论文部分内容阅读
随着城镇化进程的不断推进,原本位于城市中心区域的重工业企业搬离城区,留下了大量的污染土壤。其中重金属污染土壤可以通过二次包覆造粒技术快速高效的治理,二次包覆技术是指将污染土壤造粒制备成陶粒坯体后在外侧包裹粉煤灰等工业固废,经过烧结制备,以物理固封和烧结固化双重作用的方式将重金属固定在陶粒中,对于污染程度高,处理难度大的铬金属污染尤为有效。使用污染土壤制作陶粒坯体是二次包覆的核心工艺之一,造粒效果直接影响着生产效率和产品质量,但由于重金属污染土壤在我国不同地区分布,理化性质有着巨大的差异,需要找到影响土壤造粒过程的关键因素,使污染土壤可以被迅速有效的处理。本文以来自5种不同地区的土壤为研究对象,在系统分析土壤的理化性质后,以成球率为考察指标,采用单因素实验,研究工艺参数和土壤理化性质对造粒结果的影响规律。实验结果表明改变造粒工艺参数对不同土壤的影响规律并不相同,对同一种土壤的影响也并不是单纯的递增或者递减,并不具备普遍规律性。在此基础上,为了进一步探索了土壤性质和造粒之间更深层的关系,论文使用统计学分析软件(Statistical Product and Service Solutions,SPSS(?)),将造粒结果和可能影响造粒结果的因素进行显著性分析;结果表明在可能影响造粒的所有因素中土壤压缩度和土壤颗粒体积平均径(VMD)对土壤的成球率有着显著的影响。随着土壤VMD的增大,成球率呈现出先增大后减小的趋势,当VMD约为20.5μm时,成球效果最好。随着土壤压缩度的增加,成球率呈现出逐渐降低的趋势。通过拟合得到土壤VMD与成球率的关系式为:y=37.15+5.33x-0.13x2±9。成球率与压缩度的关系式为:y=-11x+574.27±9。为了确保研究结果的准确性,论文通过再次采集5个不同区域,有着不同理化性质的土壤进行造粒实验的方式,验证之前所得到的拟合公式是否能够适用于更多不同理化性质的土壤。实验结果表明,成球率与土壤颗VMD和压缩度之间的关系与之前总结的规律一致,并且95%的结果在之前模拟的区域内。重新根据现有十种土壤成球率的数据进行分析拟合,可得到土壤VMD与成球率的新的拟合公式为:y=37.35+5.35x-0.13x2±9。成球率与压缩度的拟合公式为:y=-10.7x+563.82±9。论文根据最终拟合公式得到的成球率与土壤颗粒体积平均径、压缩度之间的关系,发现在成球盘造粒过程中通过量纲分析的方法假设了影响成球盘造粒的土壤造粒系数Z。Z=|Vx-Vo|R/Vo(Vx:不同土壤颗粒的体积平均经(μm),Vo:20.5(μm),R:不同土壤的压缩度)。结合之前的结果,得到当土壤造粒系数Z>16.28时,该土壤颗粒不易于成球(成球率小于85%);当Z<16.28时,该土壤颗粒易于成球(成球率大于85%)。本论文的研究能够规范化成球盘造粒过程,提高成球盘造粒效率,为更多种类的土壤造粒提供技术指导。