题目：铁矿石烧结飞灰中氯代有机物的生成机理研究

二恶英是一类存在于环境中最具致癌潜力的物质，对人体健康和环境具有极大的危害，主要来源于人类活动中一些工业过程和燃烧过程的副产物，钢铁冶炼、固体废物焚烧和水泥生产是二恶英主要的来源，对于钢铁行业，二恶英主要产生于烧结生产工序，铁矿石烧结已经成为仅次于城市垃圾焚烧的第二大二恶英来源。二恶英生成途径十分复杂，主要有由氯苯、氯酚、联苯醚等合成的前驱体生成途径和Cu、Fe等过渡金属低温有氧催化碳及有机/无机氯的de novo合成两种，烧结过程二恶英的生成具有典型的de novo合成特征，烧结原料中富含二恶英de novo合成所需的碳源、氯源以及金属催化剂，烧结床层尤其是干燥层存在适合二恶英生成的温度区域，以300 °C为二恶英生成最适温度，氧含量、水分等各种条件齐全，为二恶英生成提供了必要的条件。

氯苯（简称CBzs）和多氯联苯（简称PCBs）是二恶英生成的两种重要前驱体物质，其中共平面多氯联苯已经被列入二恶英定义，因此研究这两种氯代有机物的生成对研究二恶英的生成具有预测和指示作用，而且它们的分析测定较二恶英简单。本研究探讨铁矿石烧结实际飞灰和模拟飞灰中氯代有机物生成与温度的关系以及受铜添加剂的影响。

飞灰中氯代有机物的生成与温度密切相关，模拟飞灰中CBzs的生成量在350 °C和450 °C时出现极大值，但是450 °C时CBzs的生成量是350 °C的近200倍，因为温度低于300 °C时，模拟飞灰中碳基本不发生氧化，只是在338 °C附近时，检测到飞灰释放热量，有部分碳发生氧化，因此CBzs在350 °C生成量出现一个极值，而当温度达到450 ~ 500 °C时，释放大量热，同时飞灰质量骤减3.5 %，碳充分氧化，生成大量CO和CO2，促进了CBzs的生成，因此低温时的350 °C和高温时的450 °C是模拟飞灰中CBzs生成的最适温度，而PCBs生成的最适温度为300 °C，CBzs的生成与温度的关系由飞灰中碳的氧化决定。

实际飞灰中CBzs的生成量随着温度的升高而增加，在400 °C时达到最大，但是，固相中CBzs和气相中CBzs的生成规律不一样，固相中CBzs生成的最适温度是350 °C，气相中CBzs生成的最适温度为400 °C和450 °C，PCBs生成的最适温度是350 °C。实际飞灰加热过程气相中CBzs的分布随着温度的升高而增加，而PCBs的分布始终是固相高于气相，模拟飞灰加热生成的CBzs主要分布于气相，而PCBs则主要分布于固相，PCBs的沸点普遍高于CBzs，因此固相中生成的CBzs更倾向于转移到气相。

模拟飞灰中氯代有机物的生成受铜添加剂的影响非常明显，不同铜添加剂对CBzs生成的促进作用顺序为：CuCl2 >> Cu2O > Cu、CuSO4 > CuO，不同铜添加剂对PCBs的促进作用强弱为：CuCl2 >> Cu2O > CuO > Cu > CuSO4，当添加剂为CuCl2时，CBzs和PCBs的生成量都远超出其他添加剂或不含添加剂时的生成量，因为CuCl2作为催化剂的同时还是氯代有机物生成的氯源，双重作用极大地促进氯代有机物的生成。