隔支撑体系关键技术研究
    2.1 预应力矸石混凝土柱支撑体系研究
    2.2 预应力的施加方法研究
        2.2.1 预应力矸石混凝土柱支撑柱构筑体系
        2.2.2 矸石混凝土柱支撑柱预应力施加方法研究
    2.3 预应力矸石混凝土支撑采煤方法研究
        2.3.1 预应力支撑柱间煤体回采方法研究
        2.3.2 巷道支护及通风方式研究
    2.4 本章小结
第3章 矸石混凝土制备方法与特性的试验研究
    3.1 煤矸石主要性能指标与骨料制备研究
        3.1.1 煤矸石成分分析
        3.1.2 煤矸石淋溶试验
        3.1.3 煤矸石作为矸石混凝土骨料研究
    3.2 矸石混凝土制备方法研究
        3.2.1 配比方案
        3.2.2 矸石混凝土配比方案及力学性能试验研究
        3.2.3 最佳配比优化选择
    3.3 矿井水长期浸泡矸石混凝土特性试验研究
        3.3.1 矿井酸性环境特性
        3.3.2 矿井水长期浸泡矸石混凝土特性变化试验研究
    3.4 本章小结
第4章 预应力支撑体系蠕变特性试验研究
    4.1 蠕变试验设备与方法
    4.2 蠕变试验结果分析
    4.3 顶板和矸石混凝土的蠕变本构方程和长期强度
    4.4 预应力支撑柱高应力与矿井水化学耦合作用的时效变形研究
    4.5 本章小结
第5章 预应力支撑体系对岩层控制研究
    5.0 预应力矸石混凝土柱布置方案研究
        5.0.1 矸石混凝土支撑柱合理间距研究
        5.0.2 条带式采煤成功历史资料对比研究
    5.1 数值模拟模型
        5.1.1 力学模型简化
        5.1.2 边界条件
        5.1.3 计算模型的各岩层力学特性参数
        5.1.4 计算过程的若干说明
    5.2 岩层应力位移分布规律研究
        5.2.1 垂直应力分布规律研究
        5.2.2 垂直位移分布规律研究
        5.2.3 水平位移分布规律研究
        5.2.4 安全系数研究
    5.3 预应力间隔支撑最佳方案研究
    5.4 本章小结
第6章 预应力支撑体系覆岩稳定性研究
    6.1 试验方法概述
    6.2 采动覆岩应力变化特征
        6.2.1 回采后直接顶应力变化
        6.2.2 回采后基本顶应力变化
    6.3 采动覆岩移动变形特征研究
        6.3.1 回采后直接顶位移变化
        6.3.2 回采后基本顶位移变化
        6.3.3 巷道壁及支撑柱的稳定性分析
        6.3.4 回采后的地表沉陷
    6.4 本章小结
第7章 预应力支撑采煤方法工业应用方案设计
    7.1 预应力矸石混凝土柱支撑采煤开拓方案研究
    7.2 预应力矸石混凝土支撑柱构筑系统研究
        7.2.1 预应力支撑柱构筑系统研究
        7.2.2 输送管道及附属系统研究
    7.3 预应力矸石混凝土柱支撑采煤方法经济分析
    7.4 本章小结
第8章 结论与展望
    8.1 本文主要结论
    8.2 不足与展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(8)基于多源动态监测数据的草原区煤电基地生态扰动与修复评价研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 科学问题的提出(Presentation of Scientific Issues)
    1.2 研究的科学意义与项目依托(Scientific Significance and Project Support)
    1.3 研究动态分析(Dynamic Analysis of the Research)
    1.4 研究目标与研究内容(Research Objectives and Contents)
    1.5 研究区域(Study Area)
    1.6 研究思路及技术路线(Research Ideas and Technical Routes)
2 草原区煤电基地生态环境演化机理
    2.1 相关术语(Relative Terms)
    2.2 草原区煤电基地生态环境扰动源时空演变(Temporal and Spatial Evolution of Eco-environment Disturbance Sources in Prairie Coal-Electricity Base)
    2.3 基于戴明环与生命周期的草原区煤电基地生态环境系统演化PDST循环驱动机制(PDST Cyclic Driving Mechanism of Eco-environment Evolution in Prairie Coal-Electricity Base Based on PDCA and Life Cycle)
