CN104853856B - 处理含钠粉煤灰以降低其中包含的硒的可浸出性 - Google Patents

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Abstract

一种用于降低由燃烧过程提供的含钠粉煤灰中包含的硒的可浸出性的处理方法，其中使钠基吸附剂与由燃烧所产生的烟道气接触，以除去包含在烟道气中的至少一部分污染物。该方法包括：(a)使该含钠粉煤灰与至少一种添加剂在水的存在下接触；并且(b)干燥来自步骤(a)的材料(优选地糊剂)，以形成干物质。该添加剂可以包括至少一种含锶的化合物、至少一种含钡的化合物、白云石、白云石衍生物(如煅烧或水合白云石)、至少一种含硅酸盐的化合物、或它们中的两种或更多种的任意组合。特别合适的添加剂可以包括氯化锶、氢氧化锶、粉碎的白云石质石灰、硅酸钠、或它们中的两种或更多种的任意组合。

Description

处理含钠粉煤灰以降低其中包含的硒的可浸出性
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年12月5日提交的美国临时申请号61/733,521的优先权，为了所有的目的将该申请的全部内容通过引用结合在此。
发明的技术领域
本发明涉及处理含钠粉煤灰以降低其中所包含硒的可浸出性，其中该含钠粉煤灰在燃烧过程中被提供，该燃烧过程利用钠基吸附剂污染控制系统，特别是利用用于发电的燃煤过程中的包含碳酸钠、碳酸氢钠和/或碳酸氢三钠(或天然碱)的干吸附剂。
发明背景
在美国的排放法规已导致通过增加排放控制的煤基发电厂的改变。
在燃煤系统的煤燃烧期间，产生燃烧产物/副产物并且其被夹带在废气(有时称作烟道气)中。这些燃烧副产物包括包含轻质微粒物质的粉煤灰；以及气态化合物如二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、盐酸(HCl)和氢氟酸(HF)。如果这些气态燃烧副产物排放到大气中，它们可能变成空气污染物。控制SO2/SO3排放(通常被称为‘SOx’排放)和HCl/HF排放要求在将烟道气释放到环境之前从烟道气去除这些气态化合物。许多材料已被用于处理烟道气。这些材料的物理性质从湿法洗涤到注入干粉状材料而变化并且取决于所用的整体污染控制处理系统。
气态燃烧副产物总体上呈酸性，并且因此用于将它们从烟道气中除去(“洗涤”)所使用的浆液或干材料是碱性的。用于烟道气脱硫的湿法去除系统(被称为‘洗涤器’)典型地利用石灰基试剂(例如，氧化钙)或石灰石的水性浆液来中和从烟道气在洗涤器中的溶解和随后的氧化所产生的亚硫酸和/或硫酸。在使用CaCO3(石灰石)浆液或石灰基浆液(Ca(OH)2)的SO2湿法洗涤中发生的反应产生CaSO3(亚硫酸钙)。
当使用采用石灰石浆液或石灰基试剂的湿法洗涤器时，产生大量废产物并且其必须被清理走进行处置。这种做法在位于填埋空间是充足的或者是具有成本效益的处置替代方案的地区的发电厂中是普遍的。
最近，其他的碱性材料代替石灰基试剂和石灰石或除其之外已经得到接受，这些材料在烟道气脱硫洗涤器系统的排放控制、维护和废物处置要求的操作中提供了灵活性和通用性。这些其他的材料典型地是比石灰和石灰石更昂贵的，但也是更有效的，并且更经常被用于：
1.其中待处理的废气的体积小(相对于来自大型发电厂的那些)；
2.其中其他因素如碱性材料的运输成本是经济的；
3.其中受当地或地区法规限制的要求或需要；或者
4.其中这些和其他经济、技术或法规问题的任何组合使这种替代方案是经济和环境上可行的。
在烟道气处理中使用的这些替代碱性材料中一些是干钠基吸附剂，这些吸附剂包括碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸氢三钠(Na2CO3.NaHCO3.2H2O)、它们的组合，或包含它们的矿物如，天然碱、苏打石。
天然碱，由于其高碳酸氢三钠含量(典型地70-99wt％)有时被称为碳酸氢三钠(Na2CO3.NaHCO3.2H2O)，是天然矿物，并在干烟道气处理系统中正受到增加的广泛使用。苏打石，有时被称为碳酸氢钠(NaHCO3)，也是天然矿物，其能够被用于干或浆液烟道气处理系统中。
对于干吸附剂注入，将干粉状含钠吸附剂(如颗粒天然碱或碳酸氢钠)注入到烟道气流(含有燃烧固体物质和气态酸性燃烧副产物)从中流过的通风道中。这些酸性气体和含钠吸附剂(例如，天然碱或碳酸氢钠)反应形成处理副产物。将处理过的烟道气中的固体组分，包括燃烧固体物质、处理副产物(其可以是固体钠盐和/或可以被吸附/吸收在燃烧固体物质上)以及任选地任何未反应的含钠吸附剂(当使用化学计量过量时)使用微粒回收系统从烟道气流中除去，该微粒回收系统是例如一个或多个袋式过滤器或优选是一个或多个静电除尘器(ESP)以收集被称为‘含钠粉煤灰’的固体并且回收DSI处理过的烟道气流，该处理过的烟道气流可进一步进行湿法洗涤来进一步除去残留的酸气态燃烧副产物。
只要有可能，从该微粒回收系统收集的由煤燃烧产生的粉煤灰(‘煤飞灰’)可以在各种应用中使用；不然它被处置到填埋场中。
在2006年，美国的燃煤电厂已产生了7200万吨粉煤灰。几乎45％的这些固体残渣(3200万吨)被用于十几种应用中。根据美国煤灰协会，“2006年煤炭燃烧产品(CCP)-生产和使用调查”(AMERICAN COAL ASH ASSOCIATION,“2006Coal Combustion Product(CCP)-Production and Use Survey”)，在这些应用中：
1500万吨在混凝土/混凝土产品/灰浆中；
700万吨在结构性填料/堤岸中；以及
400万吨在水泥/用于熟料的原料中。
使用钠基干吸附剂注入技术的烟道气脱硫处理的一个例子在Maziuk的美国专利号7854911中进行说明。Maziuk描述天然碱与SO2的化学反应，它不像碳酸氢钠在高温下熔化。根据Maziuk，当处于或高于275oF加热时，天然碱(主要是碳酸氢三钠)经历所包含碳酸氢钠快速煅烧成碳酸钠。Maziuk提出了“类似爆米花”的分解通过使未反应的碳酸钠到用于SO2中和的颗粒表面产生了一个大的并且反应性的表面。该反应的副产物是硫酸钠并且收集在煤灰中。天然碱与SO2的化学反应表示如下：
