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Sep 21, 2023

Schwermetallentfernung aus MSS-Flugasche durch thermische und Chlorierungsbehandlungen

Wissenschaftliche Berichte Band 5,

Scientific Reports Band 5, Artikelnummer: 17270 (2015) Diesen Artikel zitieren

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Das thermische Verhalten von Schwermetallen bei der Mitverbrennung von Flugasche aus kommunalen Feststoffabfall-Schlamm-Verbrennungsanlagen (MSS-Flugasche) wurde mithilfe eines Rohrofens im Labormaßstab untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass ohne den Zusatz von Chlorierungsmitteln die Temperatur ein wichtiger Parameter war und einen signifikanten Einfluss auf die Schwermetallentfernung hatte, wohingegen die Verweilzeit einen schwachen Einfluss hatte. Zwischen 900 und 1000 °C für 60 bis 300 Minuten reagierten Schwermetalle mit dem in der Flugasche enthaltenen Chlorid und etwa 80 bis 89 % Pb, 48 % bis 56 % Cd, 27 % bis 36 % Zn und 6 % Bis zu 24 % Cu wurden entfernt. Nach der Zugabe von Chlorierungsmitteln verbesserte sich die Verdunstungsrate der Schwermetalle dramatisch, wobei die Verdampfungsraten von Cu und Zn größer waren als die von Pb und Cd. Mit zunehmender Menge an zugesetzten Chlorierungsmitteln erhöhte sich die Entfernungsrate der Schwermetalle. Die Wirkung der Art des Chlorierungsmittels auf die Chlorierung von Schwermetallen war jedoch sehr unterschiedlich, wobei NaCl den schwächsten Einfluss auf die Entfernungsrate von Cu, Cd und Zn hatte. Im Hinblick auf die Ressourcenrückgewinnung und Dekontamination sind MgCl2 und CaCl2 aufgrund ihrer effizienten Zn-Entfernung die beste Wahl.

Die Produktion von Klärschlamm nimmt rasant zu und seine Behandlung hat in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit erregt1. Im Vergleich zur Deponierung und landwirtschaftlichen Nutzung wird die Verbrennung wegen der schnellen Entsorgung, der großen Volumen- und Gewichtsreduzierung und der Energierückgewinnung bevorzugt2. In China entwickelt sich die Mitverbrennung von Schlamm und Siedlungsabfällen (MSW) oder Kohle zur Stromerzeugung aufgrund der Vielzahl verfügbarer Verbrennungsanlagen mit fortschrittlicher Ausrüstung zur primären Methode der Schlammverbrennung3. Allerdings kann bei diesem Prozess die Menge der anfallenden Verbrennungsrückstände, zu denen Bodenasche und Flugasche gehören, 10 Gew.-% der Gesamtmasse des Ausgangsmaterials erreichen und große Mengen an Schwermetallen enthalten4.

Zur Entsorgung bzw. Nutzung dieser Verbrennungsrückstände, insbesondere zur Flugascheentsorgung, gibt es zahlreiche patentierte Verfahren. Diese Prozesse können wie folgt klassifiziert werden5: (1) Flugasche gemischt mit einem Bindemittel (z. B. Inertisierung in einer Zementmatrix); (2) hydrometallurgisch behandelte Flugasche zur Schwermetallentfernung und (3) thermisch behandelte Flugasche mit dem Ziel der Inertisierung und/oder Schwermetallentfernung (z. B. Schmelzen oder Sintern). Viele dieser Verfahren haben jedoch Nachteile. Am Beispiel der ersten Methode werden die Schwermetalle verdünnt, sobald Flugasche in einer Zementmatrix ausgehärtet ist. Daher ist es schwieriger und kostspieliger, Metalle zu einem späteren Zeitpunkt zurückzugewinnen. Darüber hinaus bedeutet die Bindung von Schwermetallen (hydraulisch in einer Zementmatrix oder nach dem Schmelzen als Glas) keine vollständige Immobilisierung6. Daher wird die Schwermetallabtrennung aus Flugasche als Quelle für die Metallrückgewinnung oder als Mittel zur Reduzierung ihrer potenziellen Gefahren immer wichtiger.

Ein Verfahren, das Schwermetalle vor der Deponieentsorgung entfernt, ist wünschenswert7,8,9, insbesondere wenn dieses Verfahren gleichzeitig kontaminierende Schwermetalle zurückgewinnen könnte. Ein Trockenverfahren, beispielsweise eine thermische Behandlung, ist potenziell attraktiv und könnte bestimmte Schwermetalle aus der Hauptmatrix (SiO2, Al2O3 und CaO) der Asche abtrennen, indem bei niedrigeren Temperaturen Metallchloride gebildet werden10. Die thermische Behandlung von Flugasche führt je nach Behandlungstemperatur sowohl zur Verdampfung als auch zur Stabilisierung von Schwermetallen11,12. Jakob et al. fanden heraus, dass die Verdampfung von Zn, Pb, Cd und Cu in der Asche eines Elektrofilters bei Temperaturen knapp unterhalb des Schmelzbereichs der Asche (1000–1100 °C) am effektivsten war11. Die Behandlungsarten des Ascheschmelzens erfordern jedoch einen hohen Energieverbrauch und erzeugen sekundäre Flugasche13. Schwermetallchloride haben im Allgemeinen hohe Dampfdrücke und niedrigere Siedepunkte im Vergleich zu den entsprechenden Metalloxiden14. Der Kondensationsprozess dieser Metallverbindungen kann verzögert werden, wenn Cl bei der thermischen Behandlung beteiligt ist, was die Verflüchtigung von Schwermetallen beschleunigen kann. Daher könnte MSS-Flugasche mit einer bestimmten Menge an Chlorierungsmitteln gemischt werden, um Schwermetalle effektiv aus MSS-Flugasche abzutrennen15,16. Für die industrielle Anwendung sind feste Chlorierungsmittel (z. B. NaCl, MgCl2 oder CaCl2) vorteilhaft, da (1) die Handhabung im Vergleich zu gasförmigem Cl2 einfacher ist und (2) Cl2 auch zur Chlorierung ungefährlicher Elemente, wie z B. Ca oder Fe (d. h. CaCl2, das in einer früheren Studie zusätzlich zu Cl2 verwendet wurde, ist selektiver für Cd, Cu, Pb und Zn)17,18,19,20.

