碱浸－电解法生产锌粉过程的生命周期评价研究

随着高品位优质闪锌矿资源的减少,研究开发利用贫杂锌矿、含锌废渣等二次资源的锌冶炼清洁工艺,成为锌冶炼工业重要而迫切的任务.碱浸－电解法作为一种生产高纯度锌粉的新工艺,具有流程简单、原料适应性强、成本低等优点.为了对碱浸－电解法生产高纯度锌粉新工艺的环境影响进行分析,运用生命周期评价(LCA)方法,对该新工艺的环境负荷进行研究,并与传统的酸法和火法工艺进行了对比.结果表明:与传统酸法和火法工艺相比,碱法生产锌粉工艺的环境协调性更优越,其能源总需求、温室效应指数及酸化指数分别是酸法工艺的87.76%,47.80%和0.08%;是火法工艺的93.94%,9.25%和0.14%.      

我国铝冶炼企业固体废物的指纹特征及毒性

《国家危险废物名录(2021年版)》明确规定了铝冶炼企业产生的大修渣、残阳极、铝灰、二次铝灰、烟尘等均为危险废物,在行业内引起了较大反响.为了对铝冶炼企业固体废物的特征及环境危害进行归纳分析,采集了多家电解铝、再生铝和铝灰加工企业在不同阶段产生的固体废物,通过样品的物相组成、重金属和氟化物的浸出毒性及含量分析其危险特性.结果表明:金属铝、氮化铝、氧化铝是铝灰及二次铝灰中的典型特征物相;β-氧化铝可作为指纹特征用于识别铝灰及二次铝灰的工艺来源,其通常存在于电解铝液加工过程产生的铝灰中,而罕见于再生铝液加工过程产生的铝灰中.电解铝企业废物中Cu、Zn、Cd和Pb的含量显著低于再生铝和铝灰加工企业(P < 0.05).依据GB 5085.6—2007《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》标准,此次采集中76.2%的样品累计毒性物质与标准值的比值≥1,累计毒性物质总含量超标.其中,47.6%的样品同时存在有毒物质总含量≥3%,14%的样品同时存在致癌物质总含量≥0.1%.毒性物质含量主要与重金属和氟化物相关,氟化物对铝冶炼企业固体废物毒性影响最大,重金属次之,电解铝企业铝灰氟化物含量显著高于再生铝和铝灰加工企业(P < 0.05).依据GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》,此次采集中电解铝、再生铝和铝灰加工企业废物样品氟化物浸出毒性的超标率分别为60%、17%和0%,再生铝企业铝灰样品氟化物浸出毒性显著低于电解铝和铝灰加工企业(P < 0.05).研究显示,铝冶炼企业相关危险废物的主要环境风险来自金属铝、氮化铝、氟化物和重金属,其反应性危险特性主要与金属铝、氮化铝相关,毒性危险特性主要与氟化物、重金属相关,在铝灰加工过程中减少含氟精炼剂的使用将有助于降低二次铝灰的毒性危险特性,降低环境风险.      

钢铁企业含锌尘泥资源化利用途径分析评价

通过分析锌元素进入钢铁制造流程的渠道,明确了钢铁企业含锌尘泥的来源与循环路径。根据含锌尘泥的循环途径,综合分析比较国内外含锌尘泥的不同利用方式和工艺——改变循环路径、物理选矿法、火法工艺以及湿法工艺。本着钢铁工业与锌冶炼之间形成工业化生态链的思路,提出了钢铁企业含锌尘泥的处理原则和资源化利用模式。     

含锌电炉粉尘处理技术的研究进展

随着我国含锌电炉粉尘排放量的不断增加,钢铁厂含锌电炉粉尘的处置利用应满足粉尘的资源高效利用和处置过程的环境保护要求。对目前国内外含锌电炉粉尘特性和处置技术进行综述和分析,发现固化和稳定化处置含锌粉尘不利于有价组成的资源回收;湿法处置含锌粉尘的工艺能耗低,但处理能力也较低,且处置工艺流程较长;火法处置含锌粉尘工艺的优点是处置能力大、锌脱除率高,缺点是能耗大,且对锌的含量有要求。随着未来我国废钢电弧炉炼钢比例的增大,采用火法工艺脱除高锌粉尘中的锌将成为电炉粉尘处置的重要方向。     

