·18· 北京科技大学学报 2006年第1期 后的不同粒径飞灰样品，采用改进的ASTM D Tessier方法[s]对飞灰中的重金属进行连续提取， 6357-00a方法[)消解样品，过滤(0.45um)后用 连续提取条件如表1所示.过滤(0.45um)后用 ICP-AES测定As,Cd,Cx,Cu,Ni,Pb,Zn含量. ICP-AES测定提取液中测定As,Cd,Cr,Cu,Ni, (7)重金属化学相态.参考Tan改进的 Pb,Zn含量. 表1连续提取条件 Table 1 Experimental conditions for sequentially extraction procedures] 化学相态 提取条件 水溶及交换态 100mL酷酸钠(1molL,pH=8.2)溶液，室温下腰荡1h. 碳酸盐结合态 100mL酷酸钠(1mo·L-',用醋酸调pH=5,0)溶液，室温下震荡1h. Fe-Mn氧化物结合态 100mL盐酸羟胺-酯酸溶液（盐酸羟胺浓度0.04mol·Lˉ1，醋酸体积分数25%），搅拌加热至96±3℃， 保持5h 有机结合态 15mL0.02mol·L1硝酸溶液、25mL30%双氧水（用HNO3调pH=2).搅拌加热至85±2℃，保持2h; 再加入15mL30%双氧水（用HNO3调pH=2),搅拌加热至85±2℃，保持3h:冷却，加入25mL醋酸 俄-硝酸溶液，用去离子水稀释至100mL,持续搅拌30min. 残留态 改进的ASTM D6357-00a方法消解) 2 结果分析与讨论 高于后者.飞灰密度较大，高于土壤（一般为2.65 gcm3).从粒径组成来看，布袋飞灰主要集中在 2.1飞灰基本理化特性 20~125m的三个粒级，而烟道飞灰则比较分 表2列出两种飞灰的基本理化特性.由表2 散，在>20um各粒级均有一定数量的分布.相对 可知：布袋飞灰和烟道飞灰除密度外表现出明显 于布袋飞灰而言，烟道飞灰中多孔大颗粒较多. 差异，布袋飞灰的比表面积低于烟道飞灰但pH 表2飞灰的基本理化性质 Table 2 Chemical and physical characteristics of fly ash 密度/比表面积/ 颗粒组成/% 样品 pH (gcm-3)(m2·g)>5004m500~250m250-125um125-50m50-38um 38-20μm<204m 布袋飞灰4.883.147.83 0.03 0.46 1.99 63.20 19.07 14.32 0.93 烟道飞灰2.833.1813.55 20.78 13.66 15.55 30.96 8.71 10.04 0.30 从两种飞灰的主要元素含量（表3）来看：飞 表3飞灰物质组成及重金属含量 灰的组成元素含量最高的是Si,其次是C,而Ca, Table 3 Components and heavy metals in fly ash A含量略低于生活垃圾[6].烟道飞灰中Fe含量 布袋飞 烟道飞 布袋飞 烟道飞 组成 重金属 约为布袋飞灰的2倍，Na,K(一般以Na,K盐类 灰/% 灰/% 灰/10-6 灰/10-6 存在)含量低于布袋飞灰，布袋飞灰的pH高于烟 SiO2 38.62 33.18 As 170.64 90.01 道飞灰可能与这两点有关.两种飞灰中Ca的含 CaO 7.68 7.67 Cd 127.91 32.31 量相同，说明焚烧过程中为了减少酸性烟气排放 A203 2.25 2.99 346.55 242.63 喷施Ca剂对两种飞灰的影响是一致的. COz 15.24 20.83 Cu 2696.13 1079.29 两种飞灰中Pb,Zn含量远高于其他重金属. S03 7.46 8.55 少 148.97 62.39 主要重金属含量多少排列顺序相同，依次为Z> Fe2O3 6.76 13.00 % 11263.82 5873.10 Pb>Cu>Cr>As>Ni>Cd.布袋飞灰中主要重 NB2O 7.94 5.94 Zn 29087.2212886.69 金属含量均高于烟道飞灰，约为1.4~3.9倍.相 K20 0.81 0.53 比生活垃圾焚烧飞灰中重金属含量研究结 Br 0.69 0.76 果[78]，危险废物焚烧飞灰中Pb,Z等重金属含 P2Os 0.93 0.66 量明显偏高北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 6 年第 l 期 后的 不 同粒 径 飞 灰 样 品 , 采 用 改 进 的 A S T M D 6 3 5 7一 0 0 。 方法 仁` 〕消解 样 品 , 过 滤 ( 0 . 4 5 拜m )后 用 IC P 一 A E S 测 定 sA , C d , C r , uC , N i , P b , Z n 含量 . ( 7) 重 金 属 化 学 相 态 . 参 考 T an 改 进 的 T es is e : 方法 困对 飞灰 中的重 金 属进行 连续提 取 , 连 续提取条件如 表 1 所示 . 过滤 ( 0 . 45 拜m ) 后 用 ICP 一 A E S 测 定 提取 液中测 定 sA , C d , C r , C u , iN , P b , Z n 含量 . T a b l e l 表 1 连续提取条件闭 E x p e ir me n t a l e o n d iti o n s or r s e q u e n t i” 一y e x t r a e t一on p or ce d ur e [ , ] 化学相态 提取条 件 水溶及交换 态 碳酸盐 结合 态 eF 一 M n 氧化物结合态 1 00 m L 醋酸钠 ( 1 m o l · L 一 ` , p H = 5 2 )溶液 , 室温下震荡 1 h . 