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目前,许多铬盐厂正在进行铬渣无害化处理,速度快的已经基本完成。随着铬渣治理的深入进行,铬渣堆场和污染土壤的修复亦提上日程。本文概述了铬污染土壤干法解毒的原理和国内外陶粒的研究现状,分析了实验方案进的可行性。在充分了解铬污染土壤和煤粉等原材料性能的基础上,通过单因素实验确定实验的主要影响因素及其取值范围。再运用L9(34)正交试验,研究了煤粉比例、焙烧温度和焙烧时间等因素对陶粒理化性能的影响,通过方差分析,确定各影响因素的显著性,确定了最优的工艺参数。最后在最佳工艺条件下焙烧陶粒,测定陶粒的浸出毒性、强度、堆积密度、1小时吸水率等。通过以上研究主要得到一下结论:(1)采用烘干法测得样品土壤的含水率在26.2%49.0%之间,大于一般土壤的含水率。(2)从粒径角度分析得知该土壤样品属于中小颗粒。(3)土壤样品中含有大量的铬,总铬约为1726.3mg/kg,Cr(VI)浸出浓度为60.25mg/l,属于危险废物,具备浸出毒性但不具备腐蚀性。当土壤粒径不同时,总铬含量相差不大。由形态分析可知:铬的残渣态>弱酸提取态>可还原态>可氧化态,可氧化态与弱酸提取态之和达到总量的35.7%。(4)在热处理过程中铬未出现明显的挥发现象,不会形成二次污染,烧失率不超过3%。(5)煤粉比例主要影响陶粒Cr(VI)浸出毒性,(当煤粉含量为10%时,Cr(VI)浸出浓度极具减小),故以Cr(VI)浸出毒性为主控指标,确定煤粉比例为10%;焙烧温度对陶粒Cr(VI)浸出浓度、颗粒强度、堆积密度和1h吸水率均有较大影响,综合分析各项指标,确定最佳焙烧温度为1100℃;当焙烧时间为10min时,陶粒的焙烧过程已基本完成。(6)通过单因素实验得知最佳的焙烧条件:煤粉的添加量为10%,焙烧温度为1100℃,焙烧时间不宜超过10min。(7)通过正交实验表明,影响陶粒性能的主要因素是焙烧温度。以浸出浓度、颗粒强度、堆积密度、1h吸水率为控制指标,焙烧温度对陶粒颗粒强度和堆积密度影响显著,对其余指标不显著。在一定温度范围内,温度的升高有利于陶粒颗粒强度增强和堆积密度降低。(8)通过正交实验获得最佳烧成工艺:煤粉添加量为8%,焙烧温度1120℃,焙烧时间10min。此条件下烧制的陶粒基本性能为:Cr6+的浸出浓度为0.07mg/L,堆积密度为639kg/m3,强度为695N,1h吸水率为8.3%,优于正交实验结果。其性能满足轻集料标准要求,重金属浸出毒性很低,具有环境安全性。