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污泥与建筑垃圾配合合成沸石基多孔吸附材料

环境科学与技术 2015年第2期38卷 124-129,157页

作者：李寅明张付申中国科学院生态环境研究中心北京100085

根据湿污泥与建筑垃圾的组成成分和形态特征,将二者结合合成多孔质陶粒,在陶粒基础上通过水热反应使陶粒沸石化,生成功能性吸附材料。沸石化处理的最佳条件为:Na OH浓度4 mol/L,反应温度160℃,反应时间12 h。水热反应产物为八面沸石,是... 详细信息

根据湿污泥与建筑垃圾的组成成分和形态特征,将二者结合合成多孔质陶粒,在陶粒基础上通过水热反应使陶粒沸石化,生成功能性吸附材料。沸石化处理的最佳条件为:Na OH浓度4 mol/L,反应温度160℃,反应时间12 h。水热反应产物为八面沸石,是单一晶相的沸石化陶粒。在沸石化陶粒表面八面沸石晶体以柱状晶体堆积形成球形凸起,在孔壁上柱状晶体呈簇状分布。沸石化陶粒比表面积约50 m2/g,较沸石化处理前的污泥-建筑垃圾陶粒提高了近20倍。浸出实验结果显示,沸石化陶粒实现了有害重金属的有效固定,满足危险废物鉴别标准(GB 5085.3-2007)的要求。吸附实验结果表明,沸石化陶粒对Ni2+的吸附等温曲线与Langmuir吸附模型拟合较好,说明吸附过程属于单分子层吸附,其中化学吸附占支配地位。该沸石化陶粒廉价易生产,适合用于环境污染治理。

关键词：原生污泥建筑废弃物水热反应八面沸石重金属吸附

对数变换与小波变换用于野外采集植物波谱降噪

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红外与毫米波学报 2009年第4期28卷 316-320页

作者：周广柱王翠珍杨锋杰李寅明山东科技大学化学与环境工程学院山东青岛266510 山东科技大学地质科学与工程学院山东青岛266510

地物波谱野外测试过程中常引入噪声.本文结合植物波谱测试原理,提出波谱噪声属于乘性复合噪声.经理论推导,又提出了对数变换与小波变换相结合的降噪方法.仿真降噪试验结果表明,空域相关算法最适合于光谱数据降噪,模极大法次之,阈值法则... 详细信息

地物波谱野外测试过程中常引入噪声.本文结合植物波谱测试原理,提出波谱噪声属于乘性复合噪声.经理论推导,又提出了对数变换与小波变换相结合的降噪方法.仿真降噪试验结果表明,空域相关算法最适合于光谱数据降噪,模极大法次之,阈值法则不适于该类噪声的消减.对野外采集植物波谱的处理结果表明,空域相关去噪法对1450nm附近的噪声去除能力较强,1800-1900nm强噪声则去噪效果不理想.原因在于波谱仪纪录精度有限,当理论比值远大于1时,能够准确记录下来;远小于1时记录值为0,从而在强噪声干扰波段出现较严重的系统误差,经小波降噪后被视作奇异点被保留下来.研究表明对数变换与小波变换相结合采用空域相关去噪对于含乘性复合噪声的光谱是可行的.

关键词：对数变换小波变换野外采集波谱空域相关滤波

碳中和下水泥行业低碳发展技术路径及预测研究

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环境科学研究 2022年第6期35卷 1527-1537页

作者：罗雷郭旸旸李寅明张增寿朱廷钰中国科学院过程工程研究所湿法冶金与清洁生产技术国家工程实验室北京100190 北京建筑材料科学研究总院有限公司固废资源化利用与节能建材国家重点实验室北京100041

为探究水泥行业的碳中和实现路径,从我国的国情出发,结合水泥行业生产特点,对水泥行业未来低碳发展进行了预测.结果表明:①在碳中和背景下,水泥行业仍会存在约2×10^(8)~3×10^(8) t的CO_(2)排放,产能减量是主要的CO_(2)减排手段,结合... 详细信息

