Mercury Speciation of Flue Gas Desulphurization By-Products in Coal-Fired Power Plants in China

The aim of this study was to develop and examine the morphology and distribution of mercury (Hg) in flue gas desulfurization (FGD) by-product. Mercury in the coal of coal-fired power plants is concentrated in the by-products of desulfurization process, and it is widely used as an additive in cement, building materials and other industries. Due to the different stability of various forms of mercury in the environment, subsequent use of products containing desulfurization by-product additives will continue to be released into the environment, endangering human health. Therefore, it is very necessary to study the form and distribution of mercury in the by-products of desulfurization in coal-fired power plants to provide a theoretical basis for subsequent harmless treatment. For content and morphology of mercury analysis, 1 sample of dry FGD ash and 6 samples of wet FGD gypsum were analyzed. The total 7 samples were extracted using a modification of sequential chemical extractions (SCE) method, which was employed for the partitioning Hg into four fractions: water soluble, acid soluble, H2O2 soluble, and residual. The Hg analysis was done with United States Environmental Protection Agency (USEPA) method 7471B. Comparing with the wet FGD gypsums of coal-fired boilers, the total Hg content in the dry FGD by-product was as high as 1.22 mg/kg, while the total Hg content in the FGD gypsum is 0.23 - 0.74 mg/kg, which was 2 times over the wet FGD gypsum. The concentration of water soluble Hg in the dry FGD by-product was the highest amount (0.72 mg/kg), accounting for 59.02% of the total mercury. While residual Hg content was 0.16 mg/kg, only about 13.11% of the total mercury. Mercury content in FGD gypsum was expressed in the form of ρ (residual Hg) > ρ (H2O2 soluble Hg) > ρ (water soluble Hg) > ρ (acid soluble Hg). The morphology and distribution of mercury in FGD by-products is supposed to be analyzed before utilization, and the impact of mercury on the environment should be considered.

湿基α-半水石膏制备高强石膏制品研究

为实现湿基α-半水石膏制备高强石膏制品,研究了湿基α-半水石膏陈化时间、粉磨时间、浇筑料浆温度及缓凝剂掺量等工艺参数对高强石膏凝结时间和强度的影响,并确定最佳制备工艺。此外,采用X射线衍射、扫描电子显微镜等微观测试手段,揭示了各因素对强度的影响机理。结果表明:陈化时间越长,石膏凝结时间越短,制品强度越低;随着粉磨时间延长,石膏凝结时间显著缩短,制品强度先升高后降低;料浆温度越高,石膏凝结时间越长,制品强度越低。最佳制备工艺:陈化时间5 min、粉磨时间20 s、料浆温度20℃。在此基础上加入0.08%(质量分数)缓凝剂能够有效地延长石膏凝结时间并提高硬化强度,制备的石膏制品性能优异,绝干抗折强度为14.1 MPa,绝干抗压强度为58.3 MPa。微观测试结果表明,各工艺参数会通过改变石膏标稠用水量和水化进程来影响石膏内部结构的密实程度和二水石膏晶体的生长发育,最终影响制品硬化强度。

工业副产石膏制备高强石膏的方法及其应用技术

本文论述了高强石膏的制备方法,从高强石膏传统的制备工艺入手,分析了蒸压法(饱和蒸汽法)、常压盐/酸溶液法和加压盐/酸溶液法的优点及缺点,阐释了在高强石膏的制备过程中转晶剂的应用以及优化颗粒级配对提高α-半水石膏性能的重要性,论述了高强石膏的技术要求。在建材、模具铸造、航空航天、医疗以及美术制品等领域,高强石膏有非常广泛的应用,介绍了其出众的性能,最后讨论了水膏比对高强石膏硬化浆体强度的影响,以及高强石膏制品耐水性差的原因和解决方法。

固化剂与水泥稳定工业副产石膏路用性能试验分析

针对工业副产石膏用于路面底基层的力学性能分析,通过6%水泥与0.3 L/m^(3)固化组合稳定工业副产石膏,开展无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量及单轴压缩弹性模量的力学性能评价,并与常规底基层类型12%灰土进行对比分析。结果表明:随着养生时间的增加,12%灰土和水泥与固化剂稳定工业副产石膏的抗压强度随着养生时间的增加而逐渐增大,增长速率先快后慢,7 d内强度增长速度最快,不浸水的条件下,两种材料均达到了28 d强度的75%左右,表明两种材料的强度形成主要在前期;随着浸水时间的增加,两种材料的无侧限抗压强度和劈裂强度逐渐减小,浸水48 h条件下的无侧限抗压强度、劈裂强度损失率大,水泥与固化剂稳定工业副产石膏的抗压强度和劈裂强度受浸水的影响小于12%灰土,其水稳定性更好。12%灰土和水泥与固化剂稳定工业副产石膏的抗压回弹模量分别为391 MPa和1207 MPa,弹性模量分别378 MPa和2247 MPa。水泥与固化剂稳定工业副产石膏的模量优于12%灰土,主要是由于固化剂与水泥的加入,增加了颗粒之间的黏结力,赋予了石膏较强的抵抗竖向变形的能力。

基于实践育人的固体废弃物资源化实验设计——以“建筑固废工业副产石膏制备免烧砖”为例

通过科研课题与企业生产实际问题结合,在“垃圾就是放错了地方的资源”环保理念基础上,于固体废弃物资源化课程实验中开设“建筑固废工业副产石膏制备免烧砖”实验。实验考察了建筑固废、工业副产石膏分别部分替代细沙、天然石膏对免烧砖品质的影响,并进行重金属浸出环境风险评价研究。实验教学设计充分注重学生科学探索研究能力的培养,同时兼顾学生优秀品格的塑造,有助于学生的创新能力和环保素养的形成。

石膏型卤水真空制盐节能降耗工艺分析

文章针对石膏型卤水进行卤水组成特点分析、连续卤水净化工艺探究、六效真空制盐工艺在节能降耗方面的效果分析。通过分析传统制盐工艺中存在的能耗和资源浪费问题,结合石膏型卤水真空制盐技术的原理和特点,提出了一种新型的节能降耗工艺方案。通过实际生产运行相关数据分析,证明了该工艺方案在能耗和资源利用效率方面的优势,为盐行业的可持续发展提供了重要的技术支持和参考。

家装石膏固废制备硫酸钙晶须研究综述

随着人们对家庭装修品质与环保的重视,作为具有优质环保属性的石膏材料应用越来越广泛。装修材料拆装过程中,产生大量的石膏固废,及时有效循环利用不仅能减少环境污染,还可以实现石膏资源的拓展。从家装石膏材料的种类、石膏固废的循环利用研究现状、家装固废制备硫酸钙晶须问题与发展建议等方面,综述家装石膏固废制备硫酸钙晶须的研究现状与可行性。后续研究过程,需要重点关注家装石膏固废分类分级应用、多场耦合与协同开展分选与提纯、循环利用构效与能效关系等方面,为石膏行业的可持续发展提供新的思路。

石灰石—石膏法烟气脱硫技术转型升级的探讨

由于传统石灰石—石膏法烟气脱硫会产生工业废渣硫石膏并产生CO 2废气,背离了“十四·五”规划提出的双碳目标,不符合生态环保、低碳减排、资源利用、循环经济、可持续发展的国家战略规划。从产品改型、环境保护和资源利用等方面,分析了石灰石—石膏法烟气脱硫技术转型升级的必要性,提出将其转型升级为氨—硫酸铵法脱硫技术和磷矿石—磷酸—磷石膏法脱硫技术,并针对不同的改造方案提出了具体改造措施及建议。

水泥与固化剂稳定工业副产石膏试验研究

为研究工业副产石膏用于路面基层或底基层的可行性,通过固化剂、水泥、石灰与工业副产石膏单掺或组合的形式设计配合比。固化剂、水泥、石灰的掺量各选取4个水平,采用正交表进行配合比设计,共计16组。通过击实试验确定各组的最佳含水率和最大干密度,通过7 d无侧限抗压强度试验确定最适宜的掺量,采用极差分析和方差分析等数理统计方法分析各因素水平对工业副产石膏材料强度的影响。结果表明,在试验掺量范围内,各因素对材料强度的影响大小为固化剂>水泥>石灰,根据公路基层7 d无侧限抗压强度要求,推荐水泥掺量6%,固化剂掺量0.3 L/m^(3)。基于固化剂与水泥固化技术,提出工业副产石膏应用于路面基层或底基层的方案,为工业副产石膏用于公路工程提供参考。

工业副产石膏在建材领域的资源化利用现状及展望

基于工业副产石膏的物化特性,综述了工业副产石膏在水泥缓凝剂、石膏砌块、石膏板材及石膏砂浆等领域的资源化利用现状以及制约其高效化和规模化利用的主要因素,并就工业副产石膏下一步资源化利用的研究方向进行展望。

