生活垃圾焚烧炉渣中铁磁性物质提取 及去除三氯乙烯的初步研究摘要
我国城市生活垃圾焚烧炉渣的产生量大于1156.8万吨/年,焚烧炉渣中铁的含量约达5%。铁作为常见的变价金属元素,广泛地影响着地球化学循环以及人们的生产生活。目前,城市生活垃圾焚烧炉渣作为一般固体废物,用于制造水泥、填料,修筑道路、堤坝以及生活垃圾填埋场覆盖材料等。铁元素各价态在生活垃圾焚烧炉渣中的含量分布不甚明确,制约着焚烧炉渣资源化利用途径的发展以及对生活垃圾填埋场环境影响的评估。本研究选用重庆市生活垃圾焚烧炉渣作为研究对象,选择生活垃圾填埋场渗滤液中典型含氯有机物三氯乙烯(TCE)作为目标物质,探讨了生活垃圾焚烧炉渣铁磁性物质的提取方法以及铁磁性物质的基本特征,进行了焚烧炉渣铁磁性物质去除TCE反应的初步研究。得出的结论如下:1)生活垃圾焚烧炉渣多分布在大粒径范围,5目以上的焚烧炉渣含量达35.83%。焚烧炉渣p H值为12.78,在600℃和950℃的烧失量分别为2.23%和3.76%,主要矿物成分为石英、钙长石、方解石、钙铝黄长石以及磁铁矿等。2)在分别采用一步提取、两步提取焚烧炉渣铁磁性物质中,一步提取、两步提取焚烧炉渣铁磁性物质含铁量分别约为焚烧炉渣含铁量的2~3倍、4~5倍。两步提取可使焚烧炉渣铁磁性物质得到更大程度地富集,两步提取焚烧炉渣铁磁性物质中含铁量可达375.66g/kg,主要矿物成分为磁铁矿、赤铁矿、单质铁、石英以及钙铝黄长石等。在两步提取焚烧炉渣铁磁性物质中,除Fe之外,Ni、Mn和Cr等金属的含量较多,K、Na、S、Cu、Zn、Pb和Cl等元素的含量较少。3)在两步提取焚烧炉渣铁磁性物质的过程中,分别选用纯水、无水乙醇以及丙酮等三种不同提取介质,对焚烧炉渣中铁磁性物质的提取效率为:乙醇>丙酮>纯水。乙醇作为提取介质时的提取效率可达72.53%,高于纯水作为提取介质时的提取效率63.57%;乙醇作为提取介质时的两步提取焚烧炉渣铁磁性物质中铁元素各价态分布比例约为:Fe0:Fe2+:Fe3+=12:43:45,能更好地反映焚烧炉渣中铁元素各价态分布情况。4)焚烧炉渣铁磁性物质具有去除反应溶液中TCE的作用,与TCE反应的主要产物有乙烯、以及化学式为C8H27O2的物质。焚烧炉渣铁磁性物质去除反应溶液中TCE的反应由Fe0以及焚烧炉渣铁磁性物质中存在的其他含铁物质共同作用引起,对反应溶液中TCE的去除率可达40%。5)顶空进样-气相色谱法可以较稳定地分析反应溶液中TCE的含量,探究焚烧炉渣铁磁性物质与TCE反应的影响因素,初步研究结果为:焚烧炉渣铁磁性物质在未受到稀硫酸清洗之前对反应溶液中TCE的去除效果较好,随着反应温度的升高,反应溶液中TCE挥发增强,使得焚烧炉渣铁磁性物质去除反应溶液中TCE的效果更好;碱性条件有利于焚烧炉渣铁磁性物质快速去除反应溶液中的TCE;总体上,焚烧炉渣铁磁性物质投加量越多对反应溶液中TCE的去除率越高,在焚烧炉渣铁磁性物质充足的情况下,焚烧炉渣铁磁性物质可以较完全地去除反应溶液中的TCE。
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