Chan et al. berichteten, dass die Chlorierungsmittel CaCl2 und Cl2 einen erheblichen Einfluss auf die Verflüchtigung von Schwermetallen in Flugasche haben20. Nowak et al. fanden heraus, dass durch Mischen mit CaCl25 mehr als 90 % Cd und Pb, fast 60 % Cu und 80 % Zn aus Hausmüll-Flugasche entfernt werden konnten. Während dieser Prozesse verflüchtigen sich immer noch bestimmte Schwermetalle und werden freigesetzt, was nicht nur die Belastung der nachfolgenden Rauchgasbehandlungssysteme erhöht, sondern auch eine Sekundärverschmutzung verursacht21,22,23,24. Frühere Forschungen zu Schwermetallen in der Asche aus der Verbrennung fester Abfälle konzentrierten sich im Allgemeinen auf die Verfestigung und Stabilisierung. Die Technologie zur thermischen Trennung von Schwermetallen existiert hauptsächlich für MSWI-Flugasche, ist jedoch für MSS-Flugasche weniger verbreitet. Tatsächlich unterscheidet sich die Matrixzusammensetzung von MSS-Flugasche deutlich von der reiner MSWI-Asche. Frühere Studien haben gezeigt, dass die Verflüchtigung von Schwermetallen mit ihrer Matrix, ihren physikalischen/chemischen Eigenschaften und den Betriebsbedingungen zusammenhängt25,26. Daher ist es vor der Durchführung einer thermischen Behandlung oder Rückgewinnung der Schwermetalle in MSS-Flugasche notwendig, die Faktoren zu untersuchen und zu identifizieren, die die Umwandlung und Verflüchtigung von Schwermetallen beeinflussen.

Ziel dieser Studie war es, die Bedingungen zu ermitteln, unter denen Schwermetalle durch die Zugabe verschiedener Chlorierungsmittel wirksam entfernt werden können. Die in dieser Studie untersuchten Parameter waren die Erhitzungstemperaturen, die Erhitzungszeit sowie die Art und Menge der Chlorierungsmittel (CaCl2, MgCl2, NaCl, FeCl3 und AlCl3). Es wurde die Machbarkeit der Verwendung eines einzigen Erhitzungsprozesses zur Entfernung von Schwermetallen aus Flugasche bewertet. Die Ergebnisse verbessern unser grundlegendes Verständnis der zugrunde liegenden Prozesse der Schwermetallfreisetzung aus MSS-Flugasche und liefern eine theoretische Grundlage für die hocheffiziente und ungefährliche Rückgewinnung von Schwermetallen aus MSS-Flugasche.

Die MSS-Flugasche stammte aus einer Müllverbrennungsanlage (WTE) (Mitverbrennung von Hausmüll und halbtrockenem Klärschlamm) aus der Provinz Zhejiang, China. Zu den Rohmaterialien gehörten Hausmüll und Klärschlamm, wobei der Anteil des Klärschlamms etwa 50 % betrug. Die Anlage umfasst drei parallele Industrieabfallverbrennungslinien und verfügt über eine Behandlungskapazität von 3 × 500 t/Tag. Die Reinigung der Rauchgase erfolgt durch einen Beutelfilter in Kombination mit der Halbtrockenmethode. Bei den Flugascheproben handelt es sich um Aschemischungen aus zwei Verbrennungslinien, die in den Behältern und Beutelfiltern gesammelt werden. Die Proben wurden durch ein 20-Mesh-Sieb gegeben und im Labor mit einem Taumelmischer gut vermischt. Vor Wärmebehandlungsexperimenten wurden die Ascheproben 24 Stunden lang bei 105 °C getrocknet.

Als Chlorierungsmittel wurden NaCl, FeCl3·6H2O, MgCl2·6H2O, AlCl3 und CaCl2 verwendet. NaCl ist ähnlich körnig wie Kochsalz und MgCl2 und CaCl2 liegen in Flockenform vor. Zusätzlich wurde vor dem Experiment CaCl2 in einer Kugelmühle gemahlen. Alle verwendeten Chemikalien waren von analytischer Qualität (AR). Die Mengen der Chlorierungsmittel wurden im Anlieferungszustand basierend auf dem Chlorgehalt (Cl) verwendet. Der MSS-Flugasche wurden Mengen von 0, 10, 50, 150 und 200 g Cl/kg Asche zugesetzt. Die MSS-Flugasche und die Chlorierungsmittel wurden vor der Durchführung der Experimente gemischt und homogenisiert.

Wie in Abb. 1 dargestellt, bestand die in dieser Studie verwendete Apparatur aus einer Luftzufuhrvorrichtung, einem elektrisch beheizten Rohrofen und einem Rauchabsorber. Die Verbrennungskammer war ein 60 mm langes Quarzrohr mit einem Innendurchmesser von ¢ = 20 mm. In der Kammer wurde ein schnell aufheizender Röhrenofen SK2-2-130 mit PID-Selbstoptimierungsfunktion (hergestellt von Tianjin Zhonghuan Laboratory Electric Stove Co., Ltd.) verwendet, dessen Temperaturverfolgungsgenauigkeit ±2 °C betrug. Ein Quarzrohrbrenner wurde in einem mit Glasfasern isolierten Stahlgehäuse platziert und ein Quarzschiffchen, das durch einen Quarzstab bewegt werden konnte, wurde verwendet, um die MSS-Flugasche in das Ofenrohr einzuspeisen. Der Röhrenofen, der den Hauptteil der Anlage darstellte, war ein Ofenrohr mit hohem Aluminiumoxidgehalt, das von externen Heizdrähten umgeben war. Die Verbrennungstemperatur in der Mitte des Ofenrohrs wurde durch ein Thermoelement überwacht und durch einen programmierbaren Temperaturregler gesteuert. Das Ofenrohr wurde horizontal platziert, um eine stabile Temperatur zu gewährleisten, die je nach Bedarf zwischen 0 und 1200 °C eingestellt werden konnte. Das Temperaturkontrollsystem hatte zwei Modi, dh die Steuerung der KSY-Serie nutzte intelligente Temperaturkontrollinstrumente und spezielle Module mit hoher Kontrollgenauigkeit und Übertemperaturschutz.

Versuchsapparatur eines Quarzrohr-Simulationsverbrennungsreaktors.

