硫酸锰废渣浸出毒性及淋溶特性研究

长沙市黄兴镇13家硫酸锰厂的生产废渣使当地的生态环境造受到了严重破坏。本文在废渣浸出毒性实验、渣柱淋滤实验以及废渣的全分析基础上，全面地研究了废渣的组成、浸出毒性大小以及在当地酸沉降条件下的淋滤特征，为其安全处置提供了理论基础。研究证明，废渣中重金属种类多、含量高，尤其是锰，高达138800mg／kg。渣的浸出毒性虽未达到国家规定的危险废物鉴别标准，但远超过了《污水综合排放标准》，其衰减可用负指数方程来描述。在酸雨淋溶下，渣中的锰离子会在短时期内大量释放后，维持在一相对较低水平长期释放，对环境威胁巨大。     

硫酸锰废渣的浸出毒性及处理研究

研究了硫酸锰废渣的主要金属元素组成及浸出毒性,并采用锰渣加石灰混合的方法进行无害化处理,研究结果表明,硫酸锰废渣浸出液中Mn、Cd超标,锰渣加石灰混合处理的方法能有效降低废渣的浸出毒性,锰渣与石灰的重量比为25:2最佳.     

硫酸锰废渣的浸出毒性及处理研究

研究了硫酸锰废渣的主要金属元素组成及浸出毒性,并采用锰渣加石灰混合的方法进行无害化处理,研究结果表明,硫酸锰废渣浸出液中Mn、Cd超标,锰渣加石灰混合处理的方法能有效降低废渣的浸出毒性,锰渣与石灰的重量比为25：2最佳.     

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。     

细菌浸出电解锰废渣中锰的机制研究

从电解锰废渣中分离出一株高效浸锰菌,经鉴定为沙雷氏菌(Serratia sp.).考察了电解锰废渣培养液、MnO2培养液在有菌和无菌条件下的锰浸出情况,以及有菌液和无菌液在加入不同还原剂后的锰浸出情况.结果表明,在初始pH为6.0、固液质量比为1:10、温度为37 ℃的浸出条件下,在电解锰废渣培养液中,无菌条件下的锰浸出率远小于有菌条件下的,反应72 h后,无菌、有菌条件下的锰浸出率分别为8.030 00%、78.670 00%;无论在有菌还是无菌条件下,MnO2培养液中的锰浸出率都较低,反应72 h后,无菌、有菌条件下的锰浸出率分别为0.000 39%、0.041 00%;有菌液加入ZnS、FeS、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuS还原剂后,反应72 h的锰浸出率分别为73.340 00%、70.980 00%、69.680 00%、10.260 00%、1.670 00%;无菌液中加入4种还原剂(不包括CuS)后的锰浸出率都相当低, 反应72 h后,锰浸出率相对较高的是FeS和ZnS,均为0.006 20%,锰浸出率相对最低的是Fe2(SO4)3,为0.005 00%;沙雷氏菌对电解锰废渣中锰的浸出既不是直接氧化浸出作用,也可能不是间接产酸浸出作用,而可能是一种催化还原作用.     

电解锰渣无害化处理技术

电解锰渣是湿法电解金属锰工艺产生的废渣,环境危害性大、治理难度大。为消除锰渣的污染性,实验研究了锰渣浸出液中污染物种类,并分别采用生石灰和氢氧化钠作处理剂,从成本、处理效果方面进行比较,确定处理剂以及最佳运行条件。得出结论:锰渣中主要污染物为锰和氨氮(分别超过相关标准453倍和26倍),选取生石灰做处理剂,处理后的锰渣,浸出液中锰离子和氨氮的减排量分别达到99%和97%以上,水溶性锰离子浓度低于5 mg/L、氨氮浓度低于25 mg/L,均达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的排放标准;反应时间30 h以上、避免雨淋、不通风、无日照为最佳反应条件。     