为探究水泥行业的碳中和实现路径,从我国的国情出发,结合水泥行业生产特点,对水泥行业未来低碳发展进行了预测.结果表明:①在碳中和背景下,水泥行业仍会存在约2×10^(8)~3×10^(8) t的CO_(2)排放,产能减量是主要的CO_(2)减排手段,结合现阶段我国较低的水泥集约化程度和较短的熟料生产线服役年限,产能减量政策的推荐和实施应在合理的规划和政策下推进,低碳技术的发展仍是实现碳中和的关键.②通过能效提升节能技术可实现CO_(2)减排约1.19×10^(8) t/a.③未来在替代原燃料来源、种类及替代率得到全面提升的情况下,原燃料替代技术可基本实现行业10%的CO_(2)减排量.④目前,低碳水泥每年产量不足水泥总产量的5%,未来仍需通过产品技术创新,提高其生产及使用占比.⑤CCUS(CO_(2)捕集、利用与封存)技术是水泥行业实现碳中和的必要路径,混凝土固碳、钙循环等在水泥行业具有典型行业优势的技术可与生产工艺紧密结合,成为未来水泥行业CCUS技术的重要发力点.研究显示:结合水泥行业CO_(2)减排预测及技术路径分析,短期内我国水泥行业降碳主要思路为控制源头排放,包括流程智能化、余热利用、原燃料替代和产业结构调整等路径,实现碳达峰及CO_(2)减排;中期随着生产线服役年限临近及低碳水泥制备技术的发展,支撑行业碳的大幅削减;后期通过CCUS、富氧燃烧、可再生能源利用等技术来实现水泥行业碳中和的目标.

关键词：碳中和水泥行业 CO_(2)减排技术技术路径发展预测

基于钼尾矿和金尾矿的多孔建材制品重金属浸出行为及环境影响

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环境化学 2022年第9期41卷 2850-2859页

作者：战佳宇李沙聂卿杨占斌李寅明杨飞华何光明固废资源化利用与节能建材国家重点实验室北京建筑材料科学研究总院有限公司北京100041 中国建筑材料科学研究总院有限公司北京100024

针对金属尾矿及其制备的建材制品,分析了6种重金属(As、Cd、Cr、Mn、Pb、Zn)的总量.参照水槽浸出试验方法研究了重金属的累积释放行为,并利用双常数速率方程、Elovich方程和二级动力学方程对建材制品中重金属的长期释放量进行预测.采用... 详细信息

针对金属尾矿及其制备的建材制品,分析了6种重金属(As、Cd、Cr、Mn、Pb、Zn)的总量.参照水槽浸出试验方法研究了重金属的累积释放行为,并利用双常数速率方程、Elovich方程和二级动力学方程对建材制品中重金属的长期释放量进行预测.采用改进的欧洲共同体标准物质局(BCR)逐级提取法研究了重金属赋存形态,并利用风险评估编码法(RAC)对建材制品重金属的环境风险进行评价.结果表明,金属尾矿中大部分重金属总量高于中国土壤元素背景值.建材制品中的重金属累积浸出量随浸出时间呈现早期快速增加,后期趋于平衡的规律.动力学方程拟合结果发现重金属在不同建材制品中最优动力学方程拟合结果不同,预测30年的重金属浸出量,大部分重金属浓度低于中国土壤元素背景值,且浸出率低于10%.尾矿及其建材制品的重金属赋存形态可以看出尾矿制备建材制品对部分重金属有一定的固化作用,残渣态含量增加. RAC结果表明,建材制品中的重金属生态风险处于中风险及以下水平.

关键词：金属尾矿建材制品重金属浸出环境风险

水泥窑协同处置过程中重金属挥发流向规律模拟

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环境工程 2018年第11期36卷 105-111页

作者：李寅明李春萍代文彬战佳宇北京建筑材料科学研究总院有限公司固废资源化利用与节能建材国家重点实验室北京100041

采用自主研发的静态实验设备和小型水泥回转窑模拟装置,分别模拟静态和动态条件下生料中不同类型重金属在不同温度、反应时间下的挥发特性及流向规律。重金属Pb、Zn、Cd的挥发率均随着温度升高而逐渐升高,同温度下窑煅烧气氛下生料中Pb... 详细信息

