Study on Distribution and Content of Nickel in Dry Batteries

在实验室条件下,对国产50个品牌80种废干电池中镍的分布及含量进行了研究.结果表明,95％的废干电池含有金属镍,其中碱性废干电池的镍主要分布在外皮(壳)和外底片,碳性废干电池主要分布在金属帽中,钮扣式废干电池分布在正极壳和负极盖.废干电池中镍的质量分数在1％～8.4％之间,平均质量分数为2.4％.废干电池的碳粉中不含镍.     

污泥掺烧对焚烧后固体废物污染物排放的影响

在佛山某生活垃圾焚烧发电厂开展生活垃圾掺烧市政污泥工业试验,分析5%、10%、15%的市政污泥掺烧对电厂焚烧后固体废物中重金属和二噁英排放的影响。结果表明,掺烧污泥使Cd在飞灰中的分布提高了40%以上,但其他重金属的分布特征仍主要受各自沸点的影响。焚烧固废中重金属含量受污泥的引入影响普遍不显著,飞灰中Cu浸出质量浓度上升20%,Ni、Pb、Hg、Cr的浸出质量浓度波动下降;炉渣中重金属浸出质量浓度波动较大。焚烧飞灰中总二噁英含量与污泥掺烧比例成负相关,且与投料中的Cl质量分数成正相关,与S质量分数成负相关。因此,低于15%的污泥掺烧比例不会显著提升焚烧固废中污染物排放浓度。     

焙烧条件对废干电池中汞的释放影响研究

在小型管式炉中进行废干电池的焙烧实验,分析了焙烧温度、时间及其交互作用对汞释放的影响.结果表明,焙烧时间对汞释放影响最大,温度也有显著影响,它们对汞释放有交互作用且作用显著,废干电池焙烧过程中汞在低温下更易释放.在温度650 ℃,焙烧时间120 min情况下,汞释放率达99%以上.焙烧前后干粉的X衍射分析结果表明,焙烧后电池中含有的晶态物增加,结构更复杂.     

电镀污泥中镍的浸出过程动力学研究

以硫酸为浸镍剂,从某表面处理工业园电镀废水处理污泥中提取镍,通过单因素优化试验探讨了影响镍浸出效率的主要因素,如污泥粒径、硫酸质量分数、固液比、浸出时间、浸出温度等,并对硫酸浸镍过程的动力学机理进行了研究。结果表明:当污泥粒径为147μm、硫酸质量分数为20%和固液比为1∶7(g∶m L)时,在常温条件下反应60 min,污泥中镍的浸出率可达96%以上;硫酸浸出镍的过程符合收缩未反应核模型,其动力学方程为1-23η-(1-η)23=KDt,浸出反应级数为1,浸出活化能Ea为3.127 k J/mol,指前因子A为0.011 7,反应速率常数为K=0.0117e-3.127RT,根据该模型可知,硫酸浸出镍的决定步骤为固体膜扩散。     

河北省农田耕层土壤中镍含量及其质量评价

为探明河北省农田土壤质量现状和科学指导镍肥施用,研究了河北省农田主要类型耕层土壤中的全镍和有效态镍含量分布及其变化规律.结果表明,全镍平均质量比26.48 mg/kg,质量比范围8.62～94.77 mg/kg,在20～30 mg/kg范围内分布频率最高,平均质量比从高到低表现为棕壤土、潮土、褐土、粟钙土,总体分布是由北向南、由西向东呈逐渐增加趋势;有效态镍平均质量比0.38 mg/kg,质量比范围0.11～1.58 mg/kg,在0.25～0.40mg/kg范围内分布频率最高,平均质量比从高到低为棕壤土、栗钙土、褐土、潮土,总体分布为由北向南、由东向西呈逐渐降低趋势;4种类型耕层土壤中全镍含量的变化与土壤pH值、全盐量及有机质的含量变化相关性均不显著,而有效态镍含量变化与土壤中有机质含量变化呈显著或极显著正相关,表明土壤中有机质含量可作为表征土壤中有效态镍含量高低的重要指标.河北省农田耕层土壤未出现镍污染,符合农田土壤环境质量标准.     

湖泊底泥中磷的存在形态与分布特征——以长春南湖为例

本文以长春南湖表层底泥为例,利用SMT法提取不同形态的磷,探索其分布规律.结果表明,底泥中TP以IP为主(占TP质量分数66.53%以上),OP次之;IP以Fe/Al P为主(占IP质量分数在53.55%以上),Ca-P次之.其中Fe/A-P和OP为活性磷组分(占TP质量分数在65.55%以上),易于释放到水体中,是水体营养化的主要影响因素,值得引起关注.就底泥中各形态P的时空分布而言,空间上有从四周向湖心减小的趋势,其中,西北、北部和南部边缘地带磷质量比较大;时间上,随时间波动,无明显一致性规律,其中,荷花池各形态磷的质量比最大值出现在9月,南湖大桥下各形态磷的质量比最大值出现在8月.究其原因,上述规律受气候和人为因素控制.研究成果为防治富营养化提供了理论依据.     

