低浓度含砷污酸处理工艺的比较研究

比较研究了石灰中和法和石灰-铁盐法对硫化后含低浓度砷(20～50 mg/L)污酸的处理效果。结果表明,单纯采用石灰法,废水难以达标排放;而两段石灰-铁盐(氯化铁)法满足达标排放的同时,一段及二段沉淀物的浸出液中砷、镉、铜、铅和锌含量均低于危险废物鉴别标准要求(GB 5085.3-2007);其最优工艺参数为一段终了pH=2,反应时间为2 h,二段终了pH=8、Fe/As=8、反应时间为60 min、氧化剂投加量(Ca(ClO)2/As)为6∶1;正交实验结果中各参数对铁盐除砷效果影响顺序为终了pH>反应时间>Fe/As>氧化剂投加量。     

高砷烧渣酸浸-深度还原-磁选提铁除杂

对云南某高砷烧渣进行了酸浸-深度还原-磁选实验研究,采用HSC、SEM-EDS、XRD等检测技术分析了提铁脱杂的机理。研究结果表明,原料中Fe品位为57.35%,含As高达2.78%,As主要以金属砷酸盐形式赋存,Cu和Zn的品位分别为0.52%和0.57%。在浸出温度60℃,硫酸质量分数25%的条件下,浸出作业As脱除率为86.43%。浸出渣碳热深度还原最佳实验条件为:还原温度1 050℃,还原时间120 min,煤粉质量分数30%,砷的作业挥发率78.23%。焙烧样品经磁选后,最终获得铁品位71.19%,总回收率约92%,含As 0.08%,含Cu 0.29%,含Zn 0.10%的铁精矿。基础理论分析及样品特性研究结果表明,酸浸促使难溶性金属砷酸盐中As转变为易溶性的H_3AsO_4,碳热深度还原实现了氧化铁矿物向金属铁相的转变以及As的进一步脱除。研究为类似硫酸烧渣的综合利用提供了一定的理论基础和技术支撑。     

次氯酸钙/氧化钙对高砷污泥的氧化稳定化处理

针对某硫酸厂废水处理后产生的高浓度含砷(As)污泥,开展氧化稳定化处理技术研究。以浸出毒性作为评价指标,探讨次氯酸钙和氧化钙联合使用对污泥中As的稳定化处理效果,结合XPS和XRD表征探讨了稳定化机制。结果表明:原始污泥中As主要以As(Ⅲ)形式存在,次氯酸钙能将As(Ⅲ)氧化成As(Ⅴ);加入氧化钙能同时提高Ca/As摩尔比和pH,Ca与As(Ⅴ)结合形成稳定的砷酸钙盐。依次加入质量比为5%的次氯酸钙和10%的氧化钙,使Ca/As摩尔比达到2.4以上,As的稳定化率达到99%以上,浸出浓度从181 mg·L~(-1)降低至1.5 mg·L~(-1),且浸出液pH小于12,达到《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598-2001)要求。     

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。     

矿区含砷尾矿及废渣稳定化研究

通过"硫酸-硝酸法"浸出实验,以砷的浸出浓度为控制指标,选用Fe Cl2为稳定药剂,对矿区砷渣进行药剂稳定化研究。考察Fe/As摩尔比、p H值、粒度、温度及稳定时间对砷浸出浓度的影响,通过研究稳定化前后砷形态的变化,探讨重金属迁移转化规律。结果表明:砷浸出浓度随Fe Cl2投加量增加而降低,当Fe/As摩尔比为1,p H=6.5~7.5时,常温下稳定化1 h后,砷浸出浓度低于2.5 mg/L且基本达到稳定,达到《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598-2001)的入场要求;随反应温度升高,砷浸出浓度略有升高;矿渣稳定化处理后,砷从生物有效性高和毒性大的形态逐渐转化为毒性小、稳定性强的形态,但矿物组成和化学组成不同,砷形态的迁移转化也略有不同。     

不同材料对高As污泥中As的固定效果

针对制酸行业产生的高砷(As)污泥浸出毒性过高且难处理的问题,选择典型无机硫化物、含钙材料、含铁或铝材料(Fe~0、铁盐、Fe_2O_3/Al_2O_3)对高As污泥进行固定化,采用醋酸(TCLP)、H_2SO_4-HNO_3和H_2O_3种浸提法评估了各材料对As的固定效果;考察了固定化对污泥中As结合态和价态分布的影响,筛选最佳固定化材料,进行联合水泥固化。结果表明,FeCl_3固化As的效果最好,3种浸提法评估的固砷率分别为86.01%、42.02%、 58.87%。FeCl_3和Fe~0处理能够促进污泥As向固定态转化,非专性和专性吸附态占比分别降低了80.60%和38.13%。FeCl_3促进非专性和专性吸附态向结晶铁锰或铁铝水化氧化物结合态和残渣态转化。CaO、Fe~0、FeSO_4·7H_2O、Fe(NO_3)_3·9H_2O、FeCl_3和Fe_2O_(12)S_3处理对As(Ⅲ)具有一定的氧化作用。FeCl_3处理后,As(Ⅲ)占比由77.14%降为19.72%。Fe(OH)_3、Fe_2O_3和Al_2O_3处理对As(Ⅲ)的氧化性不明显,Na_2S·9H_2O处理使As(Ⅲ)占比升至85.84%。随FeCl_3、水泥和两者配伍材料投加量的增加,在3种方法中,污泥中As的浸出量均明显降低,单一FeCl_3和配伍固砷效果均优于水泥;水泥配伍比≥100%时的固砷效果优于单一FeCl_3;250%FeCl_3+125%水泥可使3种方法中浸出砷浓度降至最低,分别为113.81、399.28、347.27 mg·L~(-1),固砷率均高于97%。本研究结果可为高As污泥的固定化提供参考。供参考。     

