3.1.1黄磷炉渣化学成分分析
本试验所采用的黄磷炉渣取自云南省某磷化学工业公司,元素分析结果见表3-1。通过对黄磷炉渣的元素分析结果可知:此固体废弃物的主要元素为SiO2、CaO、Fe、Al、MgO、F、P2O5,氧化钙和二氧化硅含量分别高达48.73%和40.56%。
表3-1 黄磷炉渣的主要化学成分(%)
3.1.2黄磷炉渣的X射线衍射图谱(XRD图谱)
图3-1为黄磷炉渣原料的XRD分析图谱。从图3-1可以看出,黄磷炉渣的X射线衍射图中并无明显的晶态矿物峰,这说明原料黄磷炉渣为非晶态物质。
图3-1 黄磷炉渣原料的XRD分析图谱
3.1.3黄磷炉渣的扫描电镜图(SEM图)
图3-2为黄磷炉渣的SEM分析图。从图3-2可以看出,黄磷炉渣的表面基本光滑,且呈现出无规则的块状、棱角状和碎屑状等,绝大部分的黄磷炉渣的粒径都在50 μm以下,一些微小的黄磷炉渣颗粒吸附在较大的磷渣颗粒表面。
图3-2 黄磷炉渣的SEM分析图
3.1.4黄磷炉渣的红外光谱图
图3-3为黄磷炉渣原料的红外光分析图谱。由图3-3可知,1431.4 cm-1和1496.2 cm-1处的吸收峰为Ca—O键的伸缩振动峰,717.8 cm-1处的吸收峰对应于Si—O键的对称伸缩振动峰,3422.7 cm-1是硅羟基和物理吸附水中—OH键的伸缩振动吸收峰,1625.9 cm-1是物理吸附水的H—O—H弯曲振动吸收峰。图谱说明,黄磷炉渣原料的主要物相为由Ca—O和Si—O键组成的化合物[59-60]。
图3-3 黄磷炉渣原料的红外光分析图谱
3.1.5黄磷炉渣原料的电子探针分析
图3-4、3-5、3-6和3-7为黄磷炉渣原料的电子探针分析结果。
图3-4中,左图灰色块为渣样的背反射电子像,可以看出渣中有裂纹和孔洞;右图为渣样相(氧化物)组成形态图,不同灰度代表不同物相及该相在面积中的百分比。
图3-4 黄磷炉渣原料的电子探针分析图谱(一)
图3-5中,左图是渣样的背反射电子像,可以看出渣中有较多的裂纹和大小不同的孔洞;右图为渣样相(氧化物)组成形态图,不同灰度代表不同物相及该相在面积中的百分比。
图3-5 黄磷炉渣原料的电子探针分析图谱(二)
图3-6,中左上是渣样的背反射电子像,其他分别是Si、Ca、Zn、P、K元素的X射线元素面分布图(深灰色表示未检测到的元素,元素含量由不同深浅的灰度表示)。
图3-6 黄磷炉渣原料的电子探针分析图谱(三)
由图3-4至图3-7的分析结果可以看出,黄磷炉渣主要由SiO2和CaO组成,二者含量在85%以上,此外还含有0.2%左右的Fe2O3和2%~3%的P2O5。炉渣的主要物相为Ca—Si化合物,其次为Ca—Si—P化合物,由图3-4和图3-5可以看出,这些化合物以细颗粒状态存在,呈粒状结合,化合物间的嵌布特征是相互混合、密切且均匀共生的。
图3-7 黄磷炉渣电子探针分析结果
3.1.6黄磷炉渣原料中铁的物相分析
黄磷炉渣原料中铁的物相组成分析结果见表3-2。
表3-2 黄磷炉渣原料中铁的物相组成分析
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