赤泥活化处理及其除氟剂性能研究

以赤泥为主要原料,采用FeCl3、柠檬酸、聚硅酸等对赤泥进行活化处理,并制成粒径约3mm的球形赤泥除氟剂。采用X射线衍射(XRD)对赤泥除氟剂进行了物相分析,并研究了活化剂种类、活化剂浓度、焙烧温度等对赤泥除氟剂除氟性能的影响。结果表明:3种活化剂中,柠檬酸活化效果最好,而最佳焙烧温度与活化剂的种类有关。采用质量分数为5%的柠檬酸进行活化,焙烧温度500℃、焙烧时间2h的赤泥除氟剂除氟效果最佳,吸附率达99%以上,吸附容量为0.95mg/g,氟离子质量浓度可从19.00mg/L降低到0.07mg/L。     

赤泥除氟剂的物相组成及其除氟性能

赤泥是一种多孔物质,其比表面积大,具有较好的吸附性能。以赤泥为原料,加入一定量的Na_2SiO_3、Ca O及碳粉等添加剂,制备成约3 mm的球形颗粒。采用差热分析与X-射线粉末衍射技术相结合对赤泥原料及赤泥除氟剂高温焙烧过程的物相变化进行研究,同时研究了吸附时间、焙烧温度、焙烧时间对赤泥除氟剂除氟性能的影响。结果表明:在高温焙烧过程中,赤泥除氟剂原料的物相变化主要发生在800℃以下的温度。赤泥除氟剂的最佳焙烧温度为700℃,最佳焙烧时间为2 h,溶液中氟离子的浓度可从19下降到0.13 mg·L~(-1),吸附容量0.94 mg·g-1,除氟率达99%。     

活化赤泥的除氟性能

以成本低的铝工业废矿渣（赤泥）为原材料,通过高温煅烧和酸化处理对赤泥进行活化,制备了除氟吸附剂。研究了反应时间、投加量、初始氟浓度、溶液温度、共存阴离子和pH值对活化赤泥除氟效果的影响。结果表明,接触反应时间为18 h时,吸附接近平衡。活化赤泥对氟离子的吸附符合Lagergren二级吸附动力学方程。另外,初始浓度越高,吸附容量越大。与Freundlich相比,Langmuir吸附等温模型可以更好地描述氟离子的吸附特性,最大吸附量可达2.71 mg/g。SO24-、Cl-和NO3-存在时（〈1 000 mg/L）,对氟离子的吸附几乎没有影响,然而,HCO3-、PO34-和氟离子共存时,会对氟吸附造成不利影响。活化赤泥在pH值3.5～11.0时,具有较好的吸附稳定性。活化赤泥是一种吸附容量高、性能稳定的环境友好型除氟材料,具有应用潜力。     

利用拜耳法赤泥和氟化钙污泥制备烧结砖块

拜耳法赤泥是用氢氧化钠溶解铝土矿生产氧化铝过程中产生的固体废弃物。针对拜耳法赤泥的强碱性、重金属含量高等特点,提出了一种利用酸性氟化钙污泥进行共同烧制砖块的方法。以砖块的氟离子浸出量、铬离子浸出量、抗压强度、砖块密度及烧失量5个变量为评价指标,利用主成分分析法对五个指标进行综合评分,并研究了以氟化钙污泥与赤泥比,黏土添加量、铝灰添加量、黏结剂添加量、烧结温度为自变量对综合评分的影响。利用响应面法(RSM)对实验数据进行分析,得出最佳实验条件依次为氟化钙污泥与赤泥比=61.1%,黏土添加量=21.4%,铝灰添加量=15%,黏结剂添加量=2.5%,烧结温度=1 000℃。此条件下所得砖块对应的氟离子浸出量为0.33 mg·L~(-1),铬离子浸出0.034 mg·L~(-1),抗压强度5.73 MPa,烧失量9%,砖块密度1.07 g·cm~(-3)。可用做非承重砖。     