2[Na2CO3.NaHCO3.2H2O]→3Na2CO3+5H2O+CO2
Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2
Na2SO3+1/2O2→Na2SO4
当注入到一个燃煤发电厂的烟道气中时与天然碱的其他反应可以包括根据以下与盐酸的反应：
[Na2CO3.NaHCO3.2H2O]+3HCl→3NaCl+4H2O+2CO2
天然碱与酸性气体(例如，SO2、SO3、HF、HCl)的固体反应产物，其主要是钠盐(例如，硫酸钠、亚硫酸钠、氟化钠和/或氯化钠)以及未反应的钠碳酸，然后收集在一个或多个微粒收集装置，如一个或多个袋式过滤器或一个或多个静电除尘器中。
例如，天然碱可以保持与烟道气体接触足够长的时间以使该天然碱的一部分与该SO3的一部分反应而降低烟道气流中的SO3浓度。对于SO3的去除，总脱硫优选为至少约70％，更优选至少约80％，并且最优选至少约90％。
因此，从主要使用粉末状的天然碱或碳酸氢钠作为DSI系统中的钠基吸附剂的烟道气酸气去除处理所产生的含钠粉煤灰不仅包含钠盐(例如，亚硫酸钠、硫酸钠、氯化钠和/或氟化钠)涂覆并密切混合的粉煤灰颗粒和未反应的钠基吸附剂，还包含各种金属化合物和其他化学属性(attributes)，这些属性可能造成环境问题(如果含钠粉煤灰被置于填埋场或用于有益的再利用的话)。
尽管用于从燃煤发电厂的烟道气去除酸气的天然碱或碳酸氢钠对解决在美国的法规限制是有帮助的，这些钠基吸附剂已经改变了粉煤灰的物理和化学特性，具有如下两种后果：
-痕量元素(如硒)和可溶性物质的浸出随着钠含量的增加而增加：这提出了其对环境的影响(环境的存储管理、地表水和地下水的质量、人体健康...)的问题，并且
-高含量的水溶性钠盐可必然阻止含钠粉煤灰到混凝土的可能的增值(valorization)(如果没有进行任何进一步处理的话)(标准ASTM-C-618：作为火山灰质添加剂，粉煤灰不得含超过1.5wt％的Na2O)，并提出了其存储的问题。
由于引入钠基吸附剂，当包含在烟道气中的重金属与该钠基吸附剂接触时，可能形成一些水溶性钠-重金属络合物、化合物、和类似物。当与粉煤灰形成水溶性物质时，痕量元素(如Se)随钠含量增加而增加，这些痕量元素中的一些从含钠粉煤灰中的可浸出性也是如此。
特别地，在由煤燃烧提供的未处理的天然碱基粉煤灰中的硒(Se)含量通常高于法规限度，并且此种含钠粉煤灰必须在地面处置或有益再利用之前进行处理。例如，对于到RCRA副标题D(RCRA Subtitle D)规定的填埋场中的硒的可接受的最大沥滤液浓度是一(1)mg/L。
硒是一种难以处理的金属，因为硒(Se)呈现各种氧化态。在弱氧化条件下的碱性环境中，硒酸根(Se+4、SeO4 -2)离子占主导地位。相反地，在仍氧化性的酸性环境中，亚硒酸根(Se+3、SeO3)离子占主导地位。硒酸盐在土壤中是显著可移动的，在5.5-9.0的pH值范围内具有很小的硒酸根离子吸附。因此，在碱性条件下氧化环境中硒迁移率是有利的。其结果是，硒的浓度和形式受pH值、氧化还原、和基质组成(例如，土壤、灰渣)控制，并且使得难以在不同环境中进行短期和长期处理，但当过量的钠基吸附剂如天然碱(Na2CO3.NaHCO3.2H2O)被用于烟道气处理中时对于在升高的pH值下的含钠粉煤灰是特别困难的。
水溶性重金属化合物(如硒酸盐和/或亚硒酸盐)可能是有害的，如果它们从粉煤灰中浸出的话。因此，这里存在对于电厂运营商的困境。在一方面，人们需要减少由燃烧过程(例如燃煤发电厂)排出的气体污染物的量，而由于燃料性质迫使用于污染物控制的化学处理，存在着增加的含有重金属诸如Se的燃烧废物的产生并且导致对于由其获得的固体废物处置的需要的增加。
发明概述
本发明涉及一种用于处理由燃烧过程提供的含钠粉煤灰的方法，其中使钠基吸附剂与由燃烧所产生的烟道气接触，以除去包含在烟道气中的至少一部分污染物。该用于处理含钠粉煤灰的方法的目的是降低包含在此种粉煤灰中的硒的可浸出性。
此种方法对于处理在一个燃煤电厂中产生的粉煤灰是特别有用的。
在具体的实施例中，本发明涉及在一个燃煤电厂中产生的粉煤灰的处理，其中将干吸附剂注入到由煤的燃烧产生的烟道气中，以便除去包含在烟道气中的至少一部分污染物。用于从烟道气中除去污染物的吸附剂优选包括含钠吸附剂，由此这种粉煤灰是含有至少一种钠化合物的含钠粉煤灰。
本发明的一个具体方面涉及一种用于降低含钠粉煤灰中包含的硒的可浸出性的方法，其中该含钠粉煤灰是由燃烧过程提供的，其中使包括含钠吸附剂的吸附剂与在燃烧过程中所产生的烟道气接触，以除去包含在该烟道气中的至少一部分污染物，
此种方法包括：
(a)使所述含钠粉煤灰与至少一种添加剂在水的存在下接触，其中该至少一种添加剂包括至少一种含锶的化合物；至少一种含钡的化合物；白云石；一种或多种白云石衍生物(像白云石质石灰，选择性煅烧的白云石，和/或水合白云石)；至少一种含硅酸盐的化合物；或它们中的两种或更多种的任意组合；并且
(b)干燥从步骤(a)产生的该材料，以形成干物质。
该含钠粉煤灰优选是通过煤燃烧过程提供的含钠煤飞灰，其中将包括含钠吸附剂的干吸附剂注入到由煤燃烧产生的烟道气中以除去包含在该烟道气中的至少一部分污染物(优选酸气体，如SOx、HCl、HF)。
在此种方法中，该添加剂优选包括至少一种含锶化合物、白云石、白云石衍生物(如白云石质石灰、水合白云石)、硅酸钠、或它们中的两种或更多种的任意组合。
该接触可以包括使该含钠粉煤灰和包含该至少一种添加剂的水性溶液或浆液或悬浮液与任选地额外的水或酸性溶液混合；可以包括将水或酸性溶液与包含该至少一种呈固体形式的添加剂和含钠粉煤灰的干混料混合；和/或可以包括将包含该至少一种添加剂的水性溶液或浆液或悬浮与任选地额外的水或酸性溶液一起喷雾到所述含钠粉煤灰上。
该方法可以包括在接触之前首先将该至少一种添加剂分散或溶解到水或酸性溶液中，以形成包含该至少一种添加剂的水性悬浮液、浆液或溶液，其中该接触包括使所产生的水性分散体、浆液或溶液与所述含钠粉煤灰混合和/或将该所产生的水分散体、浆液或溶液喷雾到所述含钠粉煤灰上。
该方法可以包括在接触之前首先干混该至少一种呈固体形式的添加剂和该含钠粉煤灰以形成干混料，其中该接触包括将水或水性介质(例如酸性溶液)与所述干混料混合。