蛤蜊壳在膨胀型防火涂料中的阻燃和抑烟作用

为提高膨胀型防火涂料的阻燃与抑烟性能,以聚磷酸铵-季戊四醇-三聚氰胺为膨胀阻燃剂、蛤蜊壳生物填料作为协效剂制备膨胀型防火涂料,通过小室法、模拟大板法、烟密度试验、热重分析(TGA)法、扫描电镜(SEM)和元素分析等,研究蛤蜊壳生物填料的含量对膨胀型防火涂料的阻燃和抑烟性能的影响。结果表明:添加蛤蜊壳生物填料可以有效提高膨胀型防火涂料的阻燃和抑烟性能,表现出较好的协效阻燃和抑烟作用;但过量的生物填料会降低其在膨胀型防火涂料中的协效作用,添加质量分数为2%的蛤蜊壳生物填料表现出最优的协效阻燃和抑烟性能;蛤蜊壳生物填料的加入可以促进膨胀阻燃体系在燃烧过程中形成更多的交联结构以增强炭层的致密性和隔热性能,进而使涂层显现出较高的热稳定性和成炭率,添加质量分数为2%蛤蜊壳生物填料的涂层在800℃下的残炭量高达33.7%。     

镍渣制备建筑用微晶玻璃的初步研究

对从镍渣中提取铁同时制备建筑用微晶玻璃的进行了研究.结果表明,熔渣中铁的质量分数可以降到0.5%左右,满足制备微晶玻璃的要求.对微晶玻璃样品进行了显微镜、X射线衍射、扫描电镜分析.其主晶相是透辉石(CaO·MgO·2SiO2),晶体的形貌为短柱状,分布均匀.本文所介绍的制备工艺是可行的.     

氨基功能化微硅粉的制备及其对镉污染土壤的钝化效果研究

以工业废弃物微硅粉为基体材料，通过硅烷偶联反应将氨基固载到微硅粉表面，制备一种高效重金属吸附材料——氨基功能化微硅粉(SFK),并将其应用于镉污染土壤的钝化治理。吸附试验结果显示，SFK对重金属Cd(Ⅱ)的吸附符合Langmuir吸附等温线模型，最大吸附量为43.83 mg/g。扫描电子显微镜-能谱、傅里叶变换红外光谱及X射线光电子能谱表征结果分析可知，吸附主要通过氨基与Cd(Ⅱ)发生配位反应而固定在SFK表面。土壤培养试验和小白菜盆栽试验结果显示：当SFK施用质量分数为3%时，土壤有效态Cd质量比显著降低，未种植小白菜土壤和种植小白菜土壤中Cd质量比的降幅分别为47.10%和78.17%;小白菜生物量显著增加，小白菜地上和地下部分Cd质量比分别降低了81.63%和63.56%。本文主要体现了“以废治废”的思路，制备的SFK材料可应用于镉污染农田土壤的治理。     

水力停留时间对水解酸化-改性贻贝壳填料曝气生物滤池处理模拟生活污水的影响

研究了水力停留时间(HRT)对以贻贝壳和3种不同质量分数柠檬酸改性的贻贝壳为填料的曝气生物滤池(BAF)与水解酸化池组合对模拟生活污水中COD、氨氮(NH3-N)和总磷(TP)去除效果的影响,并对4个系统的处理效果进行比较,以考察贻贝壳改性程度对系统处理效果的影响。结果表明,贻贝壳及改性贻贝壳均可以作为BAF的填料,其中0.5%柠檬酸改性的贻贝壳填料处理系统对模拟生活污水的处理效率最高。HRT对COD和TP去除效果的影响较大;HRT为4 h或8 h时,4个系统对NH3-N的平均去除率均在92.30%以上。     

采用响应面优化酸浸法回收报废三元电池中有价金属的研究

为简化传统报废锂离子电池(LIBs)处理工艺,对报废镍钴锰三元(NCM)电池正极材料进行浸出处理,在单因素试验的基础上,利用响应面分析法分析浸出温度、抗坏血酸浓度、固液比和浸出时间对正极材料中Co、Li、Mn、Ni浸出率的影响。建立数学回归模型,分析因素间的交互作用。结果表明,各金属的回归方程模型均显著(p<0.05),R^2≥0.88,信噪比N>4,C.V.较低,可用于报废NCM电池中Co、Li、Mn、Ni浸出工艺的分析与预测,其中浸出温度和抗坏血酸浓度的交互作用对Li和Ni的浸出率影响最大。各金属浸出率的最佳工艺条件为:浸出温度69.26℃,抗坏血酸浓度1.24 mol/L,固液比31.30 g/L,浸出时间59.79 min。在此条件下,Co、Li、Mn、Ni浸出率分别为96.35%、92.53%、89.28%、56.32%。结合回归分析及可操作性原则,进行3次平行试验,试验结果与模型理论预测值接近。试验过程简单,处理方法对环境友好,有利于工业化生产。     

水分管理方式对水稻在Cd污染土壤上生长及其吸收Cd的影响

通过水稻盆栽试验,研究了Cd污染土壤上旱作、不同生育期烤田和全生育期淹水等不同水分管理方式对水稻生长及其吸收Cd的影响.结果表明,旱作栽培对水稻生长发育影响较大,水稻产量较低,与全生育期淹水栽培相比,产量下降了28.74%.全生育期淹水栽培具有一定的产量水平,但不是最高,分蘖期和灌浆期烤田比其产量提高14.58%和10.27%.在全生育期淹水栽培方式下,水稻糙米中Cd含量最低,旱作和不同生育期烤田,水稻籽粒中Cd的含量会增加,其中水稻旱作的增加最多,达166.31%,而灌浆乳熟期增加较少.研究表明,被Cd在一定程度上污染的土壤上种植水稻,采用旱作方式应慎重,以避免水稻旱作所带来的粮食品质的安全风险.     