云南省锡冶炼低浓度SO_2烟气脱硫石膏渣样品属性鉴别与环境管理对策建议

锡冶炼低浓度SO_2烟气脱硫渣中含有重金属等有毒有害元素,因其固体废物属性不明,在贮存、转移、处理处置过程中可能产生环境风险。对云南省典型锡冶炼工艺过程产生的31个低浓度SO_2烟气石灰石膏法脱硫渣样品进行浸出毒性和腐蚀性鉴别实验,结果表明约93.5%的脱硫渣样品浸出液中As元素、100%的样品浸出液中Hg元素浓度超过危险废物浸出毒性鉴别标准限值,3个样品pH值 12.5,全部脱硫渣样品具有危险特性,应按危险废物进行管理。提出了对策建议。     

污泥飞灰中重金属不同浸出方法比较及综合毒性评价

通过高精度气流分级机对污泥飞灰进行粒径分级:1μm、1~2.5μm、2.5~10μm、10~50μm、50μm.采用HJT299-2007-硫酸硝酸法,HJ557-2009-水平振荡法,美国EPA的毒性浸出方法 TCLP,欧盟危险废物鉴别浸出标准(EN12457-3)对不同粒径飞灰中重金属浸出毒性进行对比研究,根据浸出结果建立了一种重金属浸出综合毒性的评价方法.结果表明,飞灰中的重金属含量及浸出量随飞灰粒径的增加而降低,其中重金属Zn和Cu在TCLP浸出方法中的1μm粒径段的浸出含量最高,分别为107.34 mg·kg~(-1)和318 mg·kg~(-1).TCLP法和硫酸硝酸法的重金属浸出量远高于欧盟(EN12457-3)和水平振荡法.根据比较重金属总体污染毒性指数OPTI值的大小,发现10μm的飞灰的OPTI值远大于10μm的飞灰的OPTI值,说明粒径小于10μm的飞灰更具有毒性,危害性更大.     

Novosol法固定底泥中重金属研究

采用Novosol法处理河道疏浚底泥,固定底泥中的重金属,并研究了磷酸投加量、烧结温度和烧结时间对底泥重金属浸出的影响.研究结果表明,Novosol法处理底泥适宜的磷酸投加量为0.17mo.lkg-1,烧结温度为700℃,烧结时间为2h.采用毒性浸出方法(TCLP)浸取处理底泥,浸出液中Cd、Zn和Pb的浸出浓度均远远低于危险废物鉴别标准——浸出毒性鉴别(GB5085.3-2007)规定的限值.稳定浸出液pH为5时,优化条件下Novosol法处理后底泥中Cd、Zn、Pb的浸出量比原底泥的浸出量分别降低了77.4%、53.9%和39.4%.底泥中Zn和Cd的浸出受pH影响较大,当浸出液pH降到6以下时,Zn和Cd的浸出浓度显著增加;而底泥中的Pb由于在Novosol法处理过程转化成极为稳定的磷酸盐矿物结构,受pH影响较小.     

以炉渣为载体处理重金属废水的吸附研究

通过对昆明危险废物处理处置中心高温焚烧车间的焚烧炉渣进行筛选、毒性浸出检测及预处理,将其用于处理重金属废水研究中。结果表明,经过预处理的炉渣对含砷、铬、锌的重金属有较好的吸附效果,粒径10mm的炉渣,加入最佳比例为13.33%,对砷、铬、锌的去除率分别达到87.09%、99.31%和99.99%。     

焚烧飞灰磷灰石药剂稳定化技术研究

对垃圾焚烧飞灰的全组分和浸出特性进行了分析,表明焚烧飞灰含有多种重金属,其中Pb、Zn和Cd等的浸出毒性分别达到11.8、164.9和31.2mg/L,远高于危险废物浸出毒性标准.实验选择新型无机稳定化药剂———磷灰石对焚烧飞灰的重金属稳定化效果进行研究,结果表明:在磷灰石投加量7%时,处理后焚烧飞灰的重金属浸出毒性(部分样品除镉外)均达到了危险废物填埋入场控制限值;焚烧飞灰的稳定化效果与磷灰石的粒径有关,当其粒径为200目时能够取得较好的稳定化效果;稳定化产物在养护时间1d后,其重金属浸出浓度不再改变;实验证明在pH 3～11范围内稳定化产物都具有较好的稳定化效果,减少了稳定化产物在环境条件下的二次污染的风险.     