前面的段落已经通过总体介绍的方式提供，并且并不意图限制以下权利要求的范围。本发明优选的实施例，连同另外的优点，将通过参考下面详细说明得到最好的理解。
优选实施方式的详细说明
定义
如本文所用，术语“重金属”通常指的是以下元素，包括例如，砷、硒、锑、铍、钡、镉、铬、铅、镍和锌。如本文所用，这些术语包括这些金属的元素形式以及包含它们的有机和无机化合物和盐。这些元素和其化合物中的许多对人类、动物和/或水生生物有害。
术语“溶解度””是指化合物在水或水性溶液中的水溶解度，除非明确地另有说明。
如本文所用，术语“添加剂”指的是化学添加剂。
如本文所用，术语“天然碱”包括任何来源的碳酸氢三钠。
术语“烟道气”包括来自任何类型的燃烧过程(包括煤、石油、天然气等的燃烧)的废气。
如本文所用，术语烟道气中的“污染物”包括酸气体，如SO2、SO3(一起典型地称为SOx)、HCl、HF和NOx以及一些可以处于汽化形式的重金属。
如本文所用，术语“吸附剂”指的是在与烟道气接触时与一些烟道气成分(如污染物)相互作用，从而从烟道气中除去至少其中一些的材料。此种相互作用可以包括至少一种烟道气成分吸附在吸附剂内或上和/或吸附剂与至少一种烟道气成分之间的反应。
术语‘包括’囊括了‘主要由……组成’以及还有‘由……组成’。
多个要素包括两个或更多个要素。
短语‘A和/或B’是指以下选择：元素A；或元素B；或元素A和B(A+B)的组合。
短语其中n≥3的‘A1，A2，...和/或An’指的是以下选择：任何单个元素Ai(ⅰ＝1、2、...n)；或选自A1、A2、...An的从二到(n-1)个元素的任何子组合；或所有元素Ai(ⅰ＝1、2、...n)的组合。例如，短语‘A1、A2、和/或A3’是指以下选择：A1；A2；A3；A1+A2；A1+A3；A2+A3；或A1+A2+A3。
在本申请中，在将一种要素或组分说成是包括在和/或选自一列所列举的多个要素或组分之中的地方，应该理解的是在此处明确考虑到的相关实施例中，该元素或组分还可以是这些单独的列举出的要素或组分中的任何一个并且还可以选自一个由这些明确列举出的要素或组分中的任何两个或更多个所组成的组。在一列要素或组分中列举的任何要素或组分可以从这个列表中省去。进一步地，应该理解的是在此描述的工艺或方法的要素和/或特征可以按多种方式进行组合而并不背离本传授内容的范围和记载，无论在此是明确的或是暗示的。
在此使用的单数“一个或一种(a/one)”包括复数(并且反之亦然)，除非另外明确地陈述。
此外，如果在一个数值之前使用术语“大约”或“约”，那么本发明的传授内容同样包括该具体的数值其本身，除非另外确切地指明。如在此使用的，术语“大约”或“约”是指从标称值的+-10％的变化，除非另外明确地指明。
含钠粉煤灰
在根据本发明的方法中处理的粉煤灰优选是由发电厂(如燃煤发电厂)产生的。此类电厂优选包括一个或多个污染物控制过程和系统，这些控制过程和系统通过使用一种或多种吸附剂允许从此类电厂产生的废气(烟道气流)中除去某些污染物以满足对气体排放的法规要求。当在污染物控制过程中使用的吸附剂是钠基的时，该粉煤灰可被称为‘含钠’粉煤灰，特别是如果粉煤灰的钠含量以Na2O表示大于1.5wt％时。烟道气中的污染物通常包括酸性气体，如SO2、SO3、HCl和/或HF。烟道气中的污染物可以进一步包括一种或多种重金属。有待使用一种或多种吸附剂除去的污染物优选是SO2和/或SO3；HCl；和任选地重金属如汞。
粉煤灰优选由燃煤发电厂使用至少一种干吸附剂注入(DSI)技术产生，其中至少一种干吸附剂包含一种或多种含钠吸附剂或由一种或多种含钠吸附剂组成。在此种过程中，所产生的煤飞灰包含一种或多种水溶性含钠化合物，如碳酸钠和/或硫酸钠，并且因此优选是‘含钠’煤飞灰。在DSI技术中使用的产生含钠煤飞灰的含钠吸附剂可以选自下组，该组由以下各项组成：碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸氢三钠(Na2CO3.NaHCO3.2H2O)、亚硫酸钠(Na2SO3)、以及它们的任意组合。可以使用包含这些钠化合物之一或组合的矿物(如天然碱、苏打石)来代替化合物本身。
使用本发明的步骤(a)和(b)处理的‘含钠’粉煤灰包含至少一种钠化合物。在有待处理的含钠粉煤灰中的该至少一种钠化合物可以选自下组，该组由以下各项组成：碳酸钠、硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸氢钠、氯化钠、氟化钠、一种或多种含有硒的钠化合以及它们的组合。含钠粉煤灰的主要水溶性钠组分通常是碳酸钠、硫酸钠和/或氯化钠。在接触并干燥之前该含钠粉煤灰优选地包含至少一种选自由以下各项组成的组的钠化合物：碳酸钠、硫酸钠、亚硫酸钠、氯化钠、氟化钠、一种或多种含硒的钠化合物、以及它们的任意组合。
含钠粉煤灰可具有以Na2O表示的大于1.5wt％、优选等于或大于2wt％的钠含量。含钠粉煤灰可具有以Na2O表示的小于50wt％、优选等于或小于45wt％的钠含量。
在一些实施例中，该含钠粉煤灰包含至少2ppm的量的硒。在该含钠粉煤灰中的硒含量可以是从2ppm至30ppm。
包含在含钠粉煤灰中的至少一部分硒(例如，超过1ppm硒)是在去离子水或稀酸性溶液中可浸出的，如果没有对该含钠粉煤灰使用根据本发明的添加剂处理的话。
在一些实施例中，该含钠粉煤灰进一步包含含硅和/或铝的水不溶性材料。含钠粉煤灰的主要水不溶性组分可以包括作为氧化物测量的硅、铝、铁和钙。
产生含钠粉煤灰
本发明的一些实施例可以进一步包括一个在用于处理含有酸性气体污染物(如优选地SOx、HCl和/或HF)的气体的过程中产生含钠粉煤灰的步骤。
粉煤灰优选由燃煤发电厂使用至少一种干吸附剂注入(DSI)技术产生，其中至少一种干吸附剂包含一种或多种含钠吸附剂或由一种或多种含钠吸附剂组成。
