针对含砷硫酸烧渣酸浸液的铁盐沉淀固砷

为考察含砷硫酸烧渣中酸浸脱砷效果和铁盐沉淀固砷行为,采用常温常压酸浸法脱除硫酸烧渣中的砷,并对进入浸出液中的砷以铁盐沉淀的形式脱除,进而对沉淀渣的浸出毒性进行研究。同时,研究了磨矿细度、酸浓度、固液比、浸出时间对硫酸烧渣中砷脱除效率的影响。结果表明,通过控制浸出参数可以将硫酸烧渣中砷的质量分数降低到0.2%以下,通过调节浸出液的pH和Fe/As摩尔比将其中的砷以沉淀的形式脱除。当Fe/As 2、pH=4～6时,溶液中砷浓度降到了0.5 mg·L~(-1)以下。沉淀砷渣主要是以非晶态的形式存在,提高铁砷比有利于提高砷渣稳定性,从而降低浸出毒性。在Fe/As=3、pH=6.04～6.22的条件下,得到的沉淀渣的浸出毒性为0.711 mg·L~(-1)。因此,通过酸浸脱除硫酸烧渣中的砷,进而采用铁盐沉淀的方法能够实现硫酸烧渣中砷的安全处置。     

铬渣酸溶性六价铬浸出动力学研究

考察了铬渣中的六价铬的在硫酸中浸出行为,分别研究了温度、硫酸浓度和铬渣粒径对酸溶性六价铬浸出的影响.研究表明,酸溶性六价铬酸浸为化学反应过程,可用"颗粒不变缩核收缩芯模型"进行描述,通过尝试法,确定酸溶性六价铬浸出过程为内扩散控制类型,表观活化能为9.32 kJ/mol;在此基础上,经多元回归分析,得到了表观反应速率常数关于温度、硫酸浓度和铬渣粒径的经验表达式.     

Pb/Zn冶炼废渣中重金属的生物浸出-盐浸处理

利用中温嗜热菌对某铅锌冶炼废渣进行生物浸出盐浸处理研究，并根据国家固体废物浸出毒性方法(HJ/T299-2007)对盐浸后余渣进行毒性分析。研究结果表明，在pH 1.5、温度65℃、矿浆浓度5%的优化条件下生物浸出3 d后，废渣中Cu、In、Ga和Zn的浸出率分别达到了91.5%、91.8%、84.9%和93.4%；盐浸生物浸出渣，其浸出液中Ag、Pb浓度分别为7.6和247.5 mg/L，可从废渣中有效回收Cu、In、Ga、Zn、Ag和Pb。生物浸出盐浸处理后余渣约为原渣量的70%；毒性分析浸出液中重金属元素Ag、As、Cd、Cu、Pb和Zn浓度分别为2～3.5、2～3、0.3～0.5、30～50、2～4、20～60 mg/L，低于国家危险废物鉴别标准(GB5085.3-2007)。根据试验结果，提出了针对冶炼废渣资源化、减量化、无害化的生物浸出盐浸联用工艺。     

电镀污泥钠钙化焙烧过程金属的矿相转化及平衡分布

电镀污泥钠化焙烧过程,由于Al、Cr和Zn的氧化物易与Fe_2O_3反应生成铁酸盐及其他复杂含铁盐类,导致灰渣水浸过程其浸出率较低。在添加剂CaO作用下,采用FactSage软件模拟污泥焙烧过程金属的矿相转化规律,找到提高Cr、Al和Zn浸出率的方法。研究结果表明,污泥钠化焙烧过程,添加剂CaO易与Fe_2O_3反应生成2CaO·Fe_2O_3,阻止Fe_2O_3与Cr、Al和Zn的氧化物反应生成铁酸盐及其他复杂盐类,一定程度上提高了Cr、Al和Zn的浸出率。但高温下,Al_2O_3也易与Cr、Al和Zn的氧化物反应生成难溶性铝酸盐,所以浸出率提高幅度不大。可采用稀碱先脱除污泥中的铝,铝的浸出率达95%以上,脱铝渣再拌苏打和CaO焙烧,灰渣水浸脱铬率达95%以上。通过分析可知,污泥在焙烧之前脱铝和在焙烧过程铁转化成2CaO·Fe_2O_3,阻止了难溶性铝酸盐、铁酸盐以及其他复杂盐类的生成,同时Cr和Al得到分离,且灰渣中铜、镍和锌以游离氧化物和极少部分结合氧化物形式存在,有利于后续金属的浸出和分离。     