赤泥掺加硅灰用于道路基层材料的试验研究

选用洛阳某铝业尾矿库赤泥为试验材料,添加不同量的水泥、粉煤灰和硅灰,采用单因素正交试验,分析赤泥固化体的无侧限抗压强度、微观形貌及其浸出液的pH、含氟量,得出赤泥道路基层材料的最佳配合比:水泥掺量10%(质量分数,下同),粉煤灰掺量10%,硅灰掺量15%。该配合比在工程上不仅能满足道路基层技术要求,通过掺加硅灰还减小了水泥掺量,使赤泥固化体浸出液的碱性和含氟量降低。     

赤泥复合剂絮凝处理太湖水华藻与海洋赤潮藻

研究了一种新型赤泥复合剂对太湖夏季水华原水、实验室培养海洋赤潮藻及模拟海水的絮凝除藻降浊性能。结果表明,赤泥复合剂具有良好的除藻降浊效果,对太湖水华藻去除率为97.3%,原水浊度去除率为95%;对海洋小球藻和三角褐指藻2种赤潮藻去除率分别高达99.1%和98.9%;对2种模拟海水的最高除浊率分别为96.3%和95.3%,其剩余浊度均低于4 NTU,从而为治理淡水水华与海洋赤潮提供一种新技术,同时为赤泥综合利用提供一种新途径。     

拜耳赤泥中镓的酸法浸出及残渣的除氟

贵州铝土矿资源普遍富含镓元素,拜耳法工艺中,约70%的镓随氧化铝同时溶出,其余30%残存于赤泥中未回收直接外排,造成镓资源的严重浪费。采用酸法工艺浸出拜耳赤泥中镓金属,设计4因素3水平L_9(3~4)正交实验,考察盐酸添加量、浸出温度、浸出时间和液固比对镓浸出效果的交互影响规律,并测试了浸出残渣对含氟水处理性能。结果表明:影响镓浸出率因素的主次顺序依次为盐酸添加量、浸出温度、液固比和浸出时间;最适宜浸出条件为盐酸过量系数1.2,浸出温度70℃,浸出时间3 h,液固比8 m L·g~(-1);该条件下,镓的浸出率为94.92%,浸出溶液含Ga 3.91 mg·L~(-1);除氟实验得出最佳除氟条件为,残渣添加量25 g·L~(-1),p H=4.7,接触时间6 h,旋转速率200 r·min~(-1);室温下进行3组平行实验,平均除氟率为57.54%,表明浸出残渣具有一定的除氟性能。     

用氧化铝厂赤泥制备高效混凝剂聚硅酸铁铝

研究了以氧化铝厂赤泥为原料，在常压通氧条件下，用稀硫酸浸取制备高效混凝剂聚硅酸铁铝（PSAF）的方法，确定了合理的生产工艺和操作条件。该混凝剂用于处理工业废水，并与聚合硫酸铁（PFS）的处理效果比较，CODCr和色度去除率分别提高约20%和28%，SS去除率提高约10%，同时，探讨了该混凝剂处理废水的反应机理。     

新型复合聚铁硅絮凝剂处理生活污水的研究

采用新型的复合聚铁硅絮凝剂处理生活污水，通过混凝实验探讨了复合聚合硫酸铁硅PFSS、聚硅酸铁PSFS的脱色除浊、COD去除及氮、磷去除效果，并与常用的聚合硫酸铁PFS进行絮凝效果及经济成本的对比分析。结果表明，用复合型聚铁硅絮凝剂处理生活污水絮凝效果好，除浊率达99％以上，脱色率65％～70％，COD去除率70％，而且氮、磷去除效果好，成本低廉，具有较好的推广应用前景。     