    2.4 草原区煤电基地生态环境系统SA-PDST驱动模型(The SA-PDST Driving Model of Eco-environment System of Prairie Coal-Electricity Base)
    2.5 煤电基地开发扰动下的草原区生态环境变化(Prairie Eco-environment Changes Disturbed by Development in Coal-Electricity Base)
    2.6 本章小结(Chapter Summary)
3 多源异构数据的获取、处理及融合
    3.1 多源异构数据的类型(Types of Multi-source Heterogeneous Data)
    3.2 多源异构数据处理平台(Multi-source Heterogeneous Data Processing Software)
    3.3 多源异构数据处理(Multi-source Heterogeneous Data Processing)
    3.4 多源异构数据融合(Multi-source Heterogeneous Data Fusion)
    3.5 本章小结(Chapter Summary)
4 胜利煤电基地生态环境要素时空动态变化分析及扰动源识别
    4.1 土地利用类型时空演变格局分析(Analysis of Temporal and Spatial Evolution Patterns of Land Use Types)
    4.2 植被覆盖时空变化检测(Temporal and Spatial Change Detection of Vegetation Coverage)
    4.3 草原区煤电基地土壤风-水复合侵蚀估算(Soil Water-Wind Compound Erosion Estimation in Prairie Coal-electricity Base)
    4.4 煤电基地大气数据监测与分析(Atmospheric Monitoring and Analysis in Prairie Coal-electricity Base)
    4.5 本章小结(Chapter Summary)
5 煤矿尺度生态环境扰动规律研究及修复效益分析
    5.1 胜利一号露天矿土地单元转移模式(Land Unit Transfer Mode of Shengli No.1 Open-pit Mine)
    5.2 露天矿首采区扰动土地类型转移(Disturbed Land Types Transfer in the First Mining of Open-pit Mine)
    5.3 NDVI扰动规律及排土场复垦效益分析(Analysis of NDVI Disturbance Law and Reclamation Benefit of Dump)
    5.4 潜水位时空变化及其对地表生态的扰动分析(Temporal and Spatial Changes of Phreatic Water Level and Disturbance Analysis of Surface Ecology)
    5.5 本章小结(Chapter Summary)
6 草原区煤电基地生态环境综合评价
    6.1 生态环境综合评价指标体系的构建(Construction of Eco-environment Comprehensive Evaluation Index System)
    6.2 多时空尺度生态评价单元的划分(Division of Multiple Temporal and Spatial Scale Ecological Evaluation Unit)
    6.3 评价标准、评价方法和评价技术流程(Evaluation Criterion, Evaluation Method and Technical Process)
    6.4 胜利煤电基地生态环境状况综合评价(Comprehensive Evaluation on Eco-environment of Shengli Coal-electricity Base)
    6.5 基于GWR模型的胜利煤电基地生态演变情景模拟(Ecological Evolution Scenario Simulation of Shengli Coal-electricity Base based on GWR Model)
    6.6 草原区煤电基地开发弹性调控与生态环境修复管理对策(Elastic Regulation and Eco-environment Restoration Management Countermeasures of Prairie Coal-electricity Base Development)
    6.7 本章小结(Chapter Summary)
7 结论与展望
    7.1 研究成果与结论(Research Results and Conclusions)
    7.2 主要创新点(Main Innovations)
    7.3 研究展望(Prospects)
参考文献
附录1 锡林郭勒盟植被代码表
附录2 胜利煤电基地开发生态环境影响调查表
作者简历
学位论文数据集