采用自主研发的静态实验设备和小型水泥回转窑模拟装置,分别模拟静态和动态条件下生料中不同类型重金属在不同温度、反应时间下的挥发特性及流向规律。重金属Pb、Zn、Cd的挥发率均随着温度升高而逐渐升高,同温度下窑煅烧气氛下生料中Pb、Zn、Cd及As的挥发率均低于空气气氛下的挥发率;As挥发率随温度升高先逐渐升高后逐渐减少,重金属氯化物挥发率较高。添加重金属的生料粉在800℃以下的温度煅烧后,物料中主要的晶相为CaCO_3、SiO_2及金属氧化物,CaMg(CO_3)_2的衍射峰主要存在600℃以下。由800℃开始,CaCO_3发生分解,并出现CaO衍射峰;从1 000～1 400℃下,生料粉在重金属作用下逐渐生成较为复杂的化合物。在动态模拟条件下,熟料中As、Cd、Pb及Zn的平均固化率分别为85.48%、83.19%、84.49%、85.20%。绝大部分重金属均存在于熟料中,而挥发到大气中的重金属仅为0.002%～0.2%。

关键词：水泥窑协同处置生料重金属固化率流向分布

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不同减水剂对地质聚合物砂浆性能影响研究

混凝土 2020年第6期 109-112页

作者：程国东黄天勇刘泽李寅明固废资源化利用与节能建材国家重点实验室北京100041 北京市预拌砂浆工程技术研究中心北京100041 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

探究了木质素、三聚氰胺、萘系、聚羧酸4大类6种减水剂对不同水玻璃掺量的粉煤灰-矿渣基地质聚合物砂浆性能的影响.结果表明:减水剂掺量相同情况时,掺加萘系减水剂的地聚物砂浆扩展度最大,达到280 mm,掺加木质素的地聚物砂浆扩展度最小... 详细信息

探究了木质素、三聚氰胺、萘系、聚羧酸4大类6种减水剂对不同水玻璃掺量的粉煤灰-矿渣基地质聚合物砂浆性能的影响.结果表明:减水剂掺量相同情况时,掺加萘系减水剂的地聚物砂浆扩展度最大,达到280 mm,掺加木质素的地聚物砂浆扩展度最小.水玻璃掺量为23%的地聚物砂浆3 d抗折、抗压强度均大于水玻璃掺量为16%的地聚物砂浆3 d抗折、抗压强度.水玻璃掺量为23%,掺加三聚氰胺的地聚物砂浆3 d抗折强度和抗压强度最大,分别为5.8、39.4 MPa.水玻璃掺量为16%,掺加聚羧酸减水剂和三聚氰胺的地聚物砂浆没有抗折强度.综合地聚物砂浆的工作性能和力学性能,掺加萘系减水剂的地聚物砂浆性能最优.

关键词：粉煤灰矿粉地质聚合物砂浆减水剂工作性力学性能

机械活化煤气化细渣资源化利用及残碳燃烧反应动力学探究

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环境化学 2022年第3期41卷 1052-1059页

作者：赵佳李圣洁吉文欣李寅明朱建新中国科学院生态环境研究中心北京100085 中国科学院大学北京100049 宁夏大学省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室银川750021 北京建筑材料科学研究总院有限公司北京100041

随着我国煤气化技术的快速发展,气化渣的产生和排放量逐年增加。煤气化细渣的大量堆存,给当地的环境保护造成了巨大的压力,已经成为限制煤化工产业基地可持续发展急需解决的重大问题。本文针对气化细渣中残碳反应活性低和转化难度大的问... 详细信息

随着我国煤气化技术的快速发展,气化渣的产生和排放量逐年增加。煤气化细渣的大量堆存,给当地的环境保护造成了巨大的压力,已经成为限制煤化工产业基地可持续发展急需解决的重大问题。本文针对气化细渣中残碳反应活性低和转化难度大的问题,研究了机械活化法对气化渣残碳反应动力学的影响。采用Coats-Redfern法分析了机械活化对残碳反应活化能的作用规律。结果表明,机械活化8 h,残碳燃烧反应活性显著提高,650℃下的活化能由63.2 kJ·mol^(−1)降到28.4 kJ·mol^(−1)。不添加其他化学试剂,1000℃烧制高强度轻质陶粒,其堆积密度为0.867 g·cm^(−3),筒压强度为7.67 MPa。相关研究可以为我国气化细渣的资源化利用提供一定的数据和技术基础。