锡冶炼含砷烟尘低温陶瓷固化技术

以锡冶炼过程中排放的含砷烟尘为研究对象,对浸出特性和低温陶瓷胶凝材料对其的固化效果进行了研究。结果表明,含砷烟尘As、Cu和Zn毒性浸出浓度分别为6 783、167和224 mg/L,严重超过国家毒性浸出鉴别标准值。其经低温陶瓷胶凝材料固化处理,当含砷烟尘掺量小于40%,自然养护3 d,As、Cu和Zn毒性浸出浓度急剧降低,且低于国家标准值。XRD和SEM分析表明,低温陶瓷胶凝材料在复合化学激发剂作用下,反应生成类沸石水化铝硅酸盐矿物(Al-O-Si);固化体中Ca-Fe-As-O盐是As固化的主要矿物相。Cu2+、Zn2+替换铝硅酸盐聚合物结构中的Na+、K+保持平衡电荷。胶凝材料水化产物填充于材料颗粒间,使其连接成一致密整体,有效降低了有害物质的毒性浸出浓度。     

电镀污泥的还原焙烧-酸浸

将电镀污泥作为一种重要的重金属资源加以回收利用,逐渐成为了国内外研究的重点。以电镀污泥为研究对象,在不同的温度及不同的焙烧时间下进行直接焙烧和还原焙烧,并对焙烧底渣进行酸浸,分别研究了污泥减量率以及Cu、Ni、Zn和Cr 4种重金属的含量和浸出率,并探索了还原剂(煤粉)和催化剂(CaCO3)投加量的影响。实验结果表明,原始电镀污泥中,Cu含量最高,达到10.05%,因此,电镀污泥中Cu具有回收价值;焙烧后电镀污泥得到了减量化,同时污泥中的金属得到了富集;还原焙烧比直接焙烧更有利于Cu的选择性浸出,当煤粉投加量为10%,CaCO3投加量为0.5%,在700℃下焙烧20 min时,Cu的浸出率达到98.73%,Cu的含量达到15.07%。     

球磨辅助碱浸铜冶炼烟灰中砷与有价金属选择性分离

为开发高效的铜冶炼烟灰选择性脱砷技术,采用球磨辅助NaOH-Na_2S浸取体系选择性分离As与有价金属,在NaOH、Na_2S与烟灰质量比0.4:1、球磨转速350 r·min~(-1)、料球比0.6、液固比20:1、填充系数0.45、反应时间60 min条件下,As浸出率可达85%,Cu、Pb、Cd和Zn浸出率均较低;与传统水浴浸出体系相比,As浸出率提高了11%。SEM表明,球磨后烟灰粒径减小、比表面积增大,表面呈剥蚀状,As浸出过程传质速率增加,反应活性位点增多;XPS表明,球磨后烟灰中6.73%As(III)被氧化为As(V),进一步促进其浸出;XRD表明,浸出残余固体中Pb、Zn主要为硫化物,球磨可将烟灰中PbSO_4转化为PbS,从而加快As选择性分离,故球磨可强化As与有价金属在碱浸体系中的选择性分离,为铜冶炼产生的含砷材料的无害化及资源化提供了理论基础。     

高铁脱硫渣制备高纯度硫酸亚铁及草酸亚铁的研究

以高铁脱硫渣为原料，采取酸浸、除杂和结晶等工艺制备出99%以上硫酸亚铁晶体。研究了酸浸过程中硫酸浓度、浸取温度、时间对铁浸出率的影响，分析了各个影响因素的规律性。结果表明：适宜的浸取条件为硫酸溶液质量分数为25%，在70℃下，不断搅拌浸取6 h。固液分离后调节硫酸亚铁溶液pH=1～2，在70℃下蒸发浓缩结晶，即可得到99%以上硫酸亚铁晶体。     

硫铁矿烧渣湿法制备铁系产品的原理和途径分析

本文叙述了硫铁矿烧渣的化学成分和物相 ,以及酸浸还原烧渣提取铁的基本原理。论述了硫铁矿烧渣湿法制备铁盐 ,铁氧化物颜料 ,铁基磁粉以及铁粉等铁系产品的原理 ,并对铁系产品的途径进行了分析。     

硫铁矿煤渣湿法制备铁系产品的原理和途径分析

本文叙述了硫铁矿烧渣的化学成分和物相,以及酸浸还原烧渣提取铁的基本原理。论述了硫铁硫烧渣湿法制备铁盐,铁氧化物颜料,铁基磁粉以及铁粉等铁系产品的原理,并对铁系产品的途径进行了分析。     