SDS和PVP强化生物淋溶锰渣的性能

在生物淋溶锰渣的过程中,设置一系列浓度梯度(0～100 mg/L)的离子型表面活性剂SDS(十二烷基硫酸钠)和非离子型表面活性剂PVP(聚乙烯吡咯烷酮),研究两种活性剂对硫杆菌生长和对锰渣中锰的浸出率的影响.结果表明,两种表面活性剂均能有效强化硫杆菌对锰渣的淋溶性能,SDS和PVP的最佳浓度分别为35 mg/L和15 mg/L,在最佳浓度条件下,两者均能显著降低培养液的pH值,提高锰的浸出率,其浸出率分别达到88％和83％,均高于对照组的72％.进一步分析表明,SDS比PVP更能有效提高浸出体系的ORP电位,促进锰的浸出.电镜结果表明,在最佳浓度条件下,SDS比PVP更能有效促进硫杆菌对锰渣表面的侵蚀,降低锰渣的表面粒度,提高锰渣中锰的浸出率.     

油页岩循环流化床锅炉底渣和飞灰中重金属元素浸出毒性研究

为了研究我国桦甸油页岩65 t/h循环流化床锅炉的底渣和飞灰中重金属元素Cr、Cu、Pb和Zn的赋存状态及不同酸度条件下的浸出特性,分别进行了逐级提取实验和分批浸出的淋滤实验。逐级提取实验结果表明,这4种元素在底渣和飞灰中具有基本相当的赋存状态。硫化物结合态和稳定的残渣态是各元素的主要赋存状态,元素的潜在浸出能力大小表现为:PbCrCuZn,飞灰中各元素的潜在浸出能力大于底渣中的。浸出实验结果表明,元素的赋存状态决定了其浸提能力,浸提液的pH值对各元素浸出能力的影响不尽相同,各元素的浸出能力随浸提时间的延长都会趋于平衡,Cr和Pb的浸出浓度都高于地表水和饮用水的国家标准。     

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。     

高锰酸钾生产废渣中的高价锰回收方法研究

高锰酸钾生产过程所产生的废渣中含有较多的高价态锰,导致锰资源的浪费和潜在的环境污染问题。采用葡萄糖-硫酸还原浸取法浸取高锰酸钾渣中的高价锰,实验探讨了葡萄糖用量、硫酸用量及浸取温度等因素对锰浸取率的影响,并研究了化学氧化法回收二价锰的工艺条件。结果表明,在葡萄糖与高锰酸钾渣质量比为0.3、硫酸物质的量与高锰酸钾渣质量之...     

矿区炼金废渣的固化/稳定化处理

通过对金矿矿区炼金废渣的酸中和能力、净产酸量及浸出毒性实验，测定了废渣的产酸潜力及重金属砷、镉、铅、锌的总量和它们的浸出量。为了合理处置矿区炼金废渣，并为矿区重金属污染土壤的修复提供技术支持，采用石灰、粉煤灰、堆肥化污泥作为添加剂对废渣进行固化/稳定化处理；通过浸出毒性实验对固化/稳定化处理效果进行综合分析，试图寻求一种最佳的稳定剂。结果表明，无论是单独添加石灰、粉煤灰或者堆肥化污泥还是两两组合混合添加，样品浸出液的pH都有升高，As、Cd的浸出浓度都有明显下降，而且两两组合添加比单独添加的固化/稳定化处理效果更好。在两两组合添加中，粉煤灰混合堆肥化污泥的处理效果最好，浸出液的pH值达到7.82，As、Cd的浸出率分别下降72.0%和72.2%。说明粉煤灰混合堆肥化污泥处理炼金废渣效果最佳，同时具有以废治污的资源化生态效能。     

Comparisons of metal leachability for various wastes by extraction and leaching methods

The objective of this research was to evaluate three extraction tests, i.e., toxicity characteristic leaching procedures (TCLP), extraction procedure (EP), and American Society for Testing and Materials (ASTM) methods, for their ability to extract metals in chemical sludge and incineration bottom ash, in terms of the precision of analytical results. Typical chemical sludges, including the electroplating and dye-stuff sludges, the municipal solid waste incineration bottom ash, the leather debris, and the steel-mill bottom residue containing Cd, Cr, Cu, Pb, and Zn were prepared for the lysimetry test (dynamic testing) to compare with the extraction results. Results show that for bottom residue and dye-stuff sludge, the concentration of metal leached was almost the same between the lysimetry leaching and the TCLP tests. The metal concentration followed the order: TCLP approximately = EP > ASTM. TCLP and EP exhibited almost the same relative standard deviation (RSD) value. Therefore, the results of the TCLP tests for bottom residue and dye-stuff sludge, which have a low metal content and alkalinity, can be used to estimate the metal concentration leached by typical acid rain in Taiwan; whereas the ASTM extraction test may be a better indicator of the lysimetry test.     

SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化性能研究

根据EPA1311、HJ／T299—2007、HJ／T300—2007和HJ557—2009等国内外不同标准，研究了深圳某垃圾焚烧发电厂垃圾焚烧飞灰的浸出毒性，探讨了六硫代胍基甲酸（sixthioguanidineacid，SGA）、二甲基二硫代氨基甲酸盐（sodiumdimethyldithiocarbamate，SDD）和Ca（OH）2浓度对垃圾焚烧飞灰中重金属的固定性能的影响。研究结果表明，随着浸提液pH的降低，该厂焚烧飞灰中大部分金属元素的浸出量增大，焚烧飞灰浸出液中的cd、Ni、Ph和zn浓度分别超过国家危险废物鉴别标准（GB5085．3—2007）规定值的4．75倍、1．47倍、6．72倍和2．20倍，属于危险废弃物，必须进行稳定化处理。当固化剂SGA加入量为0．1mol／kg时，稳定化后的重金属浸出浓度已经低于危险废物鉴别标准，且对Cd、Cr、Cu和Pb的固化性能优于SDD和Ca（OH）2；当固化剂SGA、SDD和Ca（OH）2加入量为0．5mol／kg时，稳定化后的焚烧飞灰重金属浸出浓度均低于国家危险废物鉴别标准（GB5085．3-2007）中的规定值。与SDD和Ca（OH）：相比，SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化处理更具有优势。     

模拟酸雨对大宝山尾矿淋滤实验研究

在模拟酸雨作用下,研究了大宝山尾矿中重金属Cd、Pb及Mn的释放规律及动力学。结果表明,在淋滤液不同酸度(pH为5.6、4.8、3.0)条件下,不同重金属呈现出不同的释放规律。随着淋滤量的增加,淋出液pH逐渐上升;Cd和Mn的释放可分为快速释放和慢速释放2个阶段,Pb的释放速度一直相对稳定。随着淋滤液pH的降低,淋出液pH降低,重金属的释放量及释放速度增加;淋滤液pH对3种重金属释放的影响程度为Pb>Mn>Cd。Cd和Mn的释放可用准二级动力学方程及Elovich方程很好拟合,准二级动力学方程更优;Pb的释放可用双常数方程和零级动力学方程很好拟合。     

SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化性能研究简

根据EPA 1311、HJ/T 299-2007、HJ/T 300-2007和HJ 557-2009等国内外不同标准，研究了深圳某垃圾焚烧发电厂垃圾焚烧飞灰的浸出毒性，探讨了六硫代胍基甲酸（sixthio guanidine acid，SGA）、二甲基二硫代氨基甲酸盐（sodium dimethyl dithio carbamate，SDD）和Ca（OH）₂浓度对垃圾焚烧飞灰中重金属的固定性能的影响。研究结果表明，随着浸提液pH的降低，该厂焚烧飞灰中大部分金属元素的浸出量增大，焚烧飞灰浸出液中的Cd、Ni、Pb和Zn浓度分别超过国家危险废物鉴别标准（GB5085.3-2007）规定值的4.75倍、1.47倍、6.72倍和2.20倍，属于危险废弃物，必须进行稳定化处理。当固化剂SGA加入量为0.1 mol/kg时，稳定化后的重金属浸出浓度已经低于危险废物鉴别标准，且对Cd、Cr、Cu和Pb的固化性能优于SDD和Ca（OH）₂；当固化剂SGA、SDD和Ca（OH）₂加入量为0.5 mol/kg时，稳定化后的焚烧飞灰重金属浸出浓度均低于国家危险废物鉴别标准（GB 5085.3-2007）中的规定值。与SDD和Ca（OH）₂相比，SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化处理更具有优势。     