Proben von Flugasche und verschiedenen Arten von Chlorierungsmitteln wurden genau abgewogen. Die pulverförmigen Chlorierungsmittel wurden in einer Waagschale mit einem Glasrührstab gründlich und homogen mit der Asche vermischt, bevor sie in das Aluminiumoxidschiffchen überführt wurden. Während des Erhitzens wurde trockene Luft mit etwa 120 ml/min zugeführt, um die Verbrennung flüchtiger Stoffe anzuregen. Beim Verlassen des Ofenendes kondensierten die flüchtigen Bestandteile zunächst teilweise an der Wand des Quarzrohrs außerhalb der Heizzone und dann am Kondensationsrohr. Die austretenden Gase strömten durch zwei Absorptionsflaschen, die mit einer 5-prozentigen (v/v) HNO3-Lösung gefüllt waren, um die flüchtigen Bestandteile zu reinigen. Sobald die Ofentemperatur den Zielwert erreicht hatte, wurde ein mit einer Flugascheprobe von 5 g gefülltes Porzellanschiffchen langsam in den Ofen geschoben. Anschließend wurde das Trägergas auf den eingestellten Wert eingestellt und die Ofentür geschlossen. Nach einer gewissen Verweilzeit wurde das Porzellanschiffchen entnommen und auf Raumtemperatur abgekühlt. Anschließend wurde die Rückstandsschlacke am Boden des Porzellanschiffchens zur Schwermetalldetektion gesammelt. Für die reine MSS-Flugasche wurden Experimente bei 900 und 1000 °C und einer Verweilzeit von 1, 1,5, 2, 3, 4 und 5 Stunden unter den gleichen oben genannten thermischen Bedingungen durchgeführt. Um die Wiederholbarkeit und Konsistenz der Ergebnisse zu bestimmen, wurde jedes Experiment dreimal wiederholt.

Frühere Studien haben gezeigt, dass dieser experimentelle Rohrofen die Verflüchtigung von Schwermetallen während einer Hochtemperaturbehandlung effektiv simulieren kann16,27,28. In diesem Experiment wurden die aus der Flugasche verdampften Schwermetallverbindungen größtenteils von den Absorptionslösungen absorbiert und nur eine kleine Menge haftete an der Innenfläche des Quarzrohrs (um den Auslassbereich herum) und der Innenwand des Katheters. Um die Testgenauigkeit zu erhöhen, sollten das Quarzrohr und der Katheter nach jedem Experiment mit einer kleinen Menge Lösung gereinigt werden.

Zur Quantifizierung der Flüchtigkeit der Schwermetalle Cu, Pb, Zn und Cd wird der Wirkungsgrad Verflüchtigung Ψ/% verwendet, der als Prozentsatz eines Metalls definiert ist, der aus der MSS-Flugasche entfernt wird. Ψ wird durch Gleichung (1)29,30 definiert:

Dabei ist Ψ die Verflüchtigungsrate (%), c1 der Elementgehalt in der unbehandelten Probe (mg/kg), m1 die Masse der unbehandelten Probe (g), c2 der Elementgehalt in der behandelten Probe (mg/kg). ) und m2 ist die Masse der behandelten Probe (g).

Die ursprüngliche Flugasche und die wärmebehandelten Rückstände wurden gemahlen und mit einem 150-Mesh-Sieb gesiebt. Die Hauptelementzusammensetzungen wurden durch Röntgenfluoreszenzspektrometrie (RFA) (Rigaku 100e) an geschmolzenen Glasscheiben gemäß den vorherigen Analyseverfahren31 gemessen, wobei die analytische Präzision für Hauptelemente zwischen 1 und 5 % lag.

Die wärmebehandelten und unbehandelten Proben wurden getrocknet, pulverisiert, vollständig mit einer Mischung aus HNO3, HF und HClO4 aufgeschlossen und mit FAAS nach der USEPA3050-Methode auf Cd, Pb, Cu und Zn analysiert. Alle Bestimmungen wurden dreifach durchgeführt und die Unterschiede zwischen den Wiederholungen betrugen weniger als 6 %. Der Durchschnittswert wurde berechnet und die relativen Standardabweichungen (RSD) für Cd, Pb, Cu und Zn betrugen 3,2, 2,4, 2,7 bzw. 1,6 %.

Die Probenzusammensetzung wurde mittels Röntgenfluoreszenz (RFA) (Bruker RS ​​3000, Be-Quelle, Rh-Anti-Kathode, OVO 55-Analysekristall) unter Verwendung einer standardfreien Methode (semiquantitative Analyse) und der Spectra Plus-Software analysiert. Alle möglichen kristallinen Phasen und Metallspeziationen in der reinen und chlorierten Flugasche (gemahlen) wurden mit einem Rigaku DPmax2400 Röntgendiffraktometer (XRD) unter Verwendung eines PANalytical X'Pert PRO Pulverdiffraktometers mit einer Cu(LFF)-Anode (λ(Kα1) untersucht ) = 1,5406 Ǻ, λ(Kα2) = 1,5444 Ǻ; 40 kV, 40 mA) und ein X′Celerator-Detektor (Ni-Kβ-Filter). Innerhalb einer Messzeit von 14 min wurden Scans im Bereich 2θ = 10–90° aufgenommen. Zur qualitativen und quantitativen Interpretation wurden die Datenbanken Powder Diffraction File (PDF; International Center for Diffraction Data ICDD, Newtown Square, PA/USA, 2001) bzw. Inorganic Crystal Structure Database (ICSD, Karlsruhe/Deutschland, 2007) verwendet . Die morphologischen Eigenschaften ausgewählter Bodenascheproben wurden auch mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) untersucht und eine qualitative Elementaranalyse wurde mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDS) (S-3400N-II, Hitachi, Japan) durchgeführt.

Das Flugaschepulver war dunkelgrau und sein Feuchtigkeitsgehalt lag zwischen 0,97 % und 2,54 %. Die Zusammensetzung der Flugasche wurde mittels RFA unter Verwendung der Normalisierungsmethode analysiert; Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Es ist zu erkennen, dass die Flugasche hauptsächlich aus Si, K, Na, Ca, Fe, Al, Cl und S bestand, die etwa 87 % der gesamten Flugaschemasse ausmachten. Der Ca-Gehalt war relativ hoch, was möglicherweise durch den Kalknebel während der Sauergaskontrolle während der Verbrennung verursacht wurde. Darüber hinaus war auch der Cl-Gehalt in der Flugasche hoch, die aus dem Rohschlamm und Hausmüll stammt. Der höhere Cl-Gehalt fördert die Anreicherung von Schwermetallen in der Flugasche.

Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass der Pb- und Zn-Gehalt in der Flugasche relativ hoch war, wohingegen der Ni-Gehalt niedriger war. Dies liegt vor allem daran, dass Pb und Zn in das Rauchgas abgegeben wurden und in Form von Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt, z. B. ZnCl2 und PbCl2, an der Flugasche anhafteten, die schließlich von den Filterbeuteln gesammelt wurden. Der Schmelzpunkt von Ni liegt bei nahezu 1726 K und daher verflüchtigt sich das Ni nicht; Bei der Verbrennung gelangt Ni überwiegend in die Bodenschlacke. Frühere Studien haben gezeigt, dass die nichtflüchtigen Elemente mit hohen Siedepunkten hauptsächlich in der Bodenasche und der Rostasche konzentriert sind, während die flüchtigen Elemente in der Flugasche auftraten11,32.