煅烧的水滑石同时去除水体中砷和氟

为探讨水滑石类材料对水体中氟、砷离子的同时去除效果,采用共沉淀法合成(Mg∶Al=2∶1)纳米类水滑石(LDHs),用傅立叶转换红外光谱、电子扫描透射电镜、X射线晶体衍射等手段对合成的材料进行了表征,并研究纳米材料在不同初始浓度、pH、吸附时间、阴离子干扰条件下其同时除砷氟性能。结果表明,煅烧后的水滑石(LDOs)对砷最大吸附量为51.02 mg/g,对氟最大吸附量为36.63 mg/g。吸附动力学实验表明,煅烧水滑石对砷的吸附在前6 h内基本完成,对氟的吸附在前10 h内基本完成。砷氟共存溶液保持pH=4~10及pH=6~8时,水滑石分别对砷、氟保持良好的吸附效率。对比不同阴离子对水滑石共除砷氟效率的影响,水滑石除砷速率受到阴离子影响力大小为:HPO2-4CO2-3NO-3Cl-SO2-4;水滑石除氟速率受到阴离子影响力大小为:CO2-3HPO2-4SO2-4Cl-NO-3。材料再生循环利用4次后,对砷和氟的吸附效率均能达到90%以上。实验结果表明,所合成的水滑石是一种优秀的能共除砷氟的吸附剂。     

赤泥中水溶性氟化物的电渗析去除

为减少赤泥中的氟化物含量,采用自制电渗析装置,通过单因素实验对赤泥中的氟化物进行了电渗析去除研究,考查了电压梯度和液固比对电流以及悬浮液pH和电导率的影响,分析了电渗析技术去除赤泥中氟化物的效果。结果表明:电渗析初期,电流从最大值迅速减小;在同一电压梯度下,电流随着液固比的增大而减小;在电渗析过程中,悬浮液pH和电导率随时间的延长而减小;电渗析技术可有效去除赤泥中的水溶性氟,其去除量随着电压梯度的升高而增大,最高去除率可达77.22%;液固比增大减小了水溶性氟的去除量,在1.0和2.0 V·cm~(-1)电压梯度下,较大的液固比有助于水溶性氟的去除。利用电渗析技术去除赤泥中氟化物时,应综合考虑电压梯度和液固比对去除量及去除率的不同影响,在保证去除效果的同时尽可能降低能耗。研究结果可为赤泥的进一步综合利用提供参考。     

炼铝工业废渣生产硅灰石的拟议

一、问题的提出氧化铝生产过程的实质,简言之,就是分离去除铝土矿中的主要有害杂质 SiO_2。拜尔法生产氧化铝时 SiO_2成 Na_2O·Al_2O_3·1.7SiO_2·nH_2O进入残渣;烧结法生产氧化铝时 SiO_2则成 2CaO·SiO_2进入残渣。铝土矿中次要有害杂质 Fe_2O_3不溶于碱液介质而一道析出,泥渣外表呈赤色,故称赤泥。每生产一吨 Al_2O_3排放赤泥1.5～2吨,全国每年排放赤泥量150万吨。我厂自1954年投产以来,已堆积赤泥1000万吨左右,占地800余亩,赤泥堆高达35米,并以年增1米的速度还在升高。巨量的赤泥堆放,不仅占用大片农田,且赤泥水份大,含碱高,     

烧结法赤泥的强度演化规律

筑坝堆存是现在处理赤泥的主要方式,为了堆场安全继续向上堆载,对烧结法赤泥强度的演变规律进行了研究。通过对比不同深度处赤泥的抗剪强度,表明赤泥强度的形成与堆载时间没有必然的联系;再通过对新进场的赤泥进行强度追踪,得到赤泥强度形成过程中抗剪强度与滤水固结时间的关系曲线,从时间因素上为赤泥的安全堆载提供一个理论依据。     

改性粘土除氟剂处理高氟地下水研究

利用自行制备的改性粘土除氟剂处理含氟量较高的配水,研究了改性粘土的优化制备条件和不同因素对其除氟效果的影响,并进行地下水原水除氟验证,最后考察了改性粘土除氟剂的再生性能.结果表明,将0.3 mol/L的Al2(SO4)3和2%(质量分数)的NaOH按1:3(质量比)混合制成改性溶液.再将改性溶液与粘土按1.0:3.0(质量比)混合后,在400℃下煅烧2 h所制得的除氟剂除氟效果最好,最高氟吸附容量可达0.216 8 mg/g;地下水出水氟质量浓度为0.807 mg/L,低于<生活饮用水卫生标准>(GB5749--2006)限值(1 mg/L);制得的改性粘土除氟剂对氟具有较好的吸附重复性,可实现多次再生.     