可以将含钠吸附剂(例如，天然碱或碳酸氢钠)注入一个烟道气流(例如，在一个燃煤发电厂产生的)中，并且该含钠吸附剂与至少一种污染物相互作用以除去所述一种或多种污染物的至少一部分。该注入优选地在该烟道气流流动的管道中发生。在这一过程中，推荐该烟道气流的温度是高于100℃，优选高于110℃，更优选高于120℃，最优选高于130℃。在那些温度下，天然碱或碳酸氢钠(或苏打石)迅速分解成具有高比表面积并且因此具有高反应性的碳酸钠。这些含钠吸附剂的分解在暴露于这种温度时在数秒内发生，例如在管道中。该吸附剂可以呈干或半干状态被注入。‘半干状态注入’应理解为意指将该吸附剂(浆液)的水溶液或优选悬浮液的微小液滴注入到具有高于100℃的温度的热烟道气中。该溶液或悬浮液在与该热烟道气接触后立即蒸发。包含吸附剂/污染物的一次或多次相互作用(如吸附和/或一次或多次反应)的产物的烟道气固体可以通过一个或多个袋式过滤器和/或一个或多个静电除尘器从处理过的烟道气中回收以产生含钠粉煤灰，该含钠粉煤灰的一部分可以通过本发明的方法进行处理。
在含有氯化氢的气体(如来自家庭垃圾的焚化的烟道气)的纯化中使用碳酸氢钠吸附剂的一个适合的实例可以在美国专利号6,171,567(Fagiolini的)中找到，将该专利通过引用结合在此。
用于使用碳酸氢钠清洗含有二氧化硫和一氧化氮的气体(例如，在发电电站通过含硫矿物燃料燃烧产生的烟气)的另一个合适的实例可以在美国专利号5,540,902(DeSoete的)中找到，将其通过引用结合在此。
在含二氧化硫气体的净化中使用天然碱吸附剂的合适的实例可在美国专利号7,854,911(Maziuk的)中找到，将其通过引用结合在此。
在从500°F到850°F的温度下净化含三氧化硫气体中使用的天然碱吸附剂的合适的实例可在美国专利号7,481,987(Maziuk的)中找到，将其通过引用结合在此。
这些污染物控制方法中的任一种都具有产生含有可浸出硒的含钠粉煤灰的可能性，这可能需要根据本发明进行处理以最小化硒的浸出。
步骤(a)：与至少一种添加剂接触
根据本发明的方法包括：(a)使该含钠粉煤灰与至少一种添加剂在水的存在下接触。
该添加剂可以包括至少一种含碱土金属的化合物、至少一种含硅酸盐的化合物、或它们的组合。该碱土金属可以是Mg、Ca、Sr、和/或Ba。
优选的添加剂可以包括至少一种含锶的化合物；至少一种含钡的化合物；白云石；一种或多种白云石衍生物(像白云石质石灰，选择性煅烧的白云石和/或水合白云石)；至少一种含硅酸盐的化合物，或它们中的两种或更多种的任意组合。
特别优选的添加剂可以包括至少一种含锶的化合物、白云石、白云石质石灰，至少一种含硅酸盐的化合物，或它们中的两种或更多种的任意组合。
合适的含锶的化合物可以包括以下各项，或者可以由以下各项组成：氢氧化锶、氯化锶、碳酸锶、或它们中的两种或更多种的组合，优选可以包括氢氧化锶和/或氯化锶，或可以由氢氧化锶和/或氯化锶组成。
合适的含钡的化合物可包括氢氧化钡和/或氯化钡，或可以由氢氧化钡和/或氯化钡组成。
合适的含硅酸盐的化合物可以包括硅酸钠和/或硅酸镁，或可以由硅酸钠和/或硅酸镁组成，优选可以包括硅酸钠，或可以由硅酸钠组成。含硅酸盐的化合物不包括硅砂。
合适的包含Mg和/或Ca的添加剂可以包括以下各项，或可以由以下各项组成：碳酸镁(菱镁矿)、白云石、一种或多种白云石衍生物、或它们中的两种或更多种的任意组合。优选的是该添加剂不包括石灰。甚至更优地选该添加剂不是由石灰组成的。
白云石是一种矿物(CaCO3.MgCO3)，其含有等摩尔量的碳酸钙和碳酸镁；它总体上含有最少97％的总碳酸盐组成。
白云石衍生物是通过将白云石的至少一种或两种碳酸盐组分部分地或完全转化成氧化物或氢氧化物的形式得到的一种化合物。白云石衍生物的非限制性的实例包括白云石质石灰(也被称为‘煅烧的白云石’)，选择性地煅烧的白云石和/或水合煅烧白云石(也被称为‘水合白云石’)。白云石质石灰典型地由白云石的煅烧所产生。根据所使用的煅烧条件，可以获得‘完全煅烧的白云石’或‘选择性煅烧的白云石’。白云石质石灰典型地指的是其中白云石在900-1200℃范围内的温度下煅烧，从其两种碳酸盐组分产生相应的氧化物和CO2以得到式：CaO.MgO的‘完全煅烧的白云石’。由于在白云石中的碳酸镁组分在比碳酸钙(约900℃)更低的温度(约600℃)分解成氧化物形式和CO2，白云石可以选择性煅烧(例如，≥600并且<900℃)以将其镁组分转化为氧化物形式同时保持大部分的钙组分处于碳酸盐形式，从而提供具有近似式MgO.CaCO3的‘选择性煅烧的白云石’。水合白云石是消化完全煅烧的白云石的产物，由此氧化钙水合而氧化镁保持不变；因此水合白云石具有近似式MgO.Ca(OH)2。粉碎的白云石质石灰(具有微米大小的颗粒)，也被称为‘DLP’，特别适合作为添加剂的来源。
特别合适的含有Mg和Ca的添加剂可以包括以下各项，或可以由以下各项组成：白云石、白云石质石灰、水合白云石、或它们中的两种或更多种的任意组合。
优选的添加剂可以包括以下各项，或者可以由以下各项组成：至少一种选自由以下项组成的组的化合物：氢氧化锶、氯化锶、硅酸钠、白云石质石灰、以及它们中的两种或更多种的任意组合。
特别有利的添加剂是硅酸钠或硅酸钠与选自由以下各项组成的组的化合物的组合：氢氧化锶、氯化锶白云石质石灰、以及它们中的两种或更多种的任意组合。
当该添加剂与含钠粉煤灰接触之前为粉末或微粒形式时，其平均粒径总体上为小于500微米，优选小于250微米，更优选小于150微米。对于水溶性添加剂的小粒径的一个优点在于这种添加剂在水中溶解更快。出于这个原因，还设想了使用具有亚微米(例如，纳米级)颗粒的微粒添加剂。
在一些实施例中，该添加剂不含有含磷酸盐的化合物和/或含磷酸的化合物。具体地，该添加剂优选不含有正磷酸或它的任何碱金属/碱土金属的盐。
在一些附加的或替代的实施例中，该添加剂不含有含硫化物的化合物，如硫化钠Na2S。
在一些附加的或替代的实施例中，该添加剂不含有含铁的化合物，如硫酸铁Fe2(SO4)3。
在一些附加的或替代的实施例中，该添加剂不含有氧化钠(Na2O)、氯化钙、和/或氯化铵。
在优选的实施例中，该添加剂排除了含磷酸盐的化合物、含磷酸的化合物(包括正磷酸)、含硫化物的化合物、氧化钠(Na2O)、氯化钙、氯化铵、和含铁的化合物。
该添加剂的含量可以在宽范围内变化。
该添加剂的量优选为足以实现从含钠粉煤灰的至少50％、或至少60％、或至少75％的硒可浸出性降低。
该添加剂的量可以是足以实现从处理过的材料中1ppm或更小的硒可浸出性。
该添加剂的含量通常是基于该含钠粉煤灰的重量高于或等于0.1％，优选高于或等于0.5wt％，更优选高于或等于1wt％，并且最优选高于或等于2wt％。该添加剂的含量总体上是小于或等于20wt％，有利地小于或等于15wt％，更有利地小于或等于10wt％，并且最有利地小于或等于5wt％。对于该添加剂，从2wt％至5wt％的范围是特别有利的。
添加剂与硒的摩尔比典型地是高于1:1。添加剂与硒的摩尔比可以是从2:1到100:1或甚至更大。
该接触在至少一些水的存在下发生。接触不包括粉煤灰与任何添加剂之间在不存在水的情况下的干接触。可以将含钠粉煤灰与至少一种添加剂干混，但在这种情况下，接触是当水被添加到该干混料中时引发的。
在一些实施例中，含钠粉煤灰的特征在于液体保持能力。在步骤(a)中的接触过程中所使用的水的量可以是比所述含钠粉煤灰的液体保持能力更低。在替代实施例中，在步骤(a)中的接触过程中所用的水的量可以等于或高于所述含钠粉煤灰的液体保持能力但不超过75％。在步骤(a)中的接触过程中所使用的水的量优选在该含钠粉煤灰的液体保持能力的±5wt％，更优选在±3wt％，最优选在+/-2wt％内。
在一些实施例中，在步骤(a)中的接触过程中所使用的水含量为使得从步骤(a)所产生的材料是柔软的可塑糊剂。该糊剂可以包含最多50wt％的水，或甚至最多40wt％的水，优选为最多35wt％的水，更优选可以包含在20wt％与35wt％之间的水，最优选在30wt％与35wt％之间的水。
在一些实施例中，该接触步骤是在从3至7的酸性pH下或在从6至8的近中性pH下进行的。因为水溶性钠化合物，例如碳酸钠典型地存在于含钠粉煤灰中，在步骤(a)中与去离子接触后得到的材料将具有碱性pH(约10-12)；在这种情况下，可以用酸性溶液(例如，稀HCl酸性溶液)来代替在该接触步骤过程中的去离子水。
可以使用不同技术来实现含钠粉煤灰与一种或多种添加剂之间的接触。
将该一种或多种添加剂与含钠粉煤灰混合，例如但不限于，捏合、螺杆混合、搅拌、或它们的任何组合可以被用于接触。此种混合可以在水的存在下进行。将添加剂喷雾到含钠粉煤灰块上可以是替代或附加的用于接触的技术。此种喷雾可以在水的存在下进行。
在一些实施例中，该方法可以包括首先干混该至少一种呈固体形式的添加剂(例如粉末或料粒)与含钠粉煤灰，以形成干混料，并且然后将水加入到此种干混料中用于引发接触。
干混(固体/固体混合)可以使用滚动或对流混合器或者其中不要求用于混合的载体液体(例如，水、有机溶剂)的任何机械设备来进行。合适的滚动混合器可以选自下组，该组由以下各项组成：转鼓掺混机、V型掺混机、箱式掺混机、和双锥形掺混机。合适的对流掺混机通常包括由旋转叶轮扫动的静止容器，并且可以选自下组，该组由以下各项组成：螺条掺混机(圆柱形容器，带有一个安装在水平轴上的螺带式叶轮)，桨式掺混机(具有桨叶代替螺带的改型的螺条掺混机)，诺塔(Nauta)掺混机(由一个旋转和旋进螺旋叶轮扫动的竖直取向的圆锥形槽)，福伯格(Forberg)混合器(二桨掺混机驱动扫动两个相连的槽)，Z桨式掺混机(Z形桨叶扫动的圆柱形容器)，和Lodige混合器(类似于厨房混合器，其中犁形铲旋转一个圆柱滚筒)。至少一种呈固体形式的添加剂与含钠粉煤灰的干混优选地在选自由螺条掺混机和V型掺混机组成的组中的混合机中进行。
在其中该方法包括形成包含一种或多种添加剂(呈固体形式)和含钠粉煤灰的干混料的实施例中，该接触步骤优选包括将水或酸性溶液与该干混料混合。此种接触步骤包括湿混。
在本发明的优选实施例中，该方法可以包括首先将该一种或多种添加剂分散或溶解在水或酸性溶液中，以形成包含该一种或多种添加剂的水性悬浮液、浆液或溶液，并且然后使该含钠粉煤灰与所产生的包含该至少一种添加剂的水性分散体、浆液、或溶液接触。此接触步骤可以包括湿混、喷雾或湿混与喷雾的组合。
在其中该方法包括形成包含该一种或多种添加剂的水性悬浮液、浆液或溶液的实施例中，该接触步骤优选包括使该含钠粉煤灰和包含该一种或多种添加剂的水性溶液或浆液或悬浮液与任选地额外的水或水性介质(例如，酸性溶液)混合。此接触步骤包括湿混。
湿混(固体/液体混合)可以使用混合器进行，该混合器选自下组，该组由以下各项组成：捏合混合器、螺杆混合器、锥形混合器、犁式混合器、螺条掺混机、盘式穆勒(Muller)混合器、搅拌槽、螺旋叶片式混合器、挤出机(如里茨(Rietz)、单螺杆或双螺杆挤出机)、以及它们的任何组合。任何适合于糊剂混合或粘性材料混合的混合器将适合于根据本发明的此种实施例的湿混。
在其中该方法包括形成包含该一种或多种添加剂的水性悬浮液、浆液或溶液的实施例中，该接触步骤可以包括将包含该一种或多种添加剂的水性溶液或浆液或悬浮液与任选地额外的水或水性介质(例如，酸性溶液)一起喷雾到该含钠粉煤灰上。
该含钠粉煤灰块可以在喷雾过程中是运动的以允许将该一种或多种添加剂均匀分配到该含钠粉煤灰块上。例如，该含钠粉煤灰的块可在一个移动表面(例如，传送带)上是运动的，由于一个螺条、螺杆或叶片的旋转而运动，或在旋转容器中是滚动的，同时将该包含一种或多种添加剂的溶液或悬浮液或浆液喷雾到该移动的含钠粉煤灰块上。
设想了可以在步骤(a)的过程中采用多于一种接触技术用于使含钠粉煤灰与相同的添加剂接触或用于使含钠粉煤灰与不同的添加剂接触。
还设想了可以在步骤(a)的过程中采用同一接触技术用于使该含钠粉煤灰与不同的添加剂接触(同时地或顺序地)。
接触可以进行不少于10分钟和/或不超过12小时的时间段。在15分钟与1小时之间的接触时间总体上是合适的。
接触可以在低于50℃的温度下发生。大于0℃并且小于50℃、优选在4与45℃之间、更优选在10与30℃之间的温度将适合于该接触步骤。
在优选的实施例中，步骤(a)不包括磷酸化和/或硫化。
在替代实施例中，步骤(a)可以进一步包括通过使用含磷酸盐的化合物作为另外添加剂的磷酸化。该磷酸化可以在步骤(a)中的接触过程中同时进行。在步骤(a)中的磷酸化和接触可以顺序地进行。
在其他实施例中，步骤(a)可以进一步包括通过使用含硫化物的化合物(Na2S)作为另外添加剂的硫化。该硫化可以在步骤(a)中的接触过程中同时进行。在步骤(a)中的硫化和接触可以顺序地进行。
在进行步骤(b)的干燥前，在接触过程中所获得的材料可以任选成形为多种形状，例如挤出或模塑成一种或多种形式，例如处于小球、料粒、砖、团块的形式，或类似物。
