Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/2530
Title: Εκτίμηση της κινητικότητας των ιχνοστοιχείων του λιγνίτη, της ιπτάμενης τέφρας και της τέφρας εστίας των περιοχών Yatagan και Milas (Τουρκία) σε όξινο και αλκαλικό περιβάλλον
Authors: Φωτοπούλου, Μαρία
Issue Date: 2010-01-11T12:08:08Z
Keywords: Λιγνίτης
Ιπτάμενη τέφρα
Τέφρα εστίας
Πτητικότητα ιχνοστοιχείων
Κινητικότητα ιχνοστοιχείων
Όξινες συνθήκες
Αλκαλικές συνθήκες
Keywords (translated): Lignite
Mugla
Yatagan
Milas
Fly ash
Bottom ash
Volatility of trace elements
Mobility of trace elements
Acidic conditions
Alkaline conditions
Abstract: Μία από τις σημαντικότερες αποθέσεις λιγνίτη της Δυτικής Τουρκίας εντοπίζεται στην λεκάνη της Mugla. Η λεκάνη της Mugla αποτελείται από δύο τάφρους ΒΔ-ΝΑ διεύθυνσης, οι οποίες χωρίζονται από μία πλατιά έξαρση του υποβάθρου, δημιουργώντας τις υπολεκάνες του Yatağan και του Milas. Η εμφάνιση του υποβάθρου αποτελείται στα νότια από τα Λυκκιακά καλύμματα, τα οποία περιλαμβάνουν ένα σύμπλεγμα πετρωμάτων ωκεάνιας και ηπειρωτικής προέλευσης και στα βόρεια από μεταμορφωμένα πετρώματα, όπως σχιστόλιθοι, γνεύσιοι, αμφιβολίτες, και μάρμαρα της Μάζας Menderes. Η παρούσα εργασία εστιάζει στο λιγνίτη της περιοχής Milas και τα στερεά παραπροϊόντα καύσης του (ιπτάμενη τέφρα και τέφρα εστίας) από τις περιοχές Yeniköy, Yatağan και Kemerköy της Τουρκίας. Σκοπός της μελέτης είναι η εκτίμηση της κινητικότητας των ιχνοστοιχείων κατά την εκμετάλλευση του λιγνίτη για ηλεκτροπαραγωγή και κατά την αποθήκευση και διάθεση των στερεών παραπροϊόντων της καύσης του στην περιοχή Mugla της Τουρκίας. Αντικείμενο της εργασίας αποτέλεσε η γεωχημική μελέτη του λιγνίτη και των παραπροϊόντων του, καθώς και η χημική μελέτη των διαλυμάτων που προέκυψαν κατά την απόπλυσή τους σε συνθήκες pH 5 και 8,5. Επιπρόσθετα, πραγματοποιήθηκε μία σειρά εργαστηριακών αναλύσεων, που περιλαμβάνουν την προσεγγιστική και στοιχειακή ανάλυση, την ανθρακοπετρογραφική εξέταση, καθώς και τις ορυκτολογικές αναλύσεις όλων των δειγμάτων. Στα πλαίσια των εργαστηριακών αναλύσεων, προσδιορίστηκε η υγρασία, η τέφρα, η περιεκτικότητα σε πτητικά συστατικά, καθώς και η περιεκτικότητα των C, H, N και S του λιγνίτη και των παραπροϊόντων του, ο μόνιμος άνθρακας, η θερμαντική ικανότητα και η ανακλαστικότητα του λιγνίτη. Οι συγκεντρώσεις των ιχνοστοιχείων στον λιγνίτη, την ιπτάμενη τέφρα και την τέφρα εστίας προσδιορίστηκαν με τη χρήση του οργάνου ELAN 6100 Perkin Elmer®. Τα στοιχεία, που προσδιορίστηκαν είναι τα Αg, As, B, Ba, Be, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, Hf, Hg, Li, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Sr, U, V και Zn. Σύμφωνα με τις περιεκτικότητες των ιχνοστοιχείων του λιγνίτη και των παραπροϊόντων της καύσης του εκτιμήθηκε η κινητικότητά τους κατά την καύση με τον υπολογισμό του συντελεστή εμπλουτισμού (R.E.). Πολύ μικρό συντελεστή εμπλουτισμού και κατά συνέπεια έντονη πτητικότητα παρουσιάζουν τα στοιχεία As, Cd, Mo, Pb και Sr. Μέτρια πτητικότητα εμφανίζουν τα Ag, B, Cr, Ni, U, V, Zn, ενώ όλα τα υπόλοιπα έχουν μικρή πτητικότητα, καθώς συμμετέχουν στο τμήμα των παραπροϊόντων που παραμένει στην τέφρα των ατμοηλεκτρικών σταθμών. Ακολούθως, έλαβαν χώρα πειράματα έκπλυσης των ιχνοστοιχείων από το λιγνίτη και τα παραπροϊόντα του σε συνθήκες pH 5 και 8,5, ούτως ώστε να προσδιοριστεί η κινητικότητα τους, με τη βοήθεια του Ποσοστού Σχετικής Έκπλυσης (RML) και της Έντασης έκπλυσης (Ιl). Τα αποτελέσματα των παραπάνω έδειξαν ως πιο κινητικά ιχνοστοιχεία σε συνθήκες pH 5 και 8,5, στο λιγνίτη τα As, B, Mn, Sr, στην ιπτάμενη τέφρα τα Cr, Li, Mo και Sr, και στην τέφρα εστίας τα Li, Mo, Sr. Προκειμένου να προσδιοριστεί η γεωχημική συγγένεια των ιχνοστοιχείων στα «ως έχει» δείγματα του λιγνίτη και των παραπροϊόντων καύσης του, αλλά και να περιγραφεί η συμπεριφορά τους κατά τη διάρκεια της έκπλυσής τους σε διαφορετικές τιμές pH, πραγματοποιήθηκε στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων της στοιχειακής ανάλυσης. Ειδικότερα, στα αποτελέσματα των στοιχειακών αναλύσεων και των τιμών έκπλυσης των ιχνοστοιχείων όλων των δειγμάτων ξεχωριστά για pH 5 και pH 8,5, καθώς και των ορυκτών της ιπτάμενης τέφρας και της τέφρας εστίας εφαρμόστηκε η μέθοδος της παραγοντικής ανάλυσης R-τύπου.
