Cu^2＋、Zn^2＋、Cr^6＋、Cd^2＋和Pb^4＋离子在水泥熟料中的固溶特性研究-论文.pdf

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1、第32卷第9期硅酸盐通报Vo1．32No．92013年9月BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETYSeptember，2013Cll2+、Zn2+、Cr6+、Cd2+和Pb4+离子在水泥熟料中的固溶特性研究王悦，汪澜，王昕(1．中国建筑材料科学研究总院水泥科学与新型建筑材料研究院，北京100024；2．绿色建筑材料国家重点实验室，北京100024)摘要：通过制备未掺杂重金属以及同时掺杂cu“、zn“、cr6、cd2和Pb五种重金属离子的水泥熟料，利用化学分析、XRD、岩相分析、电子探针

2、等方法研究了掺杂Cu“、Zn“、Cr6、Cd和Pb离子对熟料性能的影响以及重金属在熟料矿物中的分布。研究表明：重金属的掺杂可以增加液相含量、改善生料的易烧性；在煅烧后的熟料矿物中，有巨型的阿利特矿物出现，且多被溶蚀；熟料对重金属的固化具有选择性。关键词：重金属离子；水泥熟料；重金属分布中图分类号：TQ172文献标识码：A文章编号：1001．1625(2013)09。1856-06IncorporationFeaturesofCu、Zn、Cr6、CdandPb4IonsinCementClinkerWANGYue，

3、WANGLan，WANGXin(1．ResearchInstituteofCementandNewBuildingMaterials，ChinaBulidingMateralsAcademy，Bering100024，China2．StateKeyLaboratoryofGreenBuildingMaterials，Beijing100024，China)Abstract：ThroughthepreparationofpurecementclinkerandcementclinkersdopedwithCu、Zn

4、、Cr¨CdandPb¨ionstheeffectsofCu“Zn¨Cr¨、，、、、Cd和PbionsonthepropertiesoftheclinkerandthedistributionsoftheheavymetalsintheclinkeraYeresearchedusingthedetectingtechniquesofchemicalanalysis、XRD、petrographicanalysisEMPAetc．Theresultsshowedthatdopingheavymetalsinthec

5、linkermayincreasequalityofintermediatephase、improvetheburnabilityofrawmaterial；Aftercalcining，therearehugecorrosionalitemineralintheclinker．Theincorporationofheavymetalstodifferentclinkermineralsisofselectivity．Keywords：heavymetalion；cementclinker；thedistribu

6、tionofheavymetal引言利用水泥窑协同处置含重金属废弃物是废弃物安全处置的重要手段，也是水泥行业实现可持续发展的重要方向。在熟料形成的过程中，重金属离子可以通过置换取代、间隙固溶等形式固化在熟料矿物中，从而有效的避免形成“二次污染”。同时重金属元素加入在熟料中形成的扩散和取代能够显著的影响熟料烧成的反应动力学、液相粘度、各个相的晶化、液相平衡以及微观结构等方面川。目前关于水泥窑中重金属问题的研究主要集中在原燃料中重金属对熟料形成的影响及重金属在熟料中基金项目：国家“973”计划(2010CB73580

7、3)资助项目作者简介：王悦(1985一)，男，硕士研究生．主要从事废弃物协同处置方面的研究通讯作者：汪澜．E—mail：wanglan@ebmamail．com．an第9期王悦等：cu、zn、cr6、cd和Pb离子在水泥熟料中的固溶特性研究1857固化率，且不同作者关于固化率结论不同。而随着利用水泥窑协同处置废弃物技术的发展，重金属的含量也不断增加，有必要对重金属固化行为做进一步研究。同时对熟料中重金属分布的研究有利于了解重金属的固化机理，从而对重金属的溶出进行预、狈0。本文在前人研究的基础上，研究了不同掺量重金

8、属对熟料烧成的影响及重金属的固化率，并结合熟料萃取及电子探针两种方法对重金属的分布进行了研究。对水泥窑中废弃物的最大处置量的选择及重金属固化形式的探讨有重大的指导意义。2实验2．1原材料实验用石灰石、砂岩、铝矾土尾矿、铁矿尾矿取自琉璃河水泥厂，化学成分见表1。Cu¨、Zn“、Cr6、cd和Pb离子以分析纯的化合物K：CrO、PbO2、Cd(NO3)·4H20、CuO、Zn