步骤(b)：干燥
在本发明的一些实施例中，在步骤(b)中的干燥可以在超过100℃和/或小于150℃的温度下进行。干燥步骤(b)的目的是从由接触步骤(a)产生的材料中除去水。
干燥时间将根据在步骤(a)过程中使用的水量而变化。干燥时间典型地为至少5分钟，优选至少30分钟，并且最多12小时。当在步骤(a)中得到的材料中的水含量是在20wt％至40wt％之间时，在20分钟与6小时之间的干燥时间是合适的。在30分钟与3小时之间的干燥时间是优选的。
干燥优选在空气中，但可以在惰性(非反应性)气氛(如氮气)下发生。
干燥可以是间接干燥，其中具有比待干燥的材料更高温度的传热流体加热一个表面并且该有待干燥的材料然后通过与该加热的表面接触(但不与该传热流体接触)而干燥。
干燥可以是直接干燥，其中使具有大于该有待干燥的材料的温度的流体(例如热风)与该有待干燥的材料接触。
干燥可以在大气压下或在真空下进行以促进从该有待干燥的材料中除去水。
在步骤(b)中的干燥优选在无需煅烧或烧结从步骤(a)所产生的接触过的材料的情况下进行。具体地，干燥不包括在超过500℃的温度下加热从步骤(a)中获得的材料。优选地，在步骤(b)中的干燥不应该包括有利于自步骤(a)产生的接触过的材料中的重金属(如Se)挥发的条件。
干物质可以含有与用添加剂处理前的初始含钠粉煤灰相比小于50％的可浸出硒。
从步骤(b)得到的干物质优选含有1ppm或更小的可浸出Se。
在一些实施例中，该方法可包括顺序的接触步骤(an)以及一个最后的干燥步骤(b)，具有任选地在接触步骤(an)之间进行的一个或多个干燥或部分干燥步骤(b’)。在接触步骤(an)中使用的一种或多种添加剂可以是以几个部分应用的相同添加剂，也可以是不同的添加剂。顺序的接触步骤(an)可以采用相同的接触技术；或可以在顺序的接触步骤(an)中使用不同的接触技术。
在其中使两种或更多种的添加剂与含钠粉煤灰在分开的接触步骤(an)中接触的一些具体实施例中，该方法可以包括：
(a1)使该含钠粉煤灰与第一添加剂在水的存在下接触；
(b’)任选地干燥从步骤(a1)产生的该接触过的材料，以形成第一部分干燥的或干燥的物质；
(a2)使从步骤(a1)产生的接触过的含钠粉煤灰或在任选的步骤(b’)中形成的部分干燥的/干燥的物质与第二添加剂任选地在额外的水存在下接触；
(b)干燥从步骤(a2)产生的材料，以形成最终干物质；
其中该第一和第二添加剂是不同的，并且每种添加剂可以包括至少一种含锶的化合物；至少一种含钡的化合物；白云石；一种或多种白云石衍生物(例如，白云石质石灰，选择性煅烧的白云石和/或水合白云石)；至少一种含硅酸盐的化合物，或它们中的两种或更多种的任意组合。
用于步骤(a1)和(a2)中接触的技术可以是相同或不同的。在步骤(a2)中的任选的额外的水可以处于纯水或水性介质(例如，酸性溶液)的形式。
在其中使用多于一个接触步骤(a)使同一添加剂与含钠粉煤灰接触的一些替代实施例中，该方法可以包括：
(a1’)使该含钠粉煤灰与添加剂的一个第一部分在水的存在下接触，
(b’)任选地干燥从步骤(a1’)产生的材料，以形成部分干燥的或干燥的物质；
(a2’)使从步骤(a1’)产生的接触过的含钠粉煤灰或在任选的步骤(b’)中形成的部分干燥的/干燥的物质与同一添加剂的一个第二部分任选地在额外的水存在下接触；
(b)干燥从步骤(a2’)产生的材料，以形成最终干物质；
其中该添加剂可以包括至少一种含锶的化合物；至少一种含钡的化合物；白云石；一种或多种白云石衍生物(例如，白云石质石灰，选择性煅烧的白云石和/或水合白云石)；至少一种含硅酸盐的化合物，或它们中的两种或更多种的任意组合；并且
其中该接触步骤(a1’)和(a2’)可以使用相同的接触技术或不同的接触技术。
在步骤(a2’)中的任选的额外的水可以处于纯水或水性介质(例如，酸性溶液)的形式。
已经对本发明概括地进行了说明，作为本发明的具体实施例并且为了证实其实施和优点而给出了以下实例。应理解的是这些实例是以说明的方式给出而不旨在以任何方式限制本说明书或之后跟随的权利要求书。
实例
实例1：确定不同含钠粉煤灰中的Se含量
对来自使用干吸附剂注入系统(采用碳酸氢钠或天然碱用于减少酸性气体)的燃煤电厂的三种含钠粉煤灰A、B、C针对含钠化合物和硒的含量进行了分析。结果示于表1中。
*：通过原子吸收测量的
以其氧化物形式表示的主要不溶性元素是二氧化硅、氧化铝、氧化铁和氧化钙。这些主要元素表示从82％到93％的粉煤灰的水不溶性部分。
含钠粉煤灰A和B含有在1.5wt％与3.5wt％之间的Na2O。即使这些值是低的，它们等于或超过对于来自粉煤灰的火山灰水泥的标准规格(ASTM-C-618：最大可用碱：[Na2O]＝1.5wt％)，并且含钠粉煤灰A和B均不可以在混凝土行业中增值。
粉煤灰样品C含有高量的水溶性材料，约32wt％，([Na2O]＝16.6wt％)，并且不能增值为混凝土。
实例2：无添加剂处理的含钠粉煤灰的浸出试验
对实例1的含钠粉煤灰A、B、C进行两种类型的浸出试验。
含钠粉煤灰A和B根据欧洲标准NF-EN-12457-2浸出，其中浸出使用软化水在24小时过程中使用液固比L/S＝10mL的水/g固体(使用90克粉煤灰和900克软化水)进行。
结果在表2中示出。在没有根据本发明的处理的情况下，从这些粉煤灰中的Se浸出在约12的高碱性pH下是高的(57-101％)。
欧洲标准NF EN 12457-2浸出试验：概述方案
1.95％的固体必须通过一个4mm(0.4目)的筛；如果超过5％不通过，则必须将大于4mm的部分在一个颚式破碎机中粉碎；
2.制备粉煤灰与软化水的混合物：
a.对应于‘m’干固体的‘m’粉煤灰＝0.090+/-0.005kg
b.L/S比率＝10L浸出剂/kg干固体+/-2％；
3.在24+/-0.5小时过程中在旋转容器中在5-10转/分钟和T＝20±5℃下混合；
4.在浸出结束后，提取在旋转容器中的内容物；
5.将其沉降持续15+/-5min的过程；
6.在一个0.45μm膜滤器上在真空下(-300至-700毫巴)或在压力下(<5巴)过滤，并且测量洗出液体积、电导率、温度、pH和氧化还原电位；
7.分析洗出液含量；
