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选煤具有显著的经济和环境效益,故倍受国家推崇,近年来我国选煤业发展迅速。而由于能源供应紧张,作为低热值燃料的选矸在我国被视作宝贵的资源,燃烧发电是其理想的利用方法之一。巨量的选煤副产品,尤其是煤矸石集中在相对狭小的煤矿区及其周边进行综合利用,并且主要作为燃料直接使用,其富含的有害元素给矿区带来的环境风险不容忽视。由于越来越多的煤矸石作为燃料发电,其燃后灰渣量也逐年激增,而目前这些灰渣的处置方式主要为野外堆放。灰渣在野外长期受降水淋溶、地表及地下水浸泡,其有害元素的淋出污染环境、威胁人畜饮水安全,并能通过生物富集作用危害周围生态系统,甚至引起严重的毒害事件,有必要对其进行深入、系统的研究。本论文选取了萍乡某选煤厂的选矸及其燃后的炉渣和飞灰作为研究对象,采用了柱淋滤的实验方法,在三种不同pH值的淋滤液(pH=3.67、pH=4.78.pH=7)以及两种不同淋滤温度(0℃、25℃)下,通过连续1238小时的淋滤实验,采用原子荧光法(AFS)对其中52个取样时间点的淋出液中砷、硒和锑等微量元素进行分析测定。同时通过逐级化学提取实验,对三种固体样品中砷、硒和锑的赋存形态进行了研究。探讨了煤矸石及其燃后灰渣中砷、硒、锑的淋溶释放规律,明晰了煤矸石用作燃料对煤矿区的环境风险及其地球化学控制机制,以期能为煤矿区采取有效措施消减、规避环境风险提供科学指导。研究结果表明:(1)淋出液的阳离子体系主要为钙离子,钙的淋溶释放是影响乃至决定淋出液的pH的重要因素,由于Ca (OH)2的溶解度随温度升高而下降,使得在温度较低时淋出液的pH值较高。(2) As、Se和sb在pH值较大的淋出液中的含量也较高。飞灰和炉渣中的As、Se和sb都是在碱性最强的淋溶液中累计淋出量最大;煤矸石中的sb和Se在酸性最强的淋溶液中淋出量最大,这可能源于其在煤矸石中分布较均匀,淋溶液对煤矸石的酸蚀控制着Se和sb的淋出。(3)飞灰中的As和Sb较煤矸石中更易淋出,煤矸石燃烧之后As和Sb的活化对其堆置处理意味着更大的环境风险。(4) As、Se和Sb在温度较低时淋出量更大,由于低温时大多地区降水量较小,这意味着淋出液中的含量将更高,环境风险也更大。(5)相较于煤矸石,As、Se和sb基本上都在飞灰中有明显的富集,而在炉渣中略有亏损,这是因为在煤矸石燃烧过程中具有较强挥发性的As、Se和Sb挥发到烟气中,被飞灰吸附、富集。(6)逐级化学提取研究表明,煤矸石中As心和Sb的主要赋存形态是有机结合态,而飞灰中As的主要赋存形态是铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态。这三种样品中As、Sb和Se的水溶态和离子交换态所占比例都较低,绝大部分在3%以下。非残渣态在自然环境中易淋溶释放,As在飞灰中的非残渣态所占的比例大于煤矸石和炉渣中的;煤矸石中sb的非残渣态所占的比例大于炉渣和飞灰的;Se在三种样品中非残渣态都较低,小于12%。