10 0 m L 醋酸钠 (1 om 卜L 一 ` , 用醋酸调 p H 二 5 . 0) 溶液 , 室温下震荡 1 h . 1 0 o r n L 盐酸经胺 一醋酸溶液 (盐酸经胺浓度 0 . 04 n l o l . L 一 ’ , 醋酸体积分 数 25 % ) , 搅拌加热 至 9 6 土 3℃ , 保持 s h . 有机结合态 残 留态 15 n 1 L o . 02 1l l O I . L 一 `硝酸溶液 、 25 m L 30 % 双氧水 ( 用 H N 姚 调 p H 二 2) . 搅拌 加热至 8 5 士 2 ℃ , 保持 Z h ; 再加入 巧 m L 3 o % 双氧水 (用 H 入0 3 调 p H = 2) , 搅拌加热至 85 士 2℃ , 保 持 3 h ; 冷却 , 加入 25 m L 醋 酸 钱 一 硝酸溶液 , 用去离子水稀释至 10 mL , 持续搅拌 30 m i.n 改进的 A S T M D 6 3 57 一 0 a 方法 消解川 . 2 结果分析与讨论 2 . 1 飞灰基本理化特性 表 2 列 出两种飞 灰 的基本理 化 特性 . 由表 2 可知 : 布袋 飞灰和 烟道 飞 灰除密 度外表 现 出 明显 差异 , 布袋 飞灰 的比表 面积 低 于 烟 道飞 灰但 p H 高于后者 . 飞灰密度较大 , 高于土壤 ( 一般 为 2 . 65 g · c m 一 3 ) . 从粒径组成 来看 , 布袋飞灰主要 集中在 20 一 1 2 5 拼m 的 三 个 粒 级 , 而 烟 道 飞 灰 则 比 较 分 散 , 在 > 20 “ m 各粒 级均 有一 定数量 的分 布 . 相对 于布袋飞灰而言 , 烟道 飞灰中多孔大 颗粒较多 . 表 2 飞灰的基本理化性质 T ab l e 2 C h e而 e a l a n d P h y s i e a l c h a r a e t ier ist cs of 御 a s h 样品 p H 密度 / 比 表面积 / 颗粒组成 / % ( g · e m 一 “ ) ( m , · g 一 ` ) > 5 0 0 o nr 5 0 0 一 2 5 0 o nr 2 5 0 一 12 5 o m 1 2 5 一 s o o m 5 0 一 3 8 o m 3 8 一 2 0 o m < 2 0 o m 布袋飞灰 烟道飞 灰 4 . 8 8 3 . 1 4 7 . 8 3 0 . 0 3 0 . 4 6 2 . 8 3 3 . 1 8 13 . 5 5 2 0 . 78 1 3 . 6 6 1 . 9 9 15 . 5 5 6 3 . 2 0 1 9 . 0 7 14 . 32 0 . 9 3 3 0 . 96 8 . 7 1 10 . 0 4 0 . 3 0 从两 种飞 灰的主 要元 素含 量 (表 3) 来看 : 飞 灰的组成 元 素含量最 高 的是 is , 其 次 是 c , 而 c a , iA 含量 略低于 生活 垃圾 6[] . 烟道 飞灰 中 F e 含 量 约为布袋 飞 灰 的 2 倍 , N a , K (一般 以 N a , K 盐 类 存在 )含 量低于 布袋飞灰 , 布袋飞 灰的 p H 高于 烟 道 飞灰可能与这 两 点有 关 . 两 种飞 灰中 C a 的含 量相 同 , 说明焚烧过程 中为了减少 酸性烟气排放 喷施 aC 剂对两种飞灰的影响是一致 的 . 两种飞灰中 P b , Z n 含量远高于 其他 重 金属 . 主要 重金属 含量 多少 排列顺序相 同 , 依次 为 Z n > P b > uC > C r > sA > N i > C d . 布袋 飞灰 中主要 重 金属 含量均 高于烟道 飞灰 , 约 为 1 . 4 一 3 . 9 倍 . 相 比生 活 垃 圾 焚 烧 飞 灰 中 重 金 属 含 量 研 究 结 果[ 7川 , 危险废 物焚烧 飞灰 中 P b , z n 等重金 属 含 量 明显偏 高 . 表 3 T a b l e 3 C 飞灰物质组成及贡金属含 t 。 m P on en t s an d h e va y m et al s i n n y a hs 组成 5 1 02 C a O 1A 2 O 3 C姚 5 0 3 F e ZO 3 N 82 O K ZO B r P Z O S 布袋飞 灰 / % 金属 3 8 . 62 7 . 6 8 2 2 5 1 5 . 2 4 烟道 飞 灰 / % 3 3 . 1 8 7 . 6 7 2 . 9 9 2 0 . 8 3 8 . 5 5 13 . 0 0 5 9 4 0 . 5 3 0 7 6 0 . 6 6 布袋 飞 灰 / 10 一 6 17 0 . 6 4 12 7 . 9 1 3 4 6 、 5 5 2 6 9 6 . 13 14 8 . 9 7 1 1 2 6 3 8 2 2 9 0 8 7 . 2 2 烟道飞 灰 1/ O 一 “ 9 0 . 0 1 3 2 . 3 1 2 42 、 6 3 1 0 7 9 . 2 9 62 . 3 9 sdubnACrCiNZP 7 . 46 6 . 76 5 8 7 3 . 1 0 7 . 9 4 1 2 8 8 6 . 6 9 0 . 8 1 0 . 69 0 . 9 3