Die thermische Behandlungszeit und die Reaktionstemperatur sind die Schlüsselparameter, die bei der Prozessentwicklung berücksichtigt werden müssen. Die Proben wurden auf unterschiedliche Temperaturen (900 und 1000 °C) und mit unterschiedlichen Verweilzeiten (60, 90, 120, 180, 240, 300 min) erhitzt, um die Verflüchtigung der vier Schwermetalle zu untersuchen. Wie in Abb. 2 dargestellt, unterscheiden sich die Ψ-Werte der verschiedenen Metalle unter gleichen Bedingungen erheblich. Unter allen Bedingungen ohne Cl-Zugabe wurden etwa 80–89 % des Pb, 48–56 % des Cd, 27–36 % des Zn und 6–24 % des Cu verflüchtigt. Die Flüchtigkeit der Schwermetalle in der Probe und ihre Entfernung folgten der folgenden Reihenfolge: Pb > Cd > Zn > Cu. Es wird vermutet, dass der Grund dafür, dass Cu die geringste Verflüchtigung aufwies, in der geringen Flüchtigkeit von Kupferchloriden bei 900 °C und 1000 °C liegt. Der Siedepunkt von CuCl liegt mit 1450 °C deutlich höher als der von ZnCl2 (732 °C), CdCl2 (960 °C) und PbCl2 (950 °C). Die niedrigsiedenden Metalle Pb und Cd haben relativ hohe Verdampfungsdrücke, was bedeutet, dass sie bei einer Hochtemperaturbehandlung kaum mit den Mineralien reagieren und stabile Verbindungen bilden und daher leicht in gasförmige Substanzen übergehen und hohe Verdampfungsraten aufweisen.

Verflüchtigungseigenschaften von Schwermetallen in Flugasche ohne Chlorierungsmittel bei (a) 900 °C, (b) 1000 °C.

Für das gleiche Schwermetall (Abb. 2) lässt sich zudem beobachten, dass sich die Verlaufskurve der Verdampfungsrate über der Zeit bei 900 °C nur geringfügig von der bei 1000 °C unterscheidet; Beide Kurven sind innerhalb der Verweilzeit von 60 bis 300 Minuten glatt, was darauf hindeutet, dass die Verflüchtigung von Schwermetallen in der Probe nur geringfügig von der Reaktionszeit beeinflusst wird, insbesondere für Pb und Cd. Die Ergebnisse stimmen gut mit früheren Arbeiten überein, in denen nachgewiesen wurde, dass die Verdampfungsrate von Cd und Pb während der thermischen Behandlung aufgrund ihrer niedrigen Schmelz- und Siedepunkte extrem hoch ist11,27.

Bei 900 °C stieg der Ψ von Pb von 80,40 % auf 89,62 %, wenn die Verweilzeit von 1 h auf 5 h verlängert wurde. Nach 1 Stunde bei 1000 °C betrug der Ψ von Pb 82,87 %. Der gleiche Trend wurde bei 900 °C beobachtet und der Ψ von Pb stieg nach 300-minütiger Behandlung auf 90,08 %. Bei 900 °C wurden mehr als 80 % des Pb entfernt. Während der anschließenden thermischen Behandlung verringerten sich jedoch die Auswirkungen von Temperatur und Verweilzeit auf Ψ von Pb.

Das Verflüchtigungsverhalten von Cd war unter den untersuchten Bedingungen identisch mit dem von Pb. Bei 900 °C betrug der Ψ von Cd während der ersten 1 Stunde 48,15 % und erreichte 56,05 % bei einer Verweilzeit von 5 Stunden. Bei 1000 °C stieg der Ψ von Cd leicht an, von 49,26 % auf 57,97 %. Bei Temperaturen von 900–1000 °C wird die Verflüchtigungskurve von Cd mit zunehmender Verweilzeit flacher. Oberhalb von 900 °C verflüchtigt sich das in der Flugasche enthaltene Cd schnell und wird durch Temperatur- und Verweilzeiterhöhungen nur geringfügig beeinflusst.

Das Verflüchtigungsverhalten von Cu und Zn unterschied sich unter den experimentellen Bedingungen von dem von Pb und Cd. Bei 900 °C war der Ψ von Cu deutlich niedrig (6,04 %); Allerdings war sein Wachstum nach 240 Minuten größer als das von Cd, Pb und Zn. Der Ψ von Zn stieg während der ersten 120 Minuten schnell an und verlangsamte sich in den folgenden 180 Minuten. Bei 1000 °C war der Ψ von Cu innerhalb der ersten 90 Minuten hoch (19,73 %), während der von Zn während des gesamten thermischen Prozesses nur geringfügig zwischen 28,58 % und 37,1 % schwankte. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Cu das am schwersten flüchtige Element ist und seine Verdampfungsrate in den ausgewählten Metallen geringer ist als die von Pb und Cd. Der Siedepunkt (Siedepunkt) von CuCl2 beträgt 993 °C; Im Temperaturbereich von 900 bis 1000 °C wächst der Ψ von Cu jedoch langsam (Abb. 2), d. h. die Hauptverbindungen von Cu, die in der Flugasche auftraten, liegen wahrscheinlich nicht in Form von Chloriden vor, sondern eher in Form von Formen von CuO oder CuS33.

Je nach Verflüchtigungsverhalten können Schwermetalle in chalkophile und siderophile Metalle eingeteilt werden34. Cu ist ein chalkophiles Metall, das oberhalb von 900 °C leicht verdampfen kann. Allerdings ist in dieser Studie die Verflüchtigung von Cu nicht klar und hatte den niedrigsten Ψ-Wert. Die Schmelzpunkte (Siedepunkte) von PbO und PbCl2 liegen bei 886 °C (1472 °C) bzw. 498 °C (954 °C)35. Bei PbO ist es bei 900 °C–1000 °C schwer zu zersetzen, aber leicht zu verflüchtigen, oberhalb von 950 °C begann sich PbO jedoch dramatisch zu verflüchtigen. Pb kann in MSS-Flugasche sowohl in Form von PbO als auch PbCl2 vorliegen und verdampft daher offensichtlich schnell von 900 °C bis 1000 °C. Cd kommt in der MSS-Flugasche in Form von CdO und CdCl2 vor, der Schmelzpunkt und der Siedepunkt von CdO betragen nur 568 °C bzw. 964 °C36. Somit weist die Verflüchtigung von Cd und Pb bei 900 °C und 1000 °C ähnliche Trends auf.