8.平行地做一个“空白试验”，使用0.95L浸出剂，没有任何固体，并遵循前面的操作方案。分析空白洗出液的含量。
表2
*：通过原子吸收光谱法测量的
含钠粉煤灰A、B和C按照来自EPA手册SW 486的美国标准方法EPA 1311：TCLP(毒性特征浸出程序)来浸出，其中浸出使用乙酸溶液在18小时过程中使用液固比L/S＝20g水/g固体(使用50克粉煤灰和1000克pH＝2.88的稀乙酸溶液)进行。TCLP浸出试验的结果在表3中示出。
美国标准：来自EPA手册SW 4861的方法EPA 1311:TCLP(毒性特征浸出程序)：
1.将固体通过一个10mm(1.4筛目)的筛；如果必要的话，通过研磨或解附聚降低固体的粒度；
2.确定所使用的浸出剂1或2号：
浸出剂1：在1升容量瓶中，添加500mL水+5.7mL冰乙酸+64.3mL NaOH 1mol/L，并用水调节液位
浸出剂2：在1升容量瓶中，添加5.7mL冰乙酸(纯的，无水)，并用水调节液位
a.将5.0g固体加入500mL锥形瓶中的96.5mL水中；在5min过程中用磁力搅拌器搅拌；
b.测量pH值：
i.如果pH值<5.0，使用浸出剂1号(pH值＝4.93)
ii.如果pH值>5.0：添加3.5mL的HCl 1mol/L，短暂搅拌，在50℃加热，并且保持该加热10min，然后使其冷却，并且测量pH值：
1.如果pH值<5.0，使用浸出剂1(pH值＝4.93)
2.如果pH值>5.0，使用浸出剂2(pH值＝2.88)
3.称量100+/-0.1克样品，并且将其放入旋转容器中；
4.缓慢添加浸出剂以达到20g/g固体样品的液固比；
5.关闭该容器，将其固定到一个双壳掺混机上；
6.以30+/-2转/分钟的速度在18+/-2小时过程中23+/-2℃的温度下进行浸出；
7.如果该固体样品含有碳酸盐，则可以定期打开该容器以排出过压；
8.试验后，在一个0.6-0.8μm的过滤器上过滤并且测量滤液的pH；
9.将该沥滤液分开用于进一步分析和保存(T<4℃)；
10.对于金属的分析，在pH<2下用HNO31mol/L酸化该沥滤液；
11.分析洗出液含量；
12.在20个浸出试验后，平行地进行一个“空白试验”，没有任何固体并且遵循前面的操作方案。分析空白洗出液的含量。
13.在固体的采样与最终沥滤液的分析之间，持续时间必须对于挥发性化合物不超过28天，半挥发性化合物不超过61天，汞不超过56天，以及其他金属不超过360天。
表3
*：通过原子吸收光谱法测量的
没有根据本发明的添加剂的处理，在TCLP条件下从粉煤灰C浸出的Se高(94％)，但在TCLP条件下观察到几乎没有或很少的从含钠粉煤灰A和B的Se浸出。
硒可浸出性的差异可以通过在这些含钠粉煤灰中存在不同硒种类来解释。粉煤灰C上的TCLP试验表明比粉煤灰A和B更高的溶解百分比；这可能是由于在烟道气中硒的不同捕获路径。对于粉煤灰A和B，在煤中的Se被氧化成气态SeO2，其作为Se+IV被吸附到小粉煤灰颗粒的表面上。发生进一步的化学反应以化学结合亚硒酸盐种类；当pH值>8时，形成HSeO3 -→SeO3 2-(pKa＝8.3)二价阴离子并且阴离子种类与阴离子表面之间的静电排斥可能导致氧阴离子脱附入沥滤液中。剩余的SeO2(气态或固体)将在燃煤电厂烟囱离开。
对于含钠粉煤灰C，部分SeO2可能已经被捕获到粉煤灰表面上；但同时某些SeO2可能已经从燃煤发电厂烟囱离开，主要部分可能已被煅烧天然碱中和成硒酸钠(作为Se+VI)中和(Se种类用来自天然碱的碳酸钠中会导致酸性SeO2、H2SeO3、或H2SeO4的反应，以形成例如Na2SeO4(s))。
通过用钠吸附剂中和得到的硒酸钠(Se氧化数+VI)会比络合物–FeHxSeO3 x-1(硒氧化数+IV)(其在气态SeO2与粉煤灰表面之间获得)更可溶于酸性条件。这可以解释为什么含钠粉煤灰C在5.9的pH下表现出更高的硒可浸出性，而其他两种粉煤灰没有。
实例3：使用不同添加剂处理以降低硒可浸出性
含钠粉煤灰D的液体保持能力的确定：含钠粉煤灰D的液体保持能力通过以下方式测量：将水加入约20克的粉煤灰，直到它形成柔软的可塑糊剂。发现这相当于按重量计34.2％的粉煤灰D。
处理：将添加剂溶解或分散到6.5克去离子水中。可以将多于一种添加剂溶解或分散在去离子水中。将该浆液或悬浮液然后加入到19克粉煤灰中。将所产生的糊剂用刮勺尽可能地搅拌并使其在110℃干燥2小时。
在实例3中使用的添加剂为氯化锶、氢氧化锶、硅酸钠、粉碎的白云石质石灰(DLP)、DLP和硅酸钠的组合、以及氯化锶和硅酸钠的组合。
硅酸钠溶液(40-42波美度)从水溶液(德克萨斯州鹿园(Deer Park,Texas))获得。
具有约4微米大小的颗粒的粉碎的白云石质石灰是来自墨西哥蒙特雷的Calider集团(Grupo Calider)。
为了制备氯化锶添加剂，将使用0.6g(0.24g)浓HCl的0.93g(或0.37g)碳酸锶(蒙特雷苏威CPC锶钡公司(Solvay CPC Barium Strontium Monterrey)标准级)用去离子水稀释至6.5g。将此溶液的一部分加入到19g粉煤灰中以达到5wt％(或2wt％)的SrCl2含量。
氢氧化锶由蒙特雷苏威CPC锶钡公司提供。此外，为了新鲜制备氢氧化锶添加剂中，使硫化锶(SrS)与氢氧化钠混合，并且进行氢氧化锶的选择性沉淀，这允许从硫化钠(Na2S)回收氢氧化锶。将所得到的氢氧化锶然后用水稀释以添加到有待处理的粉煤灰样品中。
提取(浸出试验)：将18克所产生的干燥处理后的材料分散在100克去离子水或pH为约3.5的稀盐酸溶液(7g HCl在93g水中)中。将所产生的浆液使用磁力搅拌器搅拌10分钟。将该浆液用0.1微米的Whatman膜滤器的注射器式过滤器过滤。澄清的提取物直接用于硒分析。使用根据本发明的处理方法的硒可浸出性的减低结果可以在表4中找到。
*＝测量的在提取水中0.03ppm Se
**：通过ICP测量的
在此引用的所有专利申请和公开的披露内容通过引用结合在此，其程度为它们为在此提出的那些提供了示例性、程序的或其他详细补充。如果通过引用结合在此的任何专利、专利申请以及公开中的披露内容与本说明书相冲突的程度至它可能使一个术语不清楚，那么本说明书应该优先。