危险废物浸出毒性的理论基础研究

浸出毒性是危险废物毒性特性鉴别的重要指标.美国危险废物毒性特性鉴别标准是针对工业固体废物与生活垃圾共处置产生的污染特性而制定的,其主要保护目标是地下水;日本针对产业废物投海和进入管理型填埋场处置,分别制定了危险废物浸出毒性鉴别标准,其保护目标分别是海洋和普通填埋场地下水.目前中国的浸出毒性标准缺乏完整的理论基础,没有明确阐明固体废物鉴别目的,浸出项目不全.针对美国和日本等的废物浸出毒性鉴别理论基础和方法进行了比较研究,分析了中国危险废物污染特性、污染途径和环境效应,通过模拟工业废物进行不规范处置且受酸雨影响条件下毒性物质浸出向地下水渗滤迁移的过程,以此作为模型确定浸出毒性的浸取方法.     

氨浸法从冶锌铁渣中回收锌制备活性氧化锌

采用氨配合法一次性浸出含锌铁渣中的锌,并用硫化铵对浸出液进行除杂,再将浸出液经蒸氨并加入NH_3HCO_3制备成活性氧化锌,以完成对锌的回收与利用。采用曲面响应法探讨温度、时间、液固比和氨浓度对锌浸出率的影响,并得到最佳条件如下:浸出温度为20℃、浸出时间为1. 7 h、液固比为4. 4 mL/g、氨浓度为8. 2%。结果表明:在最佳条件下,锌的浸出率可达99. 78%。除杂过程的Cu、Cd去除率均可达95%以上。经检测,活性氧化锌的性能符合化工行业标准HG/T 2572—2012《活性氧化锌》要求。     

硫化砷渣稳定化/固化处理及其效果评价

以石灰、水泥作为固化材料,掺以氧化剂、PFS、PAM等稳定化药剂,确定了硫化砷渣稳定化/固化处理的最佳工艺条件。结果表明:砷渣固化体养护7 d抗压强度为2.32 MPa,28 d抗压强度为4.56 MPa;增容比(CR)为1.25~1.30,有效地控制了固化体的体积;固化体28 d浸出毒性低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》和《危险废物填埋污染控制标准》规定的限值。经处理后,固化体完全满足危险废物转移、运输、贮存或安全填埋处置的要求。     

危险废物处理处置技术评价方法研究

在对不同危险废物处理处置技术评价方法适用性进行分析的基础上,对危险废物处理处置技术评价方法进行了系统研究.结果发现专家评价法和环境技术评价(EnTA)法以定性评价为主,简单易行,应用范围广泛;生命周期评价(LCA)法以定量为主,但由于数据采集困难,目前在应用上还面临很多困难;层次分析(AHP)法把定性与定量评价融合得比较好,对于解决危险废物处理处置技术的选择问题行之有效.     

无污染技术的研究

X38 9801393工业废水减盘化/JamesR·Simpso…//上海环境科学/上海市环保局一1997,16(10)一4一5,14环信X一100X383 9801394无公害炼铜新工艺研究(I)一三抓化铁浸出铜精矿及其浸出剂的再生/程步升…(北京有色金属研究总院)//有色金属(冶炼)/中国有色金属工业总公司一1997,(6)一13一16,9 环信TF一11 采用FeC13浸出铜精矿,铜的浸出率可达98%以上,而铜精矿中的硫以元素硫的形式在浸出渣中析出,从而消除火法炼钥工艺中502烟害。进入浸出液的FeC12,经空气氧化再生为FeC13返回浸出,实现封闭循环而不污染环境.图5表3参X383 9801395干法熄焦一…     

固体废物浸出毒性浸出方法标准研究

对国内外浸出方法标准体系、研究方向、应用目标、方法的特点和缺陷进行了系统总结,介绍了《固体废物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》(HJ/T299—2007)和《固体废物 浸出毒性浸出方法 醋酸缓冲溶液法》(HJ/T300—2007)的模拟场景、方法学探讨和实验研究结果. 目前,HJ/T299—2007已经成为我国危险废物浸出毒性鉴别的指定标准方法,而HJ/T300—2007也被用于特定危险废物和一般工业废物进入生活垃圾填埋场的入场检验. 新制定的浸出方法标准的环境保护目标和模拟场景假设明确,实验参数由理论计算和系统的实验获得,具有较充分的方法学依据. 尽管如此,对于该标准的客观、全面的评估还需要经过长期的执行过程才能获得,新的浸出方法标准只是在现有研究基础上的阶段性成果,还要随着环境管理的需要和细化以及研究的不断深入而加以补充和修改.      