Aus den obigen Ergebnissen kann daher geschlossen werden, dass in einer oxidativen Atmosphäre von 900 °C bis 1000 °C die Ψ-Werte von Pb und Cd viel größer sind als die von Cu und Zn. Pb und Cd liegen in der Flugasche hauptsächlich in Form ihrer Chloride vor, die niedrigere Siedepunkte haben als ihre Verbindungen in anderen Formen. Das Metallchlorid mit niedrigem Siedepunkt verflüchtigt sich leicht. In der Flugasche kann ein großer Teil des Zn in Form von ZnO vorliegen, das während des Prozesses mit SiO2 und Al2O3 reagiert, was durch die Gleichungen (2,3)37,38 beschrieben werden kann.

Bei der Herstellung stabiler Verbindungen entstehen Zn2SiO4 und ZnAl2O4, die die Verdampfung von Zn hemmen können, weshalb die Verdampfung von Zn geringer war als die von Pb und Cd. Die geringe Verdampfungsrate von Cu kann mit seiner eigenen nichtflüchtigen Leistung zusammenhängen. Die obigen Ergebnisse stimmen gut mit den Beobachtungen früherer Studien überein5,21.

In diesem Abschnitt wurden die Auswirkungen der Menge und Art fester Chlorierungsmittel auf die Schwermetallentfernung untersucht. Um als Chlorierungsmittel nützlich zu sein, muss das Chlorid MCl2 in der Lage sein, direkt mit Metalloxiden zu reagieren oder ein chlorhaltiges Gas (Cl2 oder HCl) freizusetzen, wenn es mit Sauerstoff oder Wasser gemäß den folgenden allgemeinen Reaktionen reagiert, die in aufgeführt sind Gleichung (4,5)29.

Das Oxid-MO sollte chemisch stabil sein und einen niedrigen Dampfdruck aufweisen, sodass das ursprünglich mit dem Chlorierungsmittel verbundene Metall in der MSS-Flugasche verbleibt und keine Umweltprobleme verursacht, wenn die behandelte MSS-Flugasche auf einer Mülldeponie entsorgt wird . Die Chloride in den Formen NaCl, CaCl2, MgCl2, FeCl3 und AlCl3 erfüllen diese Anforderungen.

Die MSS-Flugasche enthält etwa 0,97–2,54 % Feuchtigkeit, die bei einer Temperatur von mehr als 100 °C leicht entfernt wird. Einige der Chlorierungsmittel enthalten nicht nur Feuchtigkeit, sondern auch Wasserkristallisation. Sowohl CaCl2 als auch MgCl2 können sechs H2O-Einheiten pro Molekül enthalten. Beim Erhitzen verliert CaCl2 jedoch bei Temperaturen über 200 °C das gesamte Wasser39. Somit ist die Chlorierung durch HCl, wie in Gl. (5) ist in einem Trockenluftsystem unwahrscheinlich.

Abbildung 3 zeigt die Auswirkungen der verschiedenen Arten und Mengen von Chlorierungsmitteln auf die Entfernung der vier Metalle in der Flugasche, während die Versuchsbedingungen eine Stunde lang bei 1000 °C gehalten werden. Es ist zu beobachten, dass nach Zugabe der Chlorierungsmittel die Verdunstungsrate der ausgewählten Schwermetalle Cu, Pb, Zn und Cd zunahm. Im Allgemeinen folgte der Grad der Wirksamkeit der Chlorierungsmittel bei der Schwermetallverdunstung der folgenden Reihenfolge: Cu > Zn > Cd > Pb. Die Ψ-Werte von Pb, Cd und Cu stiegen mit der Zugabe von 0,05 g Cl zu 5 g Asche unabhängig von der Art des Chlorierungsmittels. Bei Zugabe von mehr Chlorierungsmittel kam es jedoch zu keiner signifikanten Verbesserung. Die Zugabe eines Chlorierungsmittels hat keinen nennenswerten Einfluss auf die Verdampfung der vorhandenen Metallchloride. Die Belege aus der hohen Ausbeute von Pb, Cd und Cu ohne zusätzliches Chlorierungsmittel und aus der höheren Ausbeute bei Zugabe des Chlorierungsmittels deuten darauf hin, dass ein extrem großer Anteil von Pb, Cd und Cu bereits in Form von Chloriden vorliegt. Die starke Abhängigkeit der Zn-Entfernung bei der Zugabe von mehr als 5 % Chlorierungsmitteln weist jedoch darauf hin, dass ein erheblicher Anteil von Zn in anderen Formen als Chloriden vorliegt.

Auswirkungen der Menge und Art der Chlorierungsmittel auf die Verdampfungsrate von Schwermetallen in Flugasche (Halten bei 1000 °C für 60 Minuten).

Blei kann immer effektiv aus Asche entfernt werden. Der Ψ von Pb betrug 82,7 % bei 1000 °C für 60 Minuten ohne Zugabe von Cl. Nachdem der Flugasche 1 Gew.-% des Chlorierungsmittels (FeCl3, AlCl3, MgCl2, CaCl2 und NaCl) zugesetzt wurde, stieg der Ψ von Pb von 82,7 % auf 94,40 %, 95,69 %, 94,52 %, 95,28 % und 91,58 %. , jeweils. Wenn darüber hinaus der Anteil der oben genannten Chlorierungsmittel von 1 % auf 10 % stieg, stieg der Ψ von Pb von 82,7 % auf 96,76 %, 97,64 %, 96,98 %, 97,14 % bzw. 96,69 %. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Chlorierungsmittel den Ψ von Pb erhöhen können und Ψ mit zunehmendem Chlorierungsmittelanteil zunimmt. Allerdings gibt es nur einen geringen Unterschied in der Wirkung der oben genannten fünf Chlorierungsmittel auf die Verflüchtigung von Pb. Die Verbesserung des Ψ von Pb durch das zugesetzte Cl war unklar, da mehr als 80 % des Pb in der ursprünglichen Flugasche verdampft waren.

Cadmium lässt sich leicht aus Asche-Chlorid-Mischungen entfernen. Der Ψ von Cd betrug 49,16 % bei 1000 °C für 60 Minuten ohne Zugabe eines Chlorierungsmittels. Durch die Zugabe von 1 % FeCl3, AlCl3, MgCl2, CaCl2 und NaCl stieg der Ψ von Cd von 49,16 % auf 65,61 %, 74,01 %, 70,56 %, 70,44 % bzw. 71,52 %. Wenn darüber hinaus der Anteil der oben genannten Chlorierungsmittel von 1 % auf 10 % erhöht wurde, erreichte der Ψ von Cd 81,58 %, 85,45 %, 79,11 %, 85,80 % bzw. 78,87 %. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Chlorierungsmittel die Verdunstungsrate von Cd erhöhen können und der Ψ-Wert von Cd mit zunehmendem Chlorierungsmittelanteil zunimmt. Die Verstärkung von AlCl3 auf dem Ψ von Cd war am signifikantesten, gefolgt von Folgendem in absteigender Reihenfolge: CaCl2 > FeCl3 > MgCl2 > NaCl.

Zink zeigte eine deutliche Abhängigkeit von der Art und Menge des zugesetzten Cl. Der Ψ von Zn betrug 28,58 % bei 1000 °C für 60 Minuten ohne Zugabe eines zusätzlichen Chlorierungsmittels. Bei einer Zugabe von 1 % FeCl3, AlCl3, MgCl2, CaCl2 und NaCl stieg der Ψ von Zn von 28,58 % auf 33,22 %, 34,47 %, 50,05 %, 67,74 % bzw. 41,83 %. Als der Anteil der oben genannten Chlorierungsmittel von 1 % auf 10 % anstieg, erreichte der Ψ-Wert von Zn außerdem 76,46 %, 80,21 %, 90,75 %, 85,93 % bzw. 70,10 %. Die Verbesserung der oben genannten fünf Chlorierungsmittel hinsichtlich der Verflüchtigung von Zn folgte der folgenden Reihenfolge: MgCl2 > CaCl2 > FeCl3 > AlCl3 > NaCl.

Bei 1000 °C für 60 Minuten ohne zusätzliche Cl-Zugabe können 13,28 % Cu freigesetzt werden. Bei einer Zugabe von 1 % FeCl3, AlCl3, MgCl2, CaCl2 und NaCl erhöhte sich der Cu-Gehalt von 13,28 % auf 60,66 %, 60,95 %, 66,21 %, 49,74 % bzw. 52,26 %. Wenn außerdem der Anteil der oben genannten Chlorierungsmittel von 1 % auf 10 % anstieg, erreichte die Verdunstungsrate von Cu 92,46 %, 90,35 %, 86,84 %, 87,86 % bzw. 54,90 %. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Chlorierungsmittel die Verdunstungsrate von Cu stark steigern können und dass die Verdunstungsrate von Cu zunimmt, wenn der Chlorierungsmittelanteil zunimmt (außer bei NaCl). Bei einem Anstieg von 0–15 % NaCl nahm die Verdunstungsrate von Cu zunächst zu (0–5 % NaCl) und dann ab (5–15 %). Die Verbesserung der Verflüchtigung von Cu durch die fünf Chlorierungsmittel erfolgte in folgender Reihenfolge: FeCl3 > AlCl3 > MgCl2 > CaCl2 > NaCl.

Die Gleichgewichtspartialdrücke des Chlorids verringerten sich entsprechend der Reihenfolge AlCl3, MgCl2, FeCl3, CaCl2 und NaCl im Temperaturbereich von 600–1200 °C21. Wenn die Chlorierung ein notwendiger Schritt zur Metallentfernung ist, wie in diesem Fall die Entfernung von Zn, sollte eine gewisse Abhängigkeit von Ψ von der Art des Chlorierungsmittels bestehen. Abbildung 3 zeigt, dass NaCl, FeCl3 und AlCl3 bei 1000 °C bei der Entfernung von Zn weniger wirksam waren als MgCl2 und CaCl2. In der Luft neigt NaCl weniger dazu, Chlor zu liefern als andere Chlorierungsmittel. Ein weiterer Gesichtspunkt ist die Flüchtigkeit des Chlorierungsmittels selbst. Der Dampfdruck von NaCl ist bei 1000 °C zwei Größenordnungen höher als der von CaCl2. Dadurch kann NaCl leichter verdampfen, ohne mit Sauerstoff oder Metalloxiden zu reagieren, und landet schließlich in der flüchtigen Substanz. Mit anderen Worten: Es steht weniger NaCl als Chlorierungsmittel zur Verfügung. Eine Analyse des Natriumgehalts der kondensierten Substanz ergab, dass 62 % des Natriumsalzes nach 3-stündigem Erhitzen auf 1000 °C flüchtige Bestandteile enthielten, verglichen mit weniger als 1 % der Ca-, Mg- und Fe-Salze21. Die Unwirksamkeit von AlCl3 ist auf seine hohe Tendenz zurückzuführen, bei relativ niedrigen Temperaturen Chlor freizusetzen, bei denen die Chlorierungsrate von Zn nicht signifikant ist. Tatsächlich ist AlCl3 das einzige getestete Chlorierungsmittel, das bei niedrigen Temperaturen einen extrem hohen Gleichgewichtspartialdruck von Chlorid aufweist. Um Zn durch Chlorierung zu entfernen, muss die Temperatur jedoch über 600 °C21 liegen. Daher könnte AlCl3 Chlor freigesetzt haben, bevor die Reaktion mit Zinkoxid hätte stattfinden können. Gemäß Abb. 3 gab es keinen signifikanten Unterschied zwischen der Entfernung von Schwermetallen mit MgCl2, CaCl2 oder FeCl3. Bei Verwendung dieser Chloride blieb der Chloridpartialdruck im System gleich. Die Reaktion zwischen Sauerstoff und Chlorierungsmittel kann durch den Sauerstoffpartialdruck in der Luft gesteuert werden, der in einem offenen System, wie es in diesem Experiment verwendet wird, nahezu konstant ist.

Das REM-Bild der Flugasche nach thermischer Behandlung bei verschiedenen Temperaturen ist in Abb. 4 dargestellt. Es ist zu beobachten, dass mit zunehmender Temperatur die Flugaschepartikel größer, härter und dichter werden. Die losen und angesammelten Partikel werden nach und nach massiv und auch der Porenraum zwischen den Partikeln verringert sich, was die Verdampfung von Schwermetallen bei hohen Temperaturen hemmt.

REM-Aufnahme von Flugasche nach der Verbrennung bei (a) 800 °C (b) 900 °C (c) 1000 °C (d) 1100 °C für 1,5 Stunden.