Reuse of nickel recovered from spent Ni–Cd batteries for the preparation of C/Ni and C/Ni/Pd layered electrodes for energy sources

Nickel recovered in the recycling process of Ni–Cd batteries was used as a main component of bath for electrodeposition of nickel onto carbon fabric in order to obtain C/Ni composite. A part of the obtained composite was additionally coated with a thin layer of palladium (C/Ni/Pd composite). All the materials were investigated to assess the possibility of their use in the processes of electrochemical storage (sorption/desorption) of hydrogen and electrochemical oxidation of methanol. The obtained results showed the composites to be active electrode materials in these processes. The electrodes exhibited high activity and cyclability, especially in the process of methanol oxidation due to electrocatalytic activity of both nickel deposited onto carbon fabric and the outer layer of porous palladium coating nickel substrate.     

镍对栅藻深度处理生活污水的影响研究

将栅藻包埋固定在海藻酸钙凝胶珠中,对人工污水进行深度净化,研究其在不同质量浓度Ni2+条件下对污水中氨氮和正磷酸盐的净化效率,以及净化过程中藻类叶绿素a质量浓度、过氧化物酶(POD)活性变化和去污过程中藻细胞富集Ni2+的情况。结果表明,低质量浓度Ni2+可引起藻细胞应激性反应,光合活性提高,解毒机制增强,未影响氨氮和正磷酸盐的净化效率;高质量浓度Ni2+会造成藻细胞伤害,光合活性减弱,POD活性下降,氨氮和正磷酸盐的净化效率减小。Ni2+对栅藻深度处理生活污水影响程度依据其在水体中的质量浓度。     

水分影响下阴燃传播及气相反应发生的研究

为了解阴燃传播及其反应状态发生变化的特点,采用一半干燥一半加湿的聚氨酯泡沫材料进行实验。在自然对流条件下,阴燃由下到上从干材料传播到湿材料。各次实验中阴燃在干材料部分都保持稳定传播,而湿材料部分所设计的含水率则从8.4%到21.7%。水分的吸热作用使阴燃状态随含水率大小发生极大的变化。在含水率较小时,阴燃仍能继续传播但温度和速度都有所下降;含水率稍大时,阴燃反应受到抑制,在内部有氧气剩余的情况下则会发生气相反应;当含水率进一步增大,阴燃就会熄灭。如果阴燃能传播到材料末端,外界的大量氧气进入阴燃区将使其向明火发生转化。     

硫磺对礼花弹花型调控作用及其安全用量探究

硫磺对礼花弹的成型、开盘面积的安全性具有重要影响。采用调整硫磺在礼花弹开球药中的比例,以及分析硫磺的物理化学性能来探讨硫磺在整个开球药中的作用机理。实验结果表明,硫磺在开球药中起着特殊"热点"的作用,作用机理主要是表面反应机理与混合反应机理的共同作用。当硫磺比例在15%-20%的安全用量范围内时,随着硫磺的增多开球药特殊"热点"不断增多,此时开球后花形更加趋于球形,开盘面积也足够大。     

烧碱装置降膜蒸发器的腐蚀检查

铢覆层下腐蚀(碱腐蚀和碱应力腐蚀开裂)严重影响烧碱装置降膜蒸发器的安全运行。分析一起降膜蒸发器泄漏案例,发现分离器与管板角焊缝碱应力腐蚀破裂的主要原因是镍覆层焊缝存在贯穿性气孔,认为高浓度碱溶液环境中镍覆层致密性的检查和评价对镍-钢复合板设备安全运行具有重要意义。总结降膜蒸发器管束、管程壳体、焊接接头等部位镍覆层致密性失效导致的腐蚀损伤,提出了重点部位腐蚀检查的技术要求。     

干燥条件下高硫煤低温氧化特性研究

为进一步揭示不同环境条件下高硫煤的低温氧化特性,选取含硫量较低、自燃倾向性较高的褐煤,向其添加不同比例的FeS2,配制成含量分别为3%,5%,7%的混合高硫煤样,利用中国矿业大学自行研制的煤氧化模拟试验系统,测试分析干燥混合煤样在低温氧化过程中,交叉温度和指标气体CO产生量体积的变化。试验结果表明,在低温干燥的条件下,随着FeS2含量的增加,煤样的氧化特性受到抑制:交叉点温度升高;指标气体CO产生量在相同温度时体积降低。因此,在高硫煤层自燃火灾防治过程中,应尽量控制煤层周围环境的干燥度。