每一项权利要求都作为本发明的一个实施例结合到本说明书之中。因此，权利要求书是进一步的说明并且是对本发明的优选实施例的附加。
尽管已展示并描述了本发明的优选实施例，但是本领域的普通技术人员可在不脱离本发明的精神或传授内容的情况下对其进行修改。在此说明的这些实施例只是示意性的且是非限制性的。系统及方法的多种变化及修改是可能的并且是在本发明的范围之内的。
因此，保护范围并不受本说明书以及以上列出的实例所限制，而是仅受跟随的权利要求书所限制，该范围包括该权利要求书的主题的所有等效物。

Claims (25)

1.一种用于降低含钠粉煤灰中包含的硒的可浸出性的方法，其中该含钠粉煤灰是由一个燃烧过程提供的，其中将一种包括含钠吸附剂的吸附剂注入到在燃烧过程中所产生的烟道气中，以除去包含在该烟道气中的至少一部分污染物，
所述方法包括：
（a）使所述含钠粉煤灰与至少一种添加剂在水的存在下接触，其中该至少一种添加剂包括至少一种含锶的化合物；至少一种含钡的化合物；白云石；一种或多种白云石衍生物；至少一种含硅酸盐的化合物；或它们中的两种或更多种的任意组合；并且
（b）干燥从步骤（a）产生的该材料，以形成一种干物质。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种白云石衍生物为白云石质石灰，选择性煅烧的白云石，和/或水合白云石。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种添加剂包括氢氧化锶、氯化锶、硅酸钠、白云石、白云石质石灰、或它们中的两种或更多种的任意组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述含钠粉煤灰具有大于1.5 wt%的以Na2O表示的钠含量，和/或具有小于50 wt%的以Na2O表示的钠含量。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述含钠粉煤灰具有大于2 wt%的以Na2O表示的钠含量。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述含钠粉煤灰具有小于45 wt%的以Na2O表示的钠含量。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：首先将该至少一种添加剂分散或溶解到水或一种酸性溶液中，以形成一种包含该至少一种添加剂的水性悬浮液、浆液或溶液，之后使所述含钠粉煤灰与所述产生的水性悬浮液、浆液或溶液接触。
8.根据权利要求1所述的方法，其中接触包括使所述含钠粉煤灰和一种包含该至少一种添加剂的水性溶液或浆液或悬浮液与任选地额外的水或一种酸性溶液混合。
9.根据权利要求1所述的方法，其中接触包括将一种包含该至少一种添加剂的水性溶液或浆液或悬浮与任选地额外的水或一种酸性溶液一起喷雾到所述含钠粉煤灰上。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，进一步包括首先干混该至少一种呈固体形式的添加剂和所述含钠粉煤灰以形成一种干混料，并且其中该接触步骤包括将水或一种水性介质与所述干混料混合。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述接触步骤包括将酸性溶液与所述干混料混合。
12.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤（a）中的接触使用水含量以形成一种包含该至少一种添加剂与所述含钠粉煤灰的糊剂。
13.根据权利要求12所述的方法，其中该糊剂包含最多40 wt%的水。
14.根据权利要求13所述的方法，其中该糊剂包含在20 wt%与35 wt%之间的水。
15.根据权利要求1所述的方法，其中接触是在从3至7的酸性pH下或在从6至8的近中性pH下进行的。
16.根据权利要求1所述的方法，其中该含钠粉煤灰的特征在于一种液体保持能力，并且其中在步骤（a）中的接触过程中所用的水量是在该含钠粉煤灰的所述液体保持能力的±5 wt%内。
17.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤（a）中的接触进行不少于10分钟和/或不超过12小时的一个时间段。
18.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤（a）中的接触在小于50°C的温度下进行。
19.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤（b）中的干燥在等于或大于100°C和/或等于或小于150°C的温度下进行。
20.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤（b）中的干燥在无需煅烧或烧结从步骤（a）所产生的材料的情况下进行。
21.根据权利要求1所述的方法，其中该含钠吸附剂选自下组，该组由以下各项组成：碳酸钠（Na2CO3）、碳酸氢钠（NaHCO3）、碳酸氢三钠（Na2CO3.NaHCO3.2H2O）、亚硫酸钠（Na2SO3）、以及它们中的两种或更多种的任意组合。
22.根据权利要求1所述的方法，其中在接触并干燥之前该含钠粉煤灰包含至少一种选自由以下各项组成的组的钠化合物：碳酸钠、硫酸钠、亚硫酸钠、氯化钠、氟化钠、一种或多种含硒的钠化合物、以及它们中的两种或更多种的任意组合。
23.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤（b）中获得的干物质含有与在步骤（a）中接触之前的含钠粉煤灰相比少了至少50%的可浸出硒。
24.根据权利要求1所述的方法，其中从步骤（b）产生的干物质具有1 ppm或更小的可浸出Se。
25.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种添加剂包括氢氧化锶、氯化锶、硅酸钠、白云石质石灰，或硅酸钠与至少一种选自由氢氧化锶、氯化锶、和白云石质石灰组成的组中的化合物的组合。
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