Abbildung 5 zeigt das EDS-Bild der Flugasche nach der Behandlung bei verschiedenen Temperaturen. Es ist zu beobachten, dass sich mit steigender Temperatur der Gehalt der Hauptelemente wie Ca, Fe, Al und Si in der MSS-Flugasche nur geringfügig ändert, während sich der Gehalt an bestimmten flüchtigen Elementen wie Cl, C und S und halbflüchtige Schwermetalle wie Pb, Cd und Zn werden drastisch reduziert. Wenn beispielsweise die Temperatur bei einer Verweilzeit von 1,5 Stunden von 900 °C auf 1000 °C erhöht wurde, verringerten sich die Gehalte an Na, Mg, Al, Si, S, Cl, K, Ca, Fe und Pb von 1,47 %. , 1.23%, 4.04%, 7.38%, 2.62%, 0.72%, 0.88%, 12.02%, 11.47% and 0.44% to 1.13%, 1.15%, 3.71%, 7.35%, 1.36%, 0.06%, 0.79%, 10.58 %, 9,56 % bzw. 0,1 %.

EDS-Fotos von Flugasche nach der Verbrennung bei (a) 800 °C (b) 900 °C (c) 1000 °C (d) 1100 °C für 1,5 Stunden.

Die REM-Bilder der Flugasche, die 60 Minuten lang mit und ohne 10 % Chlorierungsmittel bei 1000 °C behandelt wurde, sind in Abb. 6 dargestellt. Es ist zu beobachten, dass die MSS-Flugaschepartikel ohne Zugabe des Chlorierungsmittels schmelzen und dicht beieinander bleiben nach thermischer Behandlung; Die Partikel sind dicht, massiv und enthalten kleine Hohlräume (siehe Abb. 7a). Wenn der MSS-Flugasche unterschiedliche Chlorierungsmittel zugesetzt werden, verändert sich die Morphologie der erhitzten Flugasche erheblich. Die Flugaschepartikel werden in kugelförmiger, spekulärer, blütenförmiger und massiver Form dargestellt. Zwischen den Partikeln bestehen große Räume; Die Partikel sind locker und glatt, allesamt Eigenschaften, die der Schwermetallverdunstung zuträglich sind. Bei einer Erhöhung des Anteils der Chlorierungsmittel von 1 % auf 10 % verdampfte der größte Teil des Cl nach der Reaktion mit den Schwermetallen. Abbildung 7 zeigt die EDS-Bilder der Flugasche bei 1000 °C mit einem Zusatz von 10 % Chlorierungsmitteln. Aus Abb. 8 ist ersichtlich, dass es für NaCl schwierig ist, mit den Schwermetallen zu den entsprechenden Chloriden zu reagieren. Somit hat NaCl nur einen geringen Einfluss auf den Ψ der Schwermetalle. Die beiden Chlorierungsmittel FeCl3 und AlCl3 verbessern die Verdunstungsrate von Schwermetallen stärker als NaCl.

REM-Aufnahmen von Flugasche mit (a) 0 % Chlorierungsmittel (b) 10 % CaCl2 (c) 10 % MgCl2 (d) 10 % NaCl (e) 10 % FeCl3 und (f) 10 % AlCl3 nach der Verbrennung bei 1000 °C für 60 Min.

EDS-Fotos von Flugasche mit (a) 0 % Chlorierungsmittel (b) 10 % CaCl2 (c) 10 % MgCl2 (d) 10 % FeCl3 (e) 10 % AlCl3 und (f) 10 % NaCl nach der Verbrennung bei 1000 °C für 60 Min.

Dampfdrücke von (a) Schwermetallen und (b) ihren Chloriden.

Abbildung 9 zeigt das XRD-Muster der reinen MSS-Flugascheprobe. Kalziumhaltige Verbindungen waren reich an reiner Flugasche. Die hauptsächliche kristalline Calciumphase (CaSO4, CaCO3, CaO und CaAl2SiO6) und die Chloridverbindung (KCl, NaCl, CaCl2, Ca(OH)Cl) wurden identifiziert. Die Verbindungen CaCl2·2H2O und Ca(OH)Cl sind beide chlorierte Produkte der Reaktion zwischen Ca(OH)2 und HCl während des Sauergasentfernungsprozesses durch Zugabe des Kalks im Sprühtrocknungssystem gemäß den Gleichungen (6–8). )40:

XRD von MSS-Flugasche vor und nach der Kalzinierung unter Zusatz von Chlorierungsmitteln.

1. CaSO4; 2. CaCO3; 3.NaCl; 4. KCl; 5. Ca2Al2SiO7; 6. Ca2(PO4)3; 7. CaO; 8. SiO2; 9. CaAl2SiO6; 10. CaClOH; ⑪. CaAl2Si2O8; ⑫. Ca3Mg(SiO4)2; ⑬. NaCa4Al3O9; ⑭. Ca3Al6Si2O16; ⑮Al2O3; ⑯NaCa4Al3O9; ⑰CaSiO3; ⑱Fe2O3; ⑲nFe2Al4Si5O18.

Die Reaktion zwischen Ca(OH)2 und HCl bildet höchstwahrscheinlich Ca(OH)Cl.

XRD-Muster der chlorierten Aschen, die nach Zugabe von Chlorierungsmitteln erhalten wurden, sind in Abb. 9 dargestellt. Es ist zu beobachten, dass bei der Zugabe von Chlorierungsmitteln aufgrund der erhöhten Temperatur komplexere Alumosilikate neu gebildet wurden, z. B. Anorthit (CaAl2Si2O8), Merwinit ( Ca3Mg(SiO4)2) und Alumosilikat (Ca3Al6Si2O16). Allerdings nahm die Intensität von KCl, NaCl, CaCl2 und Ca(OH)Cl bei 1000 °C deutlich ab, was darauf hindeutet, dass diese Mineralien vollständig verdampft oder zersetzt wurden. Die mineralogischen Formen der Schwermetalle konnten aufgrund ihrer amorphen Struktur und geringen Konzentration nicht identifiziert werden.

Durch den Zusatz unterschiedlicher Chlorierungsmittel können die vier Schwermetalle bis zu einem gewissen Grad aus der MSS-Flugasche entfernt werden. Nach der Zugabe der Chlorierungsmittel zur MSS-Flugasche veränderten sich die Formen von Cu, Zn und Pb höchstwahrscheinlich während des thermischen Behandlungsprozesses und lagen in ihren Chloridformen vor, wohingegen Cd in Form seiner Oxide und Chloride auftrat würde seine Verdunstungsrate erhöhen. Darüber hinaus lässt sich aus Abb. 8 erkennen, dass die Anwesenheit von Cl die Verflüchtigung von Metallen im Vergleich zu den Dampfdrücken der Schwermetalle und ihrer Chloride verstärken kann41. Daher sollten die Schwermetallverbindungen oder andere Formen in der Flugasche in die entsprechenden Chloride umgewandelt werden, um die Rückgewinnungs- oder Entfernungsrate der ausgewählten Metalle zu verbessern. Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die Zugabe von Chlorierungsmitteln eine wirksame Methode ist; Allerdings sollten gleichzeitig Korrosionsschutzmaßnahmen für die Geräte getroffen werden.

