Preliminary observations of surface morphology of municipal solid waste incineration fly ash particles treated by sodium carbonate, sulfate, and phosphate = Preliminary observations of surface morphology of municipal solid waste incineration fly ash particles treated by sodium carbonate, sulfate, and phosphate
저자
( Yu Tian ) ; ( Hiroki Kitamura ) ; ( Astryd Viandila Dahlan ) ; ( Takashi Yamamoto ) ; ( Fumitake Takahashi )
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2017
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-주제어
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학술저널
수록면
453-453(1쪽)
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Municipal solid wastes incineration (MSWI) is a commonly accepted solution in Japan for waste management by municipalities. The main products after incineration are bottom ash (BA) and fly ash (FA). The fly ash is cargorized as hazardous waste owing to high contents of heavy metals and toxic organic compounds like dioxin. It is necessary to take some immobilization treatment before landfill disposal of fly ash. The major treatment method in Japan is organic treatments such as chelating treatment. In this process, the authors found secondary mineral formations on fly ash surfaces. Because chelate reagents for organic treatment can be decomposed within several years and cause high concentraions of organic carbon in landfill leachate, this research focuses on inorganic treatments for stable immobilize of toxic elements.
In this study, MSWI fly ash sample was collected from a Japanese MSWI facility plant. Materials used in this research are chelate-treated MSWI fly ash, and three kinds of inorganic reagents. They are sodium carbonate (0.01mol/L), sodium phosphate (0.01mol/L) and sodium sulfate (0.01mol/L). In organic treatment, sodium solutions were mixed with fly ash at the solid to liquid (L/S) ratio of 1. Moistened samples were dried at room temperature about 20 °C for about 5 days. X-Ray Diffraction (XRD) method was used to detect major secodaiy minerals. Scanning Electron Microscope (SEM) was used to observe the surface morphology of fly ash particles and Energy Dispersive X-Ray analyzer (EDX) equipped with SEM was used to measure elemental distribtuions of fly ash particle surfaces.
According to the experiment results of XRD, the main crystals were sylvite, halite, anhydrite, gypsum, calcite and quartz. There is no significant difference bteween raw and inorganic-treated MSWI fly ash. It suggests that inorganic treatment did not promote secondary mineral formations which were detecable by XRD. SEM-EDX analysis showed that raw, chelate-treated and inorganic-treated MSWI fly ash particles consist mainly of Na, K, Cl, Ca, Al, and Si. According to SEM observations, significant differences of surface morphology of fly ash after inorganic treatment were not found in spite of chelate-treated MSWI fly ash. Although inomgaic treatments were expected to promote the formations of calcite (CaCO<sub>3</sub>), gypsum (CaSO<sub>4</sub>·2H<sub>2</sub>O) and apatite (Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>(OH)<sub>2</sub>), experimental conditions should be improved in particular water content, pH, and reaction time.
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