飛灰固化重金屬浸出機理研究

采用水泥固化垃圾焚燒飛灰，形成的固化體系為高堿性環(huán)境，有利于重金屬的固化，但是由于自然環(huán)境中酸雨的侵蝕和填埋垃圾滲濾液的作用，會使浸出體系處于弱酸性環(huán)境。水泥基膠凝材料中重金屬在酸性溶液中的浸出過程中，浸出顆粒表面會形成一種孔隙率較高的浸出層，具體包括5個步驟：

（1）酸遷移到液固表面：醋酸分子會在孔隙率較高的浸出層發(fā)生遷移，此過程存在自由擴散作用。

（2）酸穿過浸出層：溶液中的分子不能電離，其中的H+、CH3COOH和CH3COO會以不同的擴散速度穿過浸出層，由于固化基質(zhì)復(fù)雜的孔結(jié)構(gòu)，使得H+的擴散速度大大降低。

（3）酸在浸出邊界的快速溶解：與水泥基質(zhì)發(fā)生酸堿反應(yīng)，反應(yīng)速度非?？欤鲞^程由擴散控制。

（4）重金屬穿過浸出層：重金屬溶解后會在浸出層和其邊界間形成一個濃度峰，可分別向2個方向擴散，向內(nèi)部擴散的重金屬可重新形成沉淀，向外面浸出層方向擴散的重金屬可能受浸出環(huán)境 pH 值的影響而在固體表面發(fā)生吸附。

（5）重金屬離子穿到液/固表面：重金屬遷移到酸性溶液中，遷移過程為擴散行為，擴散速度由固體內(nèi)部和外部溶液之間的金屬濃度差控制。對飛灰固化體進行長期的動態(tài)浸出實驗，對其進行掃描電鏡（SEM）和 X 射線衍射分析（XRD），發(fā)現(xiàn)當(dāng)利用浸提劑為初始 pH=5.5 的CH3COOH-CH3COONa溶液時，固化體會發(fā)生嚴重的溶蝕現(xiàn)象，隨著浸出時間的延長，可溶晶體逐漸消失，而硅酸鹽晶體構(gòu)架不會被侵蝕。

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