(9)气化粉煤灰-钢渣基地质聚合物的合成及其对重金属钝化机理研究(论文提纲范文)

本论文创新点
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 气化粉煤灰与钢渣概述及应用现状
        1.2.1 气化粉煤灰产生与综合利用现状
        1.2.2 钢渣的产生与综合利用现状
    1.3 地质聚合物及其应用
        1.3.1 地质聚合反应
        1.3.2 地质聚合物的合成
        1.3.3 地质聚合物的性质及应用
    1.4 垃圾焚烧飞灰中重金属处理现状及发展
    1.5 研究意义与目的
    1.6 研究内容与技术路线图
第二章 原材料特性与钢渣活性激发机理
    2.1 原材料、实验方法及仪器
        2.1.1 原材料
        2.1.2 测试方法
    2.2 原材料特性
        2.2.1 含水率及浸出pH
        2.2.2 原材料化学组成
        2.2.3 原材料矿物组成及形貌
    2.3 气化粉煤灰活性表征与钢渣激发机理
        2.3.1 气化粉煤灰碱激发活性的表征
        2.3.2 原材料碱性溶解度
        2.3.3 钢渣促进碱激发溶解机理
    2.4 本章小结
第三章 气化粉煤灰-钢渣基地质聚合物合成工艺及其稳定性研究
    3.1 实验方法及仪器
        3.1.1 聚合物合成
        3.1.2 实验优化设计
        3.1.3 实验方法
        3.1.4 基本性能分析
    3.2 气化粉煤灰-钢渣-偏高岭土三元组分制备地质聚合物
        3.2.1 激发剂水灰比
        3.2.2 三元组分地质聚合物合成
        3.2.3 回归模型建立及诊断
        3.2.4 回归模型应用
    3.3 地质聚合物力学性能
        3.3.1 抗压强度
        3.3.2 抗折强度
    3.4 地质聚合物耐久性能
        3.4.1 抗冻融循环
        3.4.2 温度稳定性研究
        3.4.3 耐酸特性
        3.4.4 抗碱腐蚀性
        3.4.5 抗硫酸盐腐蚀性
        3.4.6 抗碳化性
    3.5 地质聚合物环境特性
    3.6 本章小结
第四章 地质聚合物聚合机理
    4.1 实验方法及仪器
        4.1.1 测试方法
        4.1.2 分析方法
        4.1.3 扩散生长模型分析
    4.2 气化粉煤灰-钢渣基地质聚合物的组成与微观结构
        4.2.1 地质聚合物矿物组成
        4.2.2 无定形态定量计算
        4.2.3 地质聚合物微观形貌
        4.2.4 孔隙分布与比表面积
    4.3 地质聚合反应热力学
        4.3.1 聚合反应热
        4.3.2 溶解热
        4.3.3 三元相图分析
    4.4 聚合反应动力学
        4.4.1 Krstulovic-Dabic模型研究
        4.4.2 异相成核动力学模型
        4.4.3 硅酮球型聚合-扩散模型
    4.5 气化粉煤灰-钢渣基地质聚合物聚合机理
    4.6 本章小结
第五章 气化粉煤灰-钢渣基地质聚合物钝化重金属机理
    5.1 实验方法及仪器
        5.1.1 重金属-地质聚合物固化体成型
        5.1.2 地质聚合物凝胶相-重金属化合物
        5.1.3 重金属浸出与BCR连续提取
        5.1.4 固化体重金属浸出影响因素
        5.1.5 重金属微观分析方法
    5.2 重金属-地质聚合物固化体性质
        5.2.1 固化体机械性能
        5.2.2 重金属浸出毒性
        5.2.3 浸出毒性影响因素
        5.2.4 重金属形态分布
    5.3 重金属钝化机理
        5.3.1 矿物相分析
        5.3.2 聚合物及重金属化学键
        5.3.3 重金属地质聚合物微观形貌
        5.3.4 重金属与无定形态凝胶的结合方式
    5.4 本章小结
第六章 地质聚合物处理垃圾焚烧飞灰的研究
    6.1 实验方法及仪器
        6.1.1 地质聚合物-垃圾焚烧飞灰固化体制备
        6.1.2 毒性浸出与重金属动态浸出
        6.1.3 标准固结试验
        6.1.4 膨胀收缩
        6.1.5 垃圾焚烧飞灰固化体重金属渗透淋溶
    6.2 MSWI-FA固化稳定化
        6.2.1 垃圾焚烧飞灰的基本性质
        6.2.2 飞灰固化体性质
        6.2.3 固化体毒性浸出
        6.2.4 重金属动态浸出
    6.3 地质聚合物-垃圾焚烧飞灰固化体长期稳定性
        6.3.1 飞灰固化体孔隙及压缩特性
        6.3.2 固化填埋体随时间轴向位移
        6.3.3 固化体膨胀率与线收缩率变化规律
        6.3.4 固化体柱淋溶重金属毒性浸出
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 展望
参考文献
攻读博士期间发表的论文及其他成果
    (一)发表的学术论文
    (二)发明专利
致谢

(10)全尾砂充填采矿低成本新型充填胶凝材料研究与发展方向(论文提纲范文)

1 低成本全尾砂充填胶凝材料研究进展
    1.1 水泥混合胶凝材料研究与应用
    1.2 高水充填胶凝材料开发与应用
    1.3 新型充填胶凝材料开发与应用
        1.3.1 矿渣基充填胶凝材料
        1.3.2 粉煤灰基充填胶凝材料
        1.3.3 赤泥基充填胶凝材料
2 全固废胶凝材料研究与关键技术
    2.1 全固废胶凝材料研究背景
    2.2 全固废胶凝材料研发路线
    2.3 全固废胶凝材料研究内容
3 全固废胶凝材料研究发展方向
    3.1 全固废胶凝材料研究现状
    3.2 研究发展方向

四、宝贵的废物——粉煤灰(论文参考文献)

  • [1]粉煤灰矿化封存CO2协同重金属固化[D]. 杨刚. 华北电力大学(北京), 2021(01)
  • [2]粉煤灰-赤泥-气化渣复合胶凝体系力学性能研究[D]. 马世申. 山西大学, 2021
  • [3]垃圾焚烧灰渣制备泡沫微晶玻璃工艺及其机理[D]. 张俊杰. 北京科技大学, 2021(08)
  • [4]电镀污泥烧制陶粒过程中易挥发性金属的迁移与分布[D]. 殷鸿敏. 华北电力大学(北京), 2021(01)
  • [5]异相凝并飞灰中重金属的稳定性研究[D]. 何永来. 大连理工大学, 2021
  • [6]基于富集重金属镉红麻秸秆制备建筑、环境催化材料及性能研究[D]. 王浩. 山东农业大学, 2021
  • [7]预应力矸石混凝土柱支撑体系及其采煤方法研究[D]. 王昆. 太原理工大学, 2020(01)
  • [8]基于多源动态监测数据的草原区煤电基地生态扰动与修复评价研究[D]. 邵亚琴. 中国矿业大学, 2020(07)
  • [9]气化粉煤灰-钢渣基地质聚合物的合成及其对重金属钝化机理研究[D]. 陈宇驰. 武汉大学, 2020
  • [10]全尾砂充填采矿低成本新型充填胶凝材料研究与发展方向[J]. 张国胜,杨晓炳,郭斌,陈彦亭,涂光富. 金属矿山, 2020(07)

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贵重废物——粉煤灰
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