尾矿及其建筑材料的重金属迁移固化的研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:zhangkai198610
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我国现在具有的尾矿处理方法有尾矿再选、尾矿生产建筑材料、尾矿用于制作肥料、充填矿山采空区等方式,其中利用尾矿固体废物制备建材产品,不仅可以大幅减少天然非金属矿物资源的开采,而且有利于节能减排和生态的保护。本文采用了部分承德地区的尾矿样品,用于制作建材产品,并检测产品中的重金属的浸出毒性,包括蒸养砖、混凝土、加气混凝土三种产品。本次采样范围涉及承德市6个县区共14个尾矿库,采样点共22个,按布点及不同深度采集样品数共计85个。因样品量大,工作开展有一定的时间限制,故使用X射线荧光光谱仪对尾矿样品进行化学成分分析,并根据化学测试结果经SPSS软件分析,最终确定七种样品进行后续实验。化学成分显示,尾矿中SiO2、CaO、A1的含量较高,符合制备建筑产品时对原料成分及含量的要求。经粒径测试,发现尾矿样品的细度模数平均值均小于1.5,符合制作建材产品的粒径要求。使用微波全消解的方法检测尾矿样品中重金属的总含量,发现重金属含量最高的为锰,E1和G3两个样品的锰元素已经超过了2000 mg/kg,属于超高浓度。其次T样品为铜矿所以铜元素也较高,超过了 1000mg/kg。为深入研究产品及尾矿的生物有效性,选取了欧共体标准物质局(BCR)法进行重金属毒性浸出实验。结果显示尾矿样品在酸交换态时的浸出比例较大,在有机态、Fe-Mn氧化态时浸出比例相对较高,在残渣态时的浸出比例较小。而通过尾矿制备的建材产品的浸出实验,表明重金属在残渣态时的浸出比例增加,在酸交换态时的浸出比例减小,说明尾矿制备建材产品后,尾矿中的有害重金属被较好的固化在所制备的建材产品中。通过XRD及SEM测试,尾矿制备成产品后,蒸养砖和加气混凝土中生成了水化C-S-H凝胶及托贝莫来石、方解石等矿物,这些水化硅酸盐物质能有效的将重金属固化在晶体内部。因尾矿的原矿物的不同及蒸压养护条件的不同,各产品内部的晶体结构存在着差异,对重金属的固化效果不同。本论文的研究成果为承德地区的尾矿制备建筑产品提供了理论依据,不仅能够减少该地区的建材制造行业的原料成本,还能够解决该地区尾矿污染问题。
其他文献
甲烷二氧化碳干重整(DRM)反应因能将两种“温室效应”气体(CO_2和CH_4)转化为有用的合成气(H_2和CO)进而再合成有用的化学品而受到重视。相比于贵金属催化剂,Ni基催化剂具有活性高、价格低等优点,但Ni基催化剂在高温下易发生烧结和积炭,因此,提高Ni基催化剂在DRM反应中的稳定性和抗积炭性能成为DRM反应能够实现工业化的关键。核-壳催化剂由于其独特的结构能够在高温反应中有效抑制纳米金属粒