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水泥窑已广泛作为处理含重金属废弃物的一种有效手段,但水泥使用过程中重金属通过浸出会对环境构成危害。依据国标GB/T17671-1999(《水泥胶砂强度检验方法(ISO)法制备水泥试样》),使用五种水泥熟料制备水泥试样,在液固比为20∶1(v/w)条件下,分别模拟自然地下水、酸雨、海水不同环境下,研究了不同浸出方式下,细粒径(约1mm)、粗粒径(约5mm)、块粒径(尺寸约40mm×40mm×10mm)三种不同粒径的水泥试样中重金属(Cu、Cd、Cr、Ni、Pb、Zn、Mn、Sb、As、V、Co、Tl)的释放状况。 (1)在利用BJ水泥进行长期浸出实验时,发现:不同环境条件对重金属的浸出影响为海水>地下水>酸雨,在酸雨和地下水模拟环境下,不同粒径条件,对于大多数重金属的浸出影响为细粒径>粗粒径>块粒径,而在海水模拟条件下没有一个统一的趋势。在酸雨和地下水模拟条件下,以Cr的浸出量最多,分别达到2.8118 mg/kg和6.1282mg/kg,而在海水模拟条件下,以V的浸出量最多,达到5.6296mg/kg。 (2)在海水模拟条件下,利用BJ水泥厂水泥进行间歇浸出实验时,发现:浸出方式的不同对重金属的浸出产生了不同的影响。间歇浸出方式会抑制重金属Sb、Zn、V的浸出,却会促进重金属Mn的释放。 (3)在海水模拟条件下,对不同的水泥(YB、GZ、ZC、HR)进行长期浸出实验时,发现:以ZC水泥中重金属的浸出量最多,而YB水泥中重金属的浸出种类最多,所有重金属中以Cr和As更易于浸出。 (4)在海水模拟条件下,对BJ水泥厂细粒径水泥浸出前后,水泥中重金属进行形态分析时,发现:Cr、Ni、Pb、Zn、Mn均以酸性盐酸羟胺溶液提取态的含量最高,而其他重金属以残渣态为主。浸出之后,Cr大量释放,Cu、V、Co、Cd、Ni、Pb、Zn、Mn这八种重金属的形态发生了较大的变化。As、Sb、Tl这三种重金属则较稳定。 (5)在对BJ水泥厂细粒径水泥在浸出前后进行X射线衍射分析和扫描电镜分析结果显示:长期的浸出过程,使水泥遭到了严重的侵蚀,并生成了大量SiO2,另外不同环境模拟条件下,以海水环境下,水泥的侵蚀程度最严重。