垃圾焚烧飞灰冶金性能研究

垃圾焚烧飞灰是危险废物因而必须进行处理.用冶金高温熔融分离来处理飞灰是一个新的无害化处理方法.在了解飞灰特性的基础上,研究了飞灰的冶金性能.对飞灰进行冷固结造球,并分析了球团的强度和浸出毒性;测试了球团的粘度和熔化性温度;进行了飞灰球团高温熔融分离实验,分析了熔渣中的重金属和浸出毒性.实验结果表明,飞灰的矿物组成主要是CaO、SiO2等氧化物;选择7%消石灰,添加1%糖浆进行飞灰冷固结,并养护18d,单个球团平均抗压强度可达到1005 N,球团的浸出毒性没有超标.飞灰的熔化性温度范围为1250～1290℃,此时的熔渣粘度较低;飞灰高温熔融分离的适宜工艺参数为:熔融温度1400℃,熔融时问10min,球团碱度1.8,金属熔池与飞灰球团配比为5:4,金属熔融分离效果很好;飞灰经过1300℃以上的高温熔融,熔渣远远低于浸出毒性标准.     

模拟雨水对工业烧渣中重金属浸出特性的研究

采用《固体废物浸出毒性浸出方法—水平振荡法》(HJ557-2010)对工业固体烧渣中重金属进行浸出试验研究,并利用火焰原子吸收分光光度法分别测定了其浸出液中的铅、铬、锌、镉、铜、铁和镍等7种重金属,用可见分光光度法测定砷,考察了模拟酸雨的pH值、液固比和浸取时间等因素对烧渣中重金属的浸出试验的影响,实验结果表明烧渣中各重金属的浸出值均未超出国家标准《危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中的允许值,可直接作为建筑材料或路基材料使用。     

城市垃圾焚烧飞灰的硅酸盐水泥稳定化效果研究

采用南方某城市生活垃圾焚烧厂的飞灰进行了硅酸盐水泥稳定化效果及工艺的研究,实验分别就水泥添加量、添加剂的使用、养护时间和浸取剂pH值等因素,考察了飞灰中重金属(Cd,Pb,Cu,Zn)的稳定化效果.结果表明,当硅酸盐水泥/飞灰=10%(质量比)时,采用硅酸盐水泥处理焚烧飞灰的稳定化产物中重金属的浸出浓度都已满足危险废物填埋场入场控制标准;当使用硅酸盐水泥对焚烧飞灰进行稳定化处理时,1d后其水化反应基本完成,此后稳定化处理后焚烧飞灰的重金属浸出毒性趋于稳定;pH相关性实验表明,当使用浸取剂的pH值在3～11的范围变化时,处理后的焚烧飞灰其浸出液的pH基本稳定在7左右,证明该法产生的稳定化产物对环境pH值有很好的适应性.     

关于工业危险废物固化与浸出试验的研究

工业危险废物在进行安全填埋前，需进行稳定化／固化处理，以减少毒性。本文主要是通过对几种工业固体废物固化与浸出实验的分析与研究，优化出理想的固化方案和固化工艺参数。     

城市垃圾焚烧飞灰特性及水泥固化试验研究

试验分析了重庆市某城市垃圾焚烧发电厂飞灰的化学成分,研究了原飞灰的浸出毒性,考察了水泥对原飞灰和酸洗预处理飞灰中重金属的固化效果. 结果表明:飞灰中重金属Pb和Zn的浸出质量浓度均超过《危险废物浸出毒性鉴别标准》(GB5085.3-2007),因而被认为是危险废物,必须对之进行稳定化处理;酸洗预处理飞灰固化试块的抗压强度得到了一定程度的提高,其重金属Pb和Zn的浸出毒性均较相同配比、相同养护时间的原飞灰固化试块有明显降低;酸洗预处理飞灰固化试块抗压强度随掺入飞灰比例的降低和养护时间的延长而加大,在养护28 d时其抗压强度最高,达4.25 MPa;酸洗预处理飞灰固化试块在养护28 d时,其重金属Pb和Zn的浸出质量浓度分别比原飞灰所制固化试块降低了10.6%～59.0%和7.4%～73.7%.