Heterogeneity analysis of municipal solid waste incineration fly ash particles investigated by elemental line profile measurement = Heterogeneity analysis of municipal solid waste incineration fly ash particles investigated by elemental line profile measurement
저자
( Hiroki Kitamura ) ; ( Astryd Viandila Dahlan ) ; ( Fumitake Takahashi )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2016
작성언어
-자료형태
학술저널
수록면
187-187(1쪽)
제공처
In Japan, municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash is landfilled after immobilization treatment owing to high contents of heavy metals. Major treatment method is chelate treatment. Its immobilization mechanism is considered as complexation between chelating substances and heavy metals. Although mineralogical characteristics of MSWI fly ash are changed dramatically by secondary mineral formation in chelate treatment process, MSWI fly ash has been considered as homogeneous because fly ash is fine particles. However, micro-characteristics of fly ash might have non-negligible impact on leaching behavior of heavy metals if fly ash is heterogeneous. Therefore, this study investigated heterogeneity of raw and chelate-treated MSWI fly ash particles by elemental line profile analysis.
Experimental samples are raw and chelate-treated MSWI fly ash collected from a Japanese MSWI facility plant equipped with stoker-type incinerator (incineration capacity : 250 Mg/d). Elemental mapping was conducted to investigate elemental distribution of fly ash particles by scanning electron microscope (SEM) equipped with energy dispersive X-ray analyzer (EDX). After elemental mapping, the surface of a fly ash particle was divided to 5 sections from the side to the other side horizontally. Line profile analysis was conducted at each divided section to analyze relative intensity of constituent elements. The coefficient of variation (C.V) of each element was calculated based on line profiles to evaluate heterogeneity in each particle.
Elemental mapping showed that raw and chelate-treated MSWI fly ash particles consist mainly of Al, Ca, Cl, Na, O, and Si. In some cases, they contained other elements (K, Mg, and S) as well as heavy metals (e.g. Cr, Fe, Mn, Ti, and Zn). Calculated C.V. of major elements are shown in histogram (see Fig. 1). The C.V of Al, Na, O, and Si are mainly distributed in the range of 0 to 0.8. However, they often distributed around 1.0. Therefore, these elements seem to be heterogeneous in each particle. The C.V. of Ca are distributed in the range of 0 to 0.5. Therefore, Ca seems to be slightly heterogeneous in each particle. On the other hand, the C.V. of Cl are distributed widely. This means that Cl is very heterogeneous in each particle. As a result, these results suggest that a MSWI fly ash particle is heterogeneous although it has been considered as homogeneous without sufficient observations. In addition, its heterogeneity might have non-negligible impact on leaching behaviors of heavy metals. Line profile analysis is useful for micro-scale characterization of MSWI fly ash particles. However, only 51 particles were analyzed in this study. Therefore, further observations are required to homogenize experimental results.
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