钢渣预处理含铬废水及其废渣与铬渣的固化

用钢渣对含铬废水进行预处理,探讨了钢渣粒度、用量、废水pH值和添加硫酸亚铁还原剂的影响.结果表明,经硫酸亚铁还原处理后再用钢渣处理比单纯用钢渣处理的效果明显提高,采用钢渣/总铬质量比为40的100目钢渣处理经硫酸亚铁还原后的含铬废水,总铬和Cr6 去除率分别达79%和84%,采用钢渣柱进行的两级淋滤实验进一步表明该方法可作为工业上含铬废水处理的预处理段.处理后的废钢渣同工业铬渣一起进行水泥固化,标准养护20 d后固化体表面Cr6 浸出率、破碎至5 mm粒径以下和酸雨淋溶下的浸出液Cr6 浓度均符合安全标准,可作为普通建材或进行填埋处置.     

Arsenic contaminated site at an abandoned copper smelter plant: waste characterization and solidification/stabilization treatment

A preliminary survey of an arsenic contaminated site from an abandoned copper smelting facility and feasibility study of using solidification/stabilization (S/S) process to treat the contaminant waste were undertaken. It was found that the waste, located in the three-flue gas discharge tunnels, contained 2-40% arsenic. The pH of the contaminated waste is extremely low (ranging from 1.8 to 3.6). The X-ray diffraction evidence indicates that the arsenic particles present in the flue gas mainly exist as As(III), or As(2)O(3). The total amount of arsenic contaminated waste is estimated to be 700 ton in the studied area. About 50% of the particle sizes are less than 2 mm. Arsenic is easily extracted from wastes with a variety of leaching solutions. In order to meet the arsenic leaching standard of the toxicity characteristic leaching procedure (TCLP), an extremely high cement dosage is required in the S/S process (cement/waste weight ratio>6). The waste with lower particle size having higher specific surface area exhibits somewhat positive effect on the S/S performance. The use of fly ash from municipal waste incinerators, in conjunction with the reduced amount of cement, is able to meet the TCLP arsenic and lead standards. The use of lime alone could meet the TCLP arsenic standard, but lead leaching concentrations exceeded leaching Pb standard. The results of semi-dynamic leaching tests of some solidified samples indicate higher accumulated arsenic leaching concentrations after only a few leachant renewals.     

废弃油基钻井液提取柴油剩余废弃物无害化处理研究

针对废弃油基钻井液中柴油回收过程产生的泥渣、废水、废白土和酸碱废渣具有高色度、高pH、高COD和高石油类的特点,通过优化实验得出了一步法无害化处理废弃混合物的最佳固化配方:水泥和粉煤灰加量分别为12.5%,激活剂SG加量1.5%,促凝剂LSL加量1.5%,石灰加量1%。在最佳固化配方下,固化体浸出液的各主要污染指标都符合《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级标准,固化成本约100元/m3,与分别处理废渣、废液相比,其处理成本可降低约20%。     

Dissolution behavior of representative elements from red mud (RM) by leaching with titanium white waste acid (TWWA)

Titanium white waste acid (TWWA) was used to dissolve the representative elements from red mud (RM) to achieve the goal of “treating waste with waste.” The leaching parameters on the leaching efficiency of Na, Sc, and Al were investigated, in which the analysis of XRD and SEM–EDS on RM and leaching residue was performed. The leaching kinetics of Na, Sc, and Al was studied with unreacted shrinking core model (USCM). The results show that the dealkalization efficiency was close to 100%, and the leaching efficiency of Sc and Al was 82% and 75%, respectively. Cancrinite was dissolved from RM, and then the elements such as Na, Al, and Ca reacted with H₂SO₄ of TWWA. Na existed in the leaching liquor in the form of ions. Ca reacted with sulfuric acid to form anhydrite, which existed in the leaching residue. The particles of RM became smaller and dispersed with each other by acid leaching. The leaching apparent activation energy of Na, Sc, and Al was 4.947 kJ/mol, 6.361 kJ/mol, and 31.666 kJ/mol, respectively. The leaching kinetic equation of Na, Sc, and Al was 1???(1???a)^2/3?=?0.084·exp[??595.05/T]·t by external diffusion, 1???2a/3???(1???a)^2/3?=?0.021·exp[??765.16/T]·t by internal diffusion, and ln(1???a)/3?+?(1???a)^?2/3 – 1?=?67.12·exp[??3808.8/T]·t by joint action, respectively.