二段铁盐沉淀深度脱除高浓度含砷废水中的砷

探索高浓度含砷废水中砷的深度脱除方法及脱除机理。采用预氧化-二段铁盐沉淀的方法脱除炼铅烟尘浸出液中的砷,研究影响砷脱除效率的控制条件和因素,砷脱除机理。结果表明,用双氧水氧化原料液中的低价铁和砷,加Fe Cl3调节铁砷比=1,在p H=4~5、T=60~70℃反应60 min,砷的脱除率达到99.95%,XRD分析结果表明,沉淀物为非晶态砷酸铁形态;在二段除砷中,控制铁砷比=5、p H=7~8,除砷后液中的砷含量小于0.014 mg/L,远低于允许的排放限值。采用二段铁盐脱砷工艺可以将高砷溶液中的砷深度脱除。     

硫铁矿烧渣制备无机复合混凝剂聚合铁盐

对用硫铁矿烧渣制备无机复合混凝剂聚合铁盐进行了试验研究,考察了影响烧渣酸溶和铁聚合的因素。结果表明,硫酸浓度、反应时间和体系温度等是影响硫铁矿烧渣中铁溶出率的主要因素,在烧渣液溶过程中添加适当的助溶剂,不仅能够加快酸浸速度,而且还可以提高产品的混凝性能。     

电镀污泥的热处理特性以及对金属回收的影响

焙烧-酸浸法可有效回收电镀污泥中的有价金属,而污泥的热处理特性是决定能否采用焙烧预处理的重要因素。研究了氧化焙烧和还原焙烧对污泥成分和金属浸出性的影响,并对焙烧前后的污泥进行了金属形态分析和X射线衍射(XRD)分析。结果表明,焙烧预处理实现了污泥减量和金属富集;ES1经氧化焙烧后金属浸出率接近原泥,Cu的浸出率达99%;ES2的还原焙烧效果优于氧化焙烧,特别是Cu的浸出率超过97%,XRD分析发现,还原焙烧过程中金属Cu被还原为铁铜合金;2种焙烧均造成了ES3中目标金属Ni的浸出率的降低;金属浸出性的下降与残渣态的形成有关。     

磷渣-粉煤灰基地聚物材料固化含砷废渣

为了处理有色金属冶炼厂产生的含砷废渣,利用磷渣-粉煤灰基地聚物材料对其进行固化处理。在磷渣∶粉煤灰=60∶40的基础上,通过单因素实验考察了石灰的掺量、化学激发剂水玻璃的模数及掺量、含砷废渣掺量等因素对砷固化体力学性能及砷毒性浸出特性的影响。结果表明:石灰外掺掺量为10%,水玻璃的模数为M=1.2,且其掺量为4%时,砷固化体的抗压强度和As毒性浸出浓度等指标综合效果达到最佳,地聚物材料对含砷废渣的最大固化容量为34%,其固化体抗压强度可达13.6 MPa,砷毒性浸出浓度为2.4 mg·L~(-1),满足危险废弃物堆存国家标准要求。通过XRD、SEM等手段分析可以得出,固化后砷通过化学键合的方式变成难溶盐的形式被地聚物材料牢牢地包裹,结构更加密实。     

电解锰渣中锰的浸出条件及特征

采用水洗-酸解法回收电解锰渣中锰,探讨了清水量、酸量以及温度在不同阶段对锰浸(洗)出条件的影响,分析了回收锰的主要因素及浸出特征。实验结果表明,50 g电解锰渣经m渣∶m水=1∶10的清水水洗后,采用10%的硫酸在70℃的水浴温度下酸解2 h,Mn2+浸出量为1.673 g,回收率达到97.3%,而温度和酸度对锰离子的浸出影响明显,酸度调控可有效分离酸浸锰液中金属成分,为减少电解锰渣环境污染的同时,实现电解锰渣资源化利用。     

盐酸浸出提取赤泥中铝和铁的工艺条件优化

系统研究盐酸浸出赤泥中铝和铁的过程,考察酸浸温度、盐酸浓度、酸浸时间、液固比以及赤泥粒度对铝、铁浸出率的影响。单因素实验和正交实验结果得出,在影响浸出率的酸浸温度、盐酸浓度、酸浸时间和液固比对铁、铝的浸出率的影响几个因素中,酸浸温度和盐酸浓度的影响最大,液固比和浸出时间其次。盐酸酸浸的最佳工艺条件为:赤泥粒度150μm、酸浸温度80℃、盐酸浓度10 mol·L~(-1)、液固比8∶1(V/m)、浸出时间150 min,此时铝的浸出率为96.7%,铁的浸出率为95.1%,铁铝总浸出率96.0%。     