多孔方沸石球的除氟及再生机理

利用鄂尔多斯盆地白垩系的方沸石岩样,通过提纯和改性等处理制成多孔方沸石球,用于处理含氟水。用过的方沸石球经再生处理也用于处理含氟水。实验结果表明,多孔方沸石球和再生方沸石球都有明显的除氟效果。对于100mL浓度5.00 mg/L的含氟水,多孔方沸石球较佳的水处理工艺条件为:用量3.0 g,搅拌后静置48 h。对于浓度3.00 mg/L的含氟水,一次水处理就能将F-浓度降到国家标准以内,除氟效率达60%。对于浓度5.00 mg/L的含氟水,2次水处理可以将F-浓度降到国家标准以内,除氟效率达80%。多孔方沸石球对氟离子的吸附符合Langmuir等温式,吸附速度符合斑厄姆公式。再生方沸石球对氟离子的吸附也符合Langmuir等温式,吸附速度也符合斑厄姆公式。多孔方沸石球和再生方沸石球的饱和吸附量相当,这说明用过的方沸石球经再生处理后活性基本恢复,可循环用于含氟水的处理。     

聚合氯化铝絮凝剂深度除磷实验研究

通过混凝实验考察了聚合氯化铝絮凝剂(PAC)除磷作用,研究探讨了聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC),赤泥与聚合氯化铝的协同除磷性能.研究表明,PAC具有良好的除磷效果,对模拟废水磷的去除率达94.6%,对实际污水总磷去除率达96.6%,浊度去除率达93.8%.赤泥能显著提高PAC的除磷效果,但PDADMAC没有明显作用.     

用氧化铝厂赤泥制备高效混凝剂聚硅酸铁铝

研究了以氧化铝厂赤泥为原料,在常压通氧条件下,用稀硫酸浸取制备高效混凝剂聚硅酸铁铝（PSAF）的方法,确定了合理的生产工艺和操作条件。该混凝剂用于处理工业废水,并与聚合硫酸铁（PFS）的处理效果比较,CODCr和色度去除率分别提高约20％和28％,SS去除率提高约10％,同时,探讨了该混凝剂处理废水的反应机理。     

赤泥的土壤化改良研究进展综述

赤泥是氧化铝生产过程中产生的固体废弃物，年产量和堆存量大，理化性质极端，严重威胁赤泥堆场周边生态环境和居民健康。赤泥土壤化改良和堆场生态修复被认为是最有希望解决赤泥问题的方法之一。对赤泥的基本理化性质，赤泥土壤化改良机理、改良措施(基质改良、植物修复和微生物修复等)及其存在问题、改良过程中的潜在生态环境风险等进行了研究和总结分析，并对赤泥土壤化改良领域未来的研究工作进行了展望和建议。     

赤泥晶种法诱导磷酸铵镁结晶回收模拟废水中磷的可行性研究

对赤泥的理化性质进行了分析,探索了以赤泥为晶种磷酸铵镁(MAP)结晶法从模拟废水中回收磷工艺。结果表明,经过研磨的赤泥颗粒属无孔物质或者大孔物质;将赤泥溶于水时有碱液和离子溶出,赤泥的主要化学成分为Ca、Al、Si和Mg等元素。投加赤泥晶种有利于磷酸铵镁结晶的形成。在初始磷酸盐浓度为90 mg/L、N∶Mg∶P摩尔比为1∶1∶1、不调节pH值、搅拌时间30 min、搅拌速度180 r/min、沉淀时间30 min条件下,赤泥粒径为60～80目、投加量为8 g/L时,以赤泥作为晶种诱导磷酸铵镁结晶回收磷的效果最优。干燥晶种的使用次数对磷酸根离子的回收率影响不大。所得结晶产物是一种很好的缓释肥。     

包裹块石煤固氟燃料制备工艺研究

石灰或烧制白云岩与粘土、低氟无烟煤粉作为包裹材料，通过正交试验方法，对陕西省紫阳县蒿坪镇高氟块状石煤进行了固氟效果研究。结果表明，影响包裹石煤固氟效果的主要因素是无烟煤粉和石灰，影响顺序是无烟煤粉〉石灰〉粘土。最佳制备工艺条件为石煤块：无烟煤粉：石灰：粘土=70：10：10：5，固氟率达91．9％。