Abstract (translated): One of the most important lignite deposits of Western Turkey is located in the basin of Mugla. The Mugla basin consists of two NW-SE direction grabens, which are separated by a wide rise of the basement that creates the sub-basins of Yatağan and Milas. Southern, the basement is consisted of the Lyccian nappes, which contain a cluster of ocean and continental origin rocks, while northern is consisted of metamorphic rocks, such as schists, gneiss, amphibolites and marbles of the Menderes Mass. The present study focuses on the lignite of Milas region and its combustion solid by-products (fly ash and bottom ash) from Yeniköy, Yatağan and Kemerköy areas in Turkey. The purpose of this study is to estimate the mobility of elements and trace elements in the exploitation of the lignite deposits for generating power in the region of Mugla in Turkey. The object of the present study lies in the geochemical study of lignite and its combustion products and in the determination of the mobility of trace elements during the combustion of lignite and the leaching of lignite and its by-products, under pH 5 and 8.5 conditions. In addition, several laboratory analyses are performed, including the proximate and the elemental analysis, the coal-petrographical examination and the mineralogical analysis of all samples. During these laboratory analyses are determined the moisture, the ash, the content of volatile components and the content of C, H, N and S of lignite and lignite combustion products the permanent carbon, the calorific value and the reflectivity of lignite. The contents of trace elements in lignite, in fly ash and in bottom ash are determined using an ELAN 6100 Perkin Elmer ® instrument. The elements, which were identified, are Ag, As, B, Ba, Be, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, Hf, Hg, Li, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, U, V and Zn. According to the trace elements contents of lignite and its combustion products, the mobility during combustion was determined using the Enrichment Factor (RE). Very low rate of enrichment and thus, strong volatility, have the elements As, Cd, Mo, Pb and Sr. Medium volatility is being observed in the elements Ag, B, Cr, Ni, U, V, Zn, while all the rest have low volatility due to their existence in the part of the lignite co-products that remain in the ash of the Thermal Power Plants. Furthermore, leaching experiments under pH 5 and 8.5 conditions took place to estimate the mobility of trace elements from lignite and its by-products using the Relative Mass Leached (RML) and Leaching Intensity (Ιl). The above results, under pH 5 and 8.5 conditions, indicate as more mobile trace elements in the lignite the elements As, B, Mn, Sr, in the fly ash the elements Cr, Li, Mo and Sr, and in the bottom ash the elements Li, Mo, Sr. In order to determine the geochemical affinity and the mode of occurrence of trace elements in the samples of lignite and its combustion by-products and to describe their behavior during the leaching at different pH conditions, a statistical process of the elemental analysis results is performed. In particular, the methodology of factor analysis R-type is used in the elemental analysis results, in the leaching values of trace elements of all samples, separately for pH 5 and pH 8,5 and in the fly ash and the bottom ash minerals.
Appears in Collections:Τμήμα Γεωλογίας (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Fotopoulou MSc.pdf2.58 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons