论文部分内容阅读
我国电解锰产量在全世界占据首位,是我国重要的战略资源。电解锰渣是电解锰生产时余下的酸浸废渣,随着电解锰行业的发展,电解锰渣的数量在不断增加,不仅需要大量土地进行堆放,锰渣中的重金属元素和氨氮还会进入周围水体环境,造成严重的生态环境污染。贵州是我国锰资源核心产业区,锰渣堆放量激增已经成为当地限制行业发展、危害群众健康的严重问题,因此研究大量消耗锰渣的环保方法势在必行。本文研究了锰渣的固化技术和应用于路堤填筑的方法,以期大量有效的消耗锰渣,主要研究如下:
通过对电解锰渣进行粒径分析、含水率测试、液塑限测定、XRF、XRD、SEM等试验分析其基本理化性质,结果表明:电解锰渣比重为3.04,大于一般粘土,主要氧化物包括SiO2、SiO3、CaO、Al2O3、Fe2O3、MnO、MgO和K2O,pH为5.6,未风干锰渣含水率为32.7%。通过浸出毒性分析测得锰渣中主要污染物为锰离子和氨氮,其中锰离子含量为1097.713mg·L-1,超出了《污水综合排放标准》(GB8978-1996)标准值548倍,氨氮含量为595.010mg·L-1,超出标准值23倍,属于第Ⅱ类工业固体废物。
固化试验结果表明,锰渣中污染物随生石灰掺量增加而减少,在掺加量为10%时,锰离子浓度为9.069μg·L-1,氨氮浓度为11.67mg·L-1,均低于标准限值。氨氮浸出浓度随含水率的增加先减少后增加,浸出浓度最低时含水率为25%,结合击实试验,得知固化锰渣最佳含水率应选择23%。利用承载比试验、三轴试验、强度仪法和渗透实验等对10%生石灰固化锰渣的工程特性进行研究,确定CBR值为68%,有效应力强度参数粘聚力c=57.11kPa,内摩擦角φ=19.82°,回弹模量介于153.8MPa~188.5MPa之间,强度较好,满足规范要求,渗透系数为1.38×10-5cm/s,污染物不易被地下水浸出。由柱浸试验表明20年酸雨淋溶下锰离子浸出浓度呈上升状态,氨氮浸出浓度呈下降状态,均小于标准限值。
根据室内试验获得的土工参数,利用PLAXIS有限元软件模拟分析固化锰渣路堤的边坡稳定性和应力应变,得知路堤沉降最大值为129.4mm,稳定性安全系数为1.84,满足标准要求,能有效的抵抗沉降变形。
通过对锰渣路堤施工技术进行研究,从环保角度出发,对施工工艺、环保措施、施工质量和环保质量等方面进行分析,得出适用于贵州锰渣路堤修筑的方法,提出锰渣厂拌法和新鲜锰渣“改良厂拌法”,为以后利用锰渣筑路提供参考。
通过对电解锰渣进行粒径分析、含水率测试、液塑限测定、XRF、XRD、SEM等试验分析其基本理化性质,结果表明:电解锰渣比重为3.04,大于一般粘土,主要氧化物包括SiO2、SiO3、CaO、Al2O3、Fe2O3、MnO、MgO和K2O,pH为5.6,未风干锰渣含水率为32.7%。通过浸出毒性分析测得锰渣中主要污染物为锰离子和氨氮,其中锰离子含量为1097.713mg·L-1,超出了《污水综合排放标准》(GB8978-1996)标准值548倍,氨氮含量为595.010mg·L-1,超出标准值23倍,属于第Ⅱ类工业固体废物。
固化试验结果表明,锰渣中污染物随生石灰掺量增加而减少,在掺加量为10%时,锰离子浓度为9.069μg·L-1,氨氮浓度为11.67mg·L-1,均低于标准限值。氨氮浸出浓度随含水率的增加先减少后增加,浸出浓度最低时含水率为25%,结合击实试验,得知固化锰渣最佳含水率应选择23%。利用承载比试验、三轴试验、强度仪法和渗透实验等对10%生石灰固化锰渣的工程特性进行研究,确定CBR值为68%,有效应力强度参数粘聚力c=57.11kPa,内摩擦角φ=19.82°,回弹模量介于153.8MPa~188.5MPa之间,强度较好,满足规范要求,渗透系数为1.38×10-5cm/s,污染物不易被地下水浸出。由柱浸试验表明20年酸雨淋溶下锰离子浸出浓度呈上升状态,氨氮浸出浓度呈下降状态,均小于标准限值。
根据室内试验获得的土工参数,利用PLAXIS有限元软件模拟分析固化锰渣路堤的边坡稳定性和应力应变,得知路堤沉降最大值为129.4mm,稳定性安全系数为1.84,满足标准要求,能有效的抵抗沉降变形。
通过对锰渣路堤施工技术进行研究,从环保角度出发,对施工工艺、环保措施、施工质量和环保质量等方面进行分析,得出适用于贵州锰渣路堤修筑的方法,提出锰渣厂拌法和新鲜锰渣“改良厂拌法”,为以后利用锰渣筑路提供参考。