富氧地下气化灰渣中有害微量元素的浸出行为

摘要：

富氧气化是煤炭地下气化生产高品质合成气的重要工艺方法.煤炭地下气化作为一种煤炭原位化学开采方法,主要提取煤中的含能组分,而将气化灰渣等污染物留在地下,煤中有害微量元素随地下气化过程的进行,富集在煤气、飞灰及灰渣中,气化后地下气化灰渣经过地下水长期浸出作用,其中有害微量元素可能进入到地下水体中,造成地下水污染风险.研究煤炭地下气化灰渣的浸出特性对于理解灰渣中有害微量元素的迁移行为以及保护地下水具有重要的意义.以乌兰察布褐煤为研究对象,通过不同体积分数的富氧地下气化模拟实验制备了富氧气化灰渣,采用XRD鉴定了灰渣中的特征矿物质,利用SEM-EDS表征了灰渣的形貌.采用ICP-MS和全自动测汞仪(DMA 80)测定了不同富氧气化灰渣中有害微量元素Hg,As,Se,Cd,Pb,Ni,Be,Cr,Cu,Zn,Ba,Ag的质量分数以及在不同pH浸出液中的浸出质量浓度.研究结果表明,Hg在气化灰渣中的富集系数极低,地下气化过程中主要迁移到气相中,而Pb,Be,As和Se经历了富氧地下气化后在灰渣中发生了明显的富集.不同体积分数的富氧气化灰渣中有害微量元素的浸出水平均低于我国颁布的关于固体废弃物毒性浸出标准(GB5085.3-2007)规定值,这表明富氧地下气化灰渣不具备浸出毒性.此外,灰渣中有害微量元素在去离子水中的浸出质量浓度远低于危废浸出毒性标准规定值,而且能够达到灌溉用水的标准.

关键词：煤炭地下气化、有害微量元素、浸出特性、富氧灰渣

分类号：TD84(矿山开采)

资助基金：国家自然科学基金面上资助项目;北京市能源与材料领域应用技术协同创新资助项目;中国矿业大学北京越崎杰出学者资助项目

在线出版日期：2021-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：4201-4208