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本论文源于国家自然科学基金青年基金项目《危险废物中有害成分在水泥窑内的迁移规律和固化机理研究》(50802025),开展了针对危险废弃物中常见的几种重金属在水泥窑共处置中的影响和迁移机理研究。本文在分析对比现有危险工业废弃物处理方法的基础上,阐述了利用水泥回转窑焚烧处理含重金属危险废弃物的优势。有针对性的对水泥熟料固化重金属元素进行了生料烧结实验、化学分析、XRD、X射线荧光分析、SEM+EDS、ICP等实验,系统的研究了重金属对水泥熟料体系中易烧性、矿物相、熟料性能及水泥制品使用安全性等方面的影响,综合评价了重金属的掺杂效应。此外,利用SEM+EDS分析了Cu、Ni、Pb、Mn、V五种重金属在C3S、C2S、中间相中的分布及其固化含量,探讨了重金属在矿物相中的固化行为及机理。在本研究方案和实验条件下,主要研究成果如下:(1)对水泥窑共处置含重金属危险废弃物的理论进行了初步的系统分析和探讨。(2)甘油—乙醇实验结果表明,CuO、PbO和Pb304等的掺加能大幅度的减少f-CaO含量,有效改善生料易烧性,但是存在最佳掺量,超过了限量f-CaO反而增多;Ni、Ni2O3、Pb掺量在0.5%-2.0%时,随掺量的增大其易烧性越好;Mn02对生料易烧性有轻微的促进作用但不明显;V205对生料易烧性不但没有改善作用反而起抑制作用。(3)XRD以及SEM分析表明:CuO、PbO、Pb3O4、Ni、Ni2O3和Pb均有利于熟料的烧成;MnO2对其改善效果不明显;但V205对熟料的烧成效果起抑制作用。掺烧V205使水泥熟料中的C3S和C2S含量减少,而中间相、游离氧化钙等含量增加。(4) SEM+EDS分析表明:Cu2+易富集固溶于中间相中。Ni易富集固溶于A矿中。Mn4+易富集固溶于中间相中,而在B矿中含量较小。V5+易富集固溶于B矿中,在A矿中含量较小。对Pb、PbO、Pb3O4而言,不能明显区分出主要存在于熟料哪个矿物中,可以认为它们是比较均匀的分布在熟料主要矿物相中。(5)浸出毒性试验表明:重金属元素的固化率在复合掺加时比单掺时有所提升。重金属离子的浸出量因重金属种类而异,与其在试块中的含量无直接关系。当以2.0%比例掺烧污泥、荧光粉、油墨和废旧电池时,其中所含各重金属元素的固化率均在99%以上,这说明利用熟料烧成来共处置危险废弃物中重金属的效果很好。