污染土壤与飞灰共烧结对重金属稳定化的影响研究

金属矿山 ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (8): 201-208.

污染土壤与飞灰共烧结对重金属稳定化的影响研究

曾　武^1,2 　董淑玉² 　杨如柱² 　宋树祥¹ 　赵之理² 　李耀晃² 　陈积源³ 　柯国鹏³ 　刘敬勇³

1. 广州环投环境服务有限公司,广东广州 510540;2. 广州环净环保工程有限公司,广东广州 510540; 3. 广东工业大学环境科学与工程学院,广东广州 510006

出版日期:2025-09-15 发布日期:2025-09-16
通讯作者: 刘敬勇(1979—),男,教授,博士,博士研究生导师。
作者简介:曾　武(1984—),男,高级工程师,硕士。
基金资助:
广东省自然科学基金项目(编号:2022A1515010825);广州环投环境服务有限公司科技计划项目(编号:KYXMHF-2023-002)。

Effect of Co-sintering of Contaminated Soil and Fly Ash on the Stabilization of Heavy Metals

ZENG Wu ^1,2 　 DONG Shuyu ² 　 YANG Ruzhu ² 　 SONG Shuxiang ¹ 　 ZHAO Zhili ² 　 LI Yaohuang ²CHEN Jiyuan ³ 　 KE Guopeng ³ 　 LIU Jingyong ³

1. GZEPI Environmental Service Co. ,Ltd. ,Guangzhou 510540,China; 2. Guangzhou Huanjing Environmental Protection Engineering Co. ,Ltd. ,Guangzhou 510540,China; 3. School of Environmental Science and Engineering,Guangdong University of Technology,Guangzhou 510006,China

Online:2025-09-15 Published:2025-09-16

摘要/Abstract

摘要： 采用重金属污染土壤与飞灰共烧结制备陶粒,可实现两类固废的协同处置和资源化利用。研究探讨了不同污染土壤与飞灰配比、焙烧工艺参数,重点分析了重金属的固定效果。结果表明,污染土壤中镍(Ni)、锰(Mn)、锌(Zn)、铬(Cr)和铜(Cu)含量较高,而飞灰中锌(Zn)、铅(Pb)和镉(Cd)含量较高。最优配比方案为污染土、焚烧飞灰、硅酸钠、硼砂的质量比为 75 ∶10 ∶5 ∶10(D1 方案)和 80 ∶5 ∶5 ∶10(D2 方案)。其中,采用预热温度 400 ℃ 、烧结温度 1 100 ℃的 D2 方案对重金属的固定效果最佳。在不同烧结温度下,两种方案对易挥发重金属 Cd 和 Pb 的固定率均低于 15%,对 Cu 和 Zn 的固定率为 30% ~ 60%;而对难挥发重金属 Cr、Ni 和 Mn 的固定率则超过 80%。尤其在 D2 方案中,Cr、Ni 和 Mn 的固定率均超过 85%,同时两种方案烧结产品陶粒的重金属浸出浓度均满足《固体废物再生利用污染防治技术导则》(HJ 1091—2020)要求。

关键词: 污染土　焚烧飞灰　烧结　重金属　热转化特性

Abstract: The co-sintering of heavy metal-contaminated soil with fly ash for ceramsite production enables synergistic treatment and resource utilization of both solid wastes. This study investigated different contaminated soil-to-fly ash ratios and sintering parameters, focusing on heavy metal immobilization efficiency. Results showed elevated nickel ( Ni), manganese (Mn),zinc (Zn),chromium (Cr),and copper (Cu) levels in contaminated soil,while fly ash contained higher concentrations of zinc (Zn),lead (Pb),and cadmium (Cd). The optimal mass ratio of contaminated soil,incineration fly ash,sodium silicate and borax is 75 ∶10 ∶5 ∶10 (D1 scheme) and 80 ∶5 ∶5 ∶10 (D2 scheme),with scheme D2 ( preheating at 400 ℃ ,sintering at 1 100 ℃ ) demonstrating superior heavy metal immobilization. Across sintering temperatures,both schemes achieved fixation rates below 15% for volatile heavy metals Cd and Pb,30%-60% for Cu and Zn,and exceeded 80% for non-volatile heavy metals Cr,Ni and Mn. Especially in the D2 scheme,the fixation rates of Cr,Ni and Mn exceed 85%. Ceramsite products from both schemes complied with leaching concentration limits specified in the Technical Guidelines for Pollution Prevention of Solid Waste Recycling (HJ 1091—2020).

Key words: contaminated soil,incineration fly ash,sintering,heavy metal,thermal conversion characteristics

中图分类号:

X705

曾　武, 　董淑玉　杨如柱　宋树祥　赵之理　李耀晃　陈积源　柯国鹏　刘敬勇. 污染土壤与飞灰共烧结对重金属稳定化的影响研究[J]. 金属矿山, 2025, 55(8): 201-208.

ZENG Wu , 　 DONG Shuyu 　 YANG Ruzhu 　 SONG Shuxiang 　 ZHAO Zhili 　 LI Yaohuang 　 CHEN Jiyuan 　 KE Guopeng 　 LIU Jingyong . Effect of Co-sintering of Contaminated Soil and Fly Ash on the Stabilization of Heavy Metals [J]. Metal Mine, 2025, 55(8): 201-208.

[1]	刘伯雷　黄　菲　孙雪妍　高文元　莫枭扬　闻昕宇　常卓雅　李　昱. BIF 型铁尾矿高值化利用研究现状与机理分析[J]. 金属矿山, 2025, 55(8): 260-271.
[2]	望兆博, 覃阳洁, 江山竹, 池汝安, 黄胜超, 马会娟, 李中军. 磷石膏合成羟基磷灰石的环境领域应用研究进展[J]. 金属矿山, 2025, 54(6): 293-301.

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