关键词：气化细渣残碳机械活化活化能陶粒

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污染土壤重金属稳定化复配固化剂研发与验证

环境科学与技术 2020年第6期43卷 1-15页

作者：李寅明李春萍战佳宇刘鹏飞李瑞黄乐固废资源化利用与节能建材国家重点实验室北京建筑材料科学研究总院有限公司北京100041 北京建筑材料检验研究院有限公司北京100041

文章以工业废渣、矿物材料和磷酸盐材料为基础材料,逐步开展单一重金属稳定化实验(实验Ⅰ)、复合重金属稳定化实验(实验Ⅱ)及污染土壤重金属稳定化验证实验(实验Ⅲ)。实验Ⅰ中,工业废渣稳定效果最佳,对重金属Pb、Zn、Cd的去除率均超过9... 详细信息

文章以工业废渣、矿物材料和磷酸盐材料为基础材料,逐步开展单一重金属稳定化实验(实验Ⅰ)、复合重金属稳定化实验(实验Ⅱ)及污染土壤重金属稳定化验证实验(实验Ⅲ)。实验Ⅰ中,工业废渣稳定效果最佳,对重金属Pb、Zn、Cd的去除率均超过93%;工业废渣与重金属溶液反应后的上清液p H值升高明显,平均增幅5左右。实验Ⅱ中,复配固化剂可实现对重金属Pb、Zn、Cd的同时去除,Pb、Zn和Cd的去除率分别为88.29%~99.95%、40.73%~99.46%和14.80%~98.35%;复合重金属溶液与药剂反应后,除S13~S16组外,上清液pH值略升高;不同比例复配固化剂对复合溶液重金属的去除率有所差异,沉淀中矿物种类和衍射峰强度略有差异;Cd2+倾向于与PO43-形成沉淀,复配固化剂和重金属生成一系列在中性环境难溶或者微溶于水的沉淀;与实验Ⅰ产物特征相比,复配固化剂与复合重金属反应后无明显的羟基硝酸铅矿物相生成。实验Ⅲ中,1#固化剂对土壤的p H值改变较小,2#固化剂对土壤中重金属的固化效果优于1#固化剂;对所挑选的3种重金属的固化效率均高于85%的试块进行重金属形态分析,试块中重金属固化效果明显,但残渣态比例偏小;1#固化剂适合于中性和近中性的土壤,2#固化剂适合于偏酸性或酸性土壤,可同步实现调节土壤pH和稳定化重金属。

关键词：重金属污染土壤稳定化工业废渣复配固化剂

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钢铁场地有机污染修复后土壤制备免烧陶粒

环境工程 2018年第8期36卷 153-159页

作者：代文彬战佳宇李寅明房桂明苍大强北京建筑材料科学研究总院有限公司北京100041 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

对修复后的钢铁场地污染土壤(修复土)进行资源化再利用,以修复土、水泥、粉煤灰、尾矿砂为基体原料,研究水泥/粉煤灰质量比、尾矿砂/修复土质量比、Ca O、钠基激发剂和发泡剂对所制免烧陶粒性能的影响。结果表明:陶粒基体原料适宜配比... 详细信息

对修复后的钢铁场地污染土壤(修复土)进行资源化再利用,以修复土、水泥、粉煤灰、尾矿砂为基体原料,研究水泥/粉煤灰质量比、尾矿砂/修复土质量比、Ca O、钠基激发剂和发泡剂对所制免烧陶粒性能的影响。结果表明:陶粒基体原料适宜配比为m(水泥)/m(粉煤灰)=3/2,m(尾矿砂)/m(修复土)=1/1,m(胶材)/m(集料)=2/3,滚动造球方式较为合适。当掺加Ca O和钠基激发剂后,胶材活性得到激发,促进了水化反应,陶粒得到固结硬化,各项性能指标良好。

关键词：免烧陶粒污染土土壤修复资源利用钢铁场地