生物炭负载Fe3O4对猪粪厌氧消化中重金属Cu、Zn形态的影响

为研究生物炭(BC)负载Fe_3O_4对猪粪厌氧消化中重金属形态的影响,采用化学共沉淀法将Fe~(2+)/Fe~(3+)和水稻秸秆BC复合制备Fe_3O_4/BC复合材料,将其作为钝化剂添加到以猪粪为原料的厌氧消化反应中。通过Tessier连续提取法与pH-依赖性浸出试验,探究BC和Fe_3O_4/BC对重金属形态的影响以及不同pH条件下沼渣中重金属浸出浓度的变化。结果表明,添加Fe_3O_4/BC对Cu和Zn的钝化效果更显著,与空白对照(CK)相比,添加BC和Fe_3O_4/BC后Cu的残渣态质量分数分别增加了-10.46%和52.40%,Zn的残渣态质量分数分别增加了16.82%和42.14%。厌氧消化后沼渣的浸出试验表现出很强的pH依赖性,Cu、Zn浸出曲线呈现出"V形",在中性环境中(pH 6～8)Cu、Zn和溶解性有机质(DOM)的浸出浓度较低,在酸性(pH6)和碱性(pH8)环境中较高。在弱酸弱碱条件下(pH 5～9),添加Fe_3O_4/BC后Cu和Zn的浸出浓度均低于添加BC的试验和CK组。因此,添加Fe_3O_4/BC可有效降低厌氧消化后沼渣中重金属的浸出风险。     

木薯生物质酸解制取还原糖并用于软锰矿的还原浸出工艺

对木薯生物质酸解制备还原糖进行了详细研究,考察了硫酸浓度、温度及木薯生物质添加量的影响。结果表明:木薯淀粉、木薯干片和木薯渣经过硫酸处理,可以产生大量的还原糖。在适宜条件下,木薯淀粉的还原糖得率可以达到95%以上,木薯干片的还原糖得率在85%以上,木薯渣的还原糖得率在60%左右。成本分析表明木薯渣制备吨还原糖的原料成本最低。进行了木薯渣湿法还原浸出软锰矿实验,锰浸出率可达到90%以上。     

还原焙烧电镀污泥中的金属形态和浸出性

分别以煤粉和稻杆为还原剂对电镀污泥进行还原焙烧，并通过酸浸回收焙烧渣中的金属。研究了焙烧温度、焙烧时间和还原剂投加量对目标金属Cu浸出率的影响以及主要杂质金属的浸出性，并采用BCR逐级提取法分析了焙烧前后污泥中的金属形态分布。结果表明，当在电镀污泥中投加30％的煤粉在600℃下焙烧1h后Cu的浸出率达到97．78％，当投加50％的稻杆时浸出率为89．47％，而氧化焙烧后浸出率仅为37．71％；并且还原焙烧渣中多数杂质金属的浸出率较低，从而可以实现Cu与杂质金属的初步分离。氧化焙烧容易导致金属从易浸出的非残渣态向难浸出的残渣态转化，而还原焙烧则能抑制这种转化过程，金属形态是决定其浸出性的重要因素。     

淹水对土壤重金属浸出行为的影响及机制

为了明确淹水对土壤重金属浸出行为的影响及其作用机制,以实际场地重金属污染土壤为研究对象,开展了淹水实验。对淹水过程中土壤重金属的浸出浓度、氧化还原电位、pH、铁氧化物浓度及重金属形态等相关指标进行测定了分析。结果表明,淹水后,重金属浸出浓度随淹水时间呈现先增长后降低趋势。淹水初期(30 d),Cu、Zn、Cd和Pb浸出浓度分别增加了6.71%、4.03%、3.56%和4.55%。pH降低、有机质降解和铁氧化物还原溶解是导致重金属浸出浓度升高的主要原因。随淹水时间的持续增加,重金属浸出浓度逐渐降低并于90 d时趋于稳定。淹水结束时(180 d),Cu、Zn、Cd和Pb浸出浓度分别降低了23.78%、16.78%、15.48%和15.45%。重金属形态分析表明,淹水促使重金属赋存形态由酸可提取态转化为可还原态和可氧化态,降低了重金属活性;矿物成份分析证实了金属硫化铜物相的生成。新形成的无定形氧化铁对重金属的吸附作用和硫化物与重金属的化学沉淀作用是重金属浸出浓度降低的主要机制。该研究为淹水条件下重金属污染土壤风险控制提供了依据。