Die Zugabe von Chlorierungsmittel kann die Entfernung von Metall durch einen anderen Mechanismus als nur die Zufuhr von Chlor verbessern. Am Beispiel von CaCl2 ist die Verstärkung des Ψ von Schwermetallen durch Chlorierungsmittel wie folgt. CaCl2 reagiert mit O2 in der Luft und dabei entsteht Cl2. Dann reagiert Cl2 mit dem Schwermetalloxid (MO) und wandelt sich in niedrigsiedende Metallchloride um. Der detaillierte chemische Prozess wird durch die Gleichungen (9–11)21 ausgedrückt.

Die beiden oben genannten Prozesse können wie folgt kombiniert und vereinfacht werden:

Tabelle 2 listet die Variationen der freien Gibbs-Energie (ΔG) mehrerer Reaktionen zwischen Schwermetalloxiden und Cl bei 1050 °C auf, wobei ΔG < 0 anzeigt, dass die Reaktion in die positive Richtung verläuft.

Bei der thermischen Behandlung reagieren Chlorierungsmittel entweder direkt mit Schwermetalloxiden oder bilden durch Reaktion mit H2O oder O2 HCl bzw. Cl2. HCl und Cl2 chlorieren anschließend Schwermetalloxide (indirekte Chlorierung). Für eine direkte Reaktion ist das Verdampfen (oder zumindest Schmelzen) des Chlorids erforderlich, da das Asche-Chlorid-Gemisch nicht perfekt homogenisiert ist. Nach den Gleichgewichtsberechnungen42 reagiert NaCl nicht (oder kaum) mit H2O und O2, weder in einem reinen System noch in Systemen, die Schwermetalloxide enthalten. Aufgrund des hohen Dampfdrucks des NaCl verdampft es in großen Mengen, ohne ausreichend zu reagieren21; hier, bei 1000 °C, lagen in dieser Studie bereits 10 % des NaCl in gasförmiger Form vor. Für CaCl2 zeigen Gleichgewichtsberechnungen, dass die Verflüchtigung von Schwermetallen prinzipiell sowohl über die direkte als auch über die indirekte Chlorierung erfolgen kann, was zu etwa gleichen Anteilen an verflüchtigten Schwermetallen führt. Die Reaktion von CaCl2 mit H2O und O2 ist im Vergleich zur Verdampfung thermodynamisch und auch kinetisch begünstigt und die maximal verdampfbare Menge an Schwermetallen ist bei Cl2 oder HCl viel größer42,43,44. Für MgCl2 ist die indirekte Chlorierung der wahrscheinlichste Weg zur Schwermetallentfernung, da die Freisetzung von HCl oder Cl2 thermodynamisch stabiler ist als die von Salz29.

(1) Während der thermischen Behandlung reiner MSS-Flugasche wurden etwa 80 bis 89 % Pb, 48 bis 56 % Cd, 27 bis 36 % Zn und 6 bis 24 % Cu verflüchtigt. Dabei war die Temperatur ein wichtiger Parameter und hatte einen erheblichen Einfluss auf die Verflüchtigung von Schwermetallen, wohingegen die Verweilzeit den schwächsten Einfluss hatte, insbesondere bei Pb und Cd, die sich leicht verflüchtigen.

(2) Chlorierungsmittel zeigten offensichtlich eine fördernde Wirkung auf die Entfernung von Schwermetallen, insbesondere bei den mittelflüchtigen Metallen Cu und Zn. Mit einem Zusatz von 10 Gew.-% Chlorierungsmitteln können mehr als 96 % Pb, 78 % Cd, 76 % Zn (außer NaCl) und 86 % Cu (außer NaCl) aus MSS-Asche entfernt werden. Mit zunehmendem Cl-Anteil nahm die Verdunstungsrate der Schwermetalle zu; Allerdings war die Wirkung deutlich unterschiedlich. Das NaCl hatte den schwächsten verstärkenden Effekt auf die Verdampfungsrate von Cd, Zn und Cu.

(3) Aufgrund der Metallentfernung (insbesondere Zn) und der geringen Menge an verbleibendem Chlor ist die Reihenfolge MgCl2 > CaCl2 > FeCl3 > AlCl3 > NaCl die beste Wahl für Chlorierungsmittel, was behandelte Asche für die weitere Ressourcennutzung oder Entsorgung begünstigt .

Zitierweise für diesen Artikel: Liu, JY et al. Schwermetallentfernung aus MSS-Flugasche durch thermische und Chlorierungsbehandlungen. Wissenschaft. Rep. 5, 17270; doi: 10.1038/srep17270 (2015).

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Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (Nr. 51308132), dem Science and Technology Planning Project der Provinz Guangdong, China (2014A050503063), dem Scientific and Technological Planning Project of Guangzhou, China (Nr. 201510010033) und dem Natural unterstützt Science Foundation of Guangdong Province (Nr. S2013040013022), das Excellent Youth Development Project of Universities in Guangdong Province (Nr. 2015-261532111) und das Guangdong Special Support Program for Training High Level Talents (Nr. 2014TQ01Z248).

Fakultät für Umweltwissenschaften und -technik, Technische Universität Guangdong, Guangzhou, 510006, China

Jingyong Liu, Jiacong Chen und Limao Huang

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JL konzipierte und gestaltete die Experimente; JC und LM führten die Experimente durch; JL und JC analysierten die Daten; JC und LM steuerten Reagenzien/Materialien/Analysewerkzeuge bei. Alle Autoren trugen zur Diskussion der Ergebnisse sowie zum Verfassen des Manuskripts bei. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Die Autoren geben an, dass keine konkurrierenden finanziellen Interessen bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Liu, J., Chen, J. & Huang, L. Schwermetallentfernung aus MSS-Flugasche durch thermische und Chlorierungsbehandlungen. Sci Rep 5, 17270 (2015). https://doi.org/10.1038/srep17270

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Eingegangen: 29. Juni 2015

Angenommen: 27. Oktober 2015

Veröffentlicht: 25. November 2015

DOI: https://doi.org/10.1038/srep17270

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