大掺量磷石膏矿渣水泥的水化历程与长期强度研究

采用大掺量磷石膏、粒化高炉矿渣和熟石灰制备石膏矿渣水泥,通过水化热、化学收缩、孔溶液pH值和抗压强度试验,并结合XRD和SEM-EDS测试,探究磷石膏掺量对石膏矿渣水泥的水化历程与长期强度的影响规律。结果表明,当磷石膏的掺量从40%增大到70%(质量分数,下同)时,水泥浆体的第三放热峰峰值逐渐减小,14 d化学收缩从0.066 mL·g^(-1)增大到0.193 mL·g^(-1),早期(0~1 d)化学收缩速率明显增大,孔溶液pH值在28 d龄期内趋于稳定,且与28 d龄期相比,90 d龄期试件的抗压强度提高了12.3%~27.8%。XRD和SEM-EDS分析表明,水泥浆体中主要包含二水石膏、石英、钙矾石和C-S-H凝胶等物质。28 d龄期时,随着磷石膏掺量的增大,钙矾石的生成量从7.48%减小到2.84%,C-S-H凝胶的钙硅比(摩尔比)从1.08增大到2.24。

褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对盐碱土改良和向日葵产量的影响

土壤盐碱化是中国西北干旱灌区农业可持续发展的关键制约因素之一。为探讨联合施用褐煤有机肥与脱硫石膏对盐碱土改良的效果,该研究在内蒙古河套灌区开展了连续2 a的田间试验,分析了褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对种植向日葵的盐碱农田土壤理化性质和水肥利用效率的影响。试验设置了6个处理:只施用化肥的对照处理(CK)、只施用2 t/hm^(2)褐煤有机肥的处理(LBF),以及4个褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用的处理,即在施用2 t/hm^(2)褐煤有机肥基础之上再分别施用5(LBF+F5)、10(LBF+F10)、15(LBF+F15)、20(LBF+F20)t/hm^(2)脱硫石膏。结果表明:在0~40 cm土层,褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用显著改变了土壤盐分组成,增加了土壤中可溶性Ca^(2+)、SO_(4)^(2-)和Mg^(2+)的含量,降低了可溶性Na^(+)、CO_(3)^(2-)和HCO_(3)^(-)的含量。与对照处理相比,褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用处理使0~20 cm土层土壤pH值和碱化度分别降低了0.29~0.88和18.34%~43.42%,有机质含量增加了39.89%~131.65%。此外,褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用显著降低了土壤容重,提高了土壤团聚体稳定性,但过高的脱硫石膏施用量(≥15 t/hm^(2))会显著增加土壤盐分含量。总体而言,2 t/hm^(2)褐煤有机肥与10 t/hm^(2)脱硫石膏联合施用时对改善盐碱土壤理化性质的效果最显著,并可获得最高产量和水氮利用效率。与对照处理相比,其向日葵产量、水分利用效率和氮肥偏生产力分别提高44.45%、44.62%和80.46%。研究结果为河套灌区盐碱农田土壤改良与产能提升提供科学依据和参考。

基于生命周期的工业副产石膏制备胶凝材料碳足迹评价

在“两山”理论、“双碳”目标的新形势下,我国发布了一系列政策及优惠条件鼓励以工业副产石膏为原料制备石膏胶凝材料,包括建筑石膏、α型高强石膏、混合相石膏等。迄今为止,国内鲜有关于石膏胶凝材料的碳足迹核算报告。本文基于生命周期评价方法,针对工业副产石膏制备石膏胶凝材料建立碳足迹核算模型,并以磷石膏制备α型高强石膏为例进行验证。结果表明,α型高强石膏产品原料获取、生产、运输三个阶段的碳足迹分别为3.95、288.04、14.31 kg CO_(2) eq/t,总量为306.3 kg CO_(2) eq/t,其中生产阶段碳排放量最大,是降低能耗、减少碳排放、节约成本的重要环节。本文建立的碳足迹核算模型适用于建筑石膏、α型高强石膏、无水石膏、混合相石膏等产品碳足迹核算。

激发剂对石膏-矿渣胶凝材料的性能影响研究

碱性激发剂的使用是调控石膏-矿渣胶凝材料性能的重要手段,研究了氧化钙、碳酸钠、硫酸钠、水玻璃4种碱性激发剂对两类典型石膏-矿渣胶凝体系力学性能、凝结时间和产物相组成的影响。结果表明:激发剂能缩短石膏矿渣胶凝材料的凝结时间,且在同等掺量下对低水泥体系的影响更显著,水玻璃的促凝效果最佳;在低水泥含量条件下,随激发剂的掺入,水化产物中AFt和C-S-H凝胶增多,力学性能提升,水玻璃激发剂由于可额外提供硅酸根离子,改善效果最显著;在水泥含量较高时,由于水泥提供碱度的能力较强,激发剂的影响相对弱化,碳酸钠作为激发剂时,水化产物中AFt和C-S-H凝胶减少而碳酸钙增多,强度降低。氧化钙的掺入对水化反应有显著的促进作用,但由于生成过量钙矾石导致膨胀,进而导致强度降低。

活性白土副产石膏渣中铁、铝的硫酸浸出

为了纯化活性白土副产石膏渣中的石膏及综合回收铁、铝元素,探究了硫酸对石膏渣中铁、铝的浸出效果,主要考察了酸浸温度、酸浸时间、硫酸浓度、液固比等过程因素对铁、铝浸出效果的影响,并通过热力学分析、浸出动力学阐述了铁、铝的浸出机制。研究结果表明,当酸浸条件在温度25℃、时间120 min、硫酸浓度6 mol/L、液固比7 mL/g时,铁、铝的浸出率分别达到70.48%、79.29%;结合相关热力学计算推测升高温度促进硫酸钙的大量生成,其很可能沉淀于原料矿物表面从而阻碍了铁、铝的进一步溶出;浸出过程主要受固体产物层扩散模型影响;酸浸后固体渣中SO 3质量分数提高至54.00%,相关质量符合水泥行业标准要求。研究结果表明,使用硫酸对活性白土副产石膏渣进行浸出获得了较好的铁、铝浸出效果,同时实现了石膏的纯化,这为活性白土副产石膏渣的资源化利用提供了参考。

石膏制品的耐水性能研究

研究了石膏制品的耐水性能.从表面憎水,降低材料的溶解度,降低材料内部孔隙率等方面研究了石膏制品的复合防水问题,使石膏制品的长期防水性能显著提高.

脱硫石膏改良宁夏典型龟裂碱土效果及其安全性评价

脱硫石膏是燃煤烟气湿法脱硫的副产物,已广泛应用于盐碱地改良。宁夏地区龟裂碱土质地坚硬、渗透性差,不易改良利用。为了评价脱硫石膏改良宁夏地区典型龟裂碱土的有效性和可行性,以早熟粳稻"吉特605"为试验材料,在大田试验条件下,研究了脱硫石膏对土壤特性、水稻产量和品质的影响,以及脱硫石膏作为盐碱地改良剂的安全性。结果表明:施用脱硫石膏降低了土壤的pH值和碱化度;显著提高水稻产量(P<0.05),2013年水稻产量由2 333.3提高到3 317.4 kg/hm^2;脱硫石膏对稻米品质的影响主要体现在整精米率、垩白度、垩白粒率、胶稠度和直链淀粉上,2013年加工品质中的整精米率由52.6%提高到59.7%;比较施用脱硫石膏和未施用脱硫石膏的籽粒中的重金属含量的变化,施用脱硫石膏的籽粒中重金属除Cr含量较高外,Cd、As、Hg、Pb含量均比对照低,且都符合联合国粮农组织和国家食品标准规定的人类摄入标准。综合评价脱硫石膏施用效果,以施用量3.15×104 kg/hm^2作用效果显著。该研究为脱硫石膏改良龟裂碱土,提高资源利用率提供参考。

α半水石膏晶体生长习性的探讨

目的探讨α半水石膏晶体在纯水、硫酸(盐)、有机酸盐介质水溶液中的生长习性.方法采用加压水溶液法,在0.18MPa压力下水热处理制得α半水石膏晶体,采用激光粒度分析仪、体视显微镜观测晶体的粒度、形貌特征.结果α半水石膏在纯水介质中沿C轴的生长速度最快,SO42-离子加速晶体粗化,晶体沿C轴的生长速度被抑制,[RCOO-]对晶体沿C轴有良好的压缩作用.结论α半水石膏晶体在纯水介质中自由生长成针状产物,在硫酸(盐)介质中宽度生长被加速而长度生长被延缓,在有机酸盐介质中生长速度延缓、其"结晶中心"是以二水石膏转变为半水石膏后的晶体为主.

硫酸钙晶须的制备进展

硫酸钙晶须是一种性能优良、价格低廉的绿色环保材料。制备硫酸钙晶须主要采用天然石膏为原料,而天然石膏是不可再生资源,无限开采将导致天然石膏资源的枯竭,目前中国已开始利用工业副产品制备硫酸钙晶须的研究。阐述了硫酸钙晶须的制备原理,以及利用天然石膏与工业副产品制备硫酸钙晶须的现状。提出了利用工业副产品制备硫酸钙晶须既能保护天然石膏资源,又能实现资源循环再生,将是今后的发展趋势。

脱硫石膏对矿渣混凝土抗渗透性能的影响

研究了脱硫石膏对矿渣混凝土气体渗透和氯离子渗透性能的影响,为其在矿渣混凝土中的应用提供更多的理论依据.研究结果表明,脱硫石膏加入矿渣混凝土以后,矿渣混凝土在各龄期的抗压强度均有了一定程度的提高;掺有脱硫石膏的矿渣混凝土的气渗系数变小,抗氯离子渗透性能也得到改善.将脱硫石膏作为一种复合掺合料在矿渣混凝土中应用,有利于改善混凝土的抗渗透性能,增强耐久性,实现了2种工业副产品的资源化复合利用.