含铁材料对污染水稻土中砷的稳定化效果

通过化学实验方法,向砷污染水稻土中添加4种含铁材料(FeCl3、FeCl2、Fe0和Fe2O3),分析稳定后土壤中pH、砷形态及砷毒性浸出量的变化,研究4种含铁材料对污染水稻土中砷的稳定化效果。结果表明,FeCl3和FeCl2处理降低了土壤pH,Fe0和Fe2O3处理对土壤pH影响不大。4种含铁材料均明显降低了土壤中易溶态砷(WE-As)和毒性浸出砷含量。在最大添加量为8.00 g/kg时,FeCl3、FeCl2、Fe0和Fe2O3分别使易溶态砷比对照降低了86.4%、63.6%、77.3%和36.4%,使毒性浸出砷比对照降低了96.3%、88.9%、70.4%和30.4%。4种含铁材料均对水稻土壤中砷具有较好的稳定化效果,且能力大小依次为:FeCl3FeCl2、Fe0Fe2O3。Fe0和Fe2O3处理使WE-As、铝型砷(Al-As)、铁型砷(Fe-As)向钙型砷(Ca-As)和残渣态砷(RS-As)转化;FeCl3处理使土壤WE-As、Al-As向Fe-As、Ca-As和RS-As转化;FeCl2处理使土壤WE-As、Ca-As向Al-As、Fe-As转化,对RS-As影响不明显。说明Fe0固砷的机理与Fe2O3相似,与FeCl3有一定差异,与FeCl2的差异可能更大。     

锌冶炼废渣浸出液硫化法除砷的研究

以硫化钠为沉淀剂,将锌冶炼废渣浸出液中的砷以硫化砷的形式沉淀析出,实验考察了浸出液酸度、硫化钠加入量、反应时间等因素对除砷效率的影响.实验结果表明,当浸出液中游离H2SO4浓度为3 mol/L,Na2S·9H2O投加量为16.1 g/L(浸出液),反应时间为30 min时,浸出液中的砷去除率达到99.3%,较好地解决了...     

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。     

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。     

含砷污泥的粉煤灰固化研究

硫酸废水处理系统的中和污泥属于有害废渣,其中As浸出率超标.采用固化的方法处理某冶炼厂硫酸废水中和污泥,发现以水泥∶粉煤灰∶污泥=1∶1∶2的配比固化后,固化块浸出液浓度达到国标规定(1.5 mg/L).研究表明,粉煤灰替代水泥50%可达到较好的固化效果,浸泡24 d后浸出浓度达到稳定值,pH值为7时浸出浓度最小,外加剂对固化有负影响,采用湿养护可获得更好的效果.     

含砷石膏中砷的形态及酸浸出分析

为解决石膏中砷的污染问题,通过烘干、水洗对石膏进行除砷研究,分析石膏中砷的存在形态和砷的浸出规律。结果表明,毒性浸出法能够浸出石膏中大部分可交换态砷、部分结合态和残渣态砷。烘干能使石膏中结合态和残渣态砷转化为可交换态砷,导致其砷洗出总量增加。同时水洗液pH值越低,洗出砷的总量就越大,水洗后石膏砷的浸出浓度越低。用pH=3.0的水洗液水洗石膏,水洗后石膏砷的浸出浓度低于5.0 mg·L~(-1),为一般固体废物。通过XPS、SEM分析可知,烘干、酸洗能使部分三价砷氧化成五价砷,并使石膏晶体粒径变得更小,这是砷洗出总量增加的主要原因。     

湿法回收砷碱渣中锑的工艺研究

本研究先以水浸实现砷碱渣中的砷锑分离,再对水浸渣进行盐酸浸出,得到了可作为工业原料氯化锑溶液.研究结果表明,在液固比为6∶1,温度40℃,浸出时间40 min的条件下,可使水浸过程中锑的浸出率低于3%,砷的浸出率达到99%;盐酸浸出中,控制酸浓度为1∶1,液固比10∶1,温度60℃,浸出时间30 min,能使锑的浸出率达到88%以上.经过水浸和盐酸浸出,锑的直接回收率为85.36%.     

3种含铁材料对重金属和砷复合污染底泥稳定化处理

选用3种含铁材料FeCl3、Fe(OH)3和FePO4,开展重金属和砷(As)复合污染底泥的稳定化处理实验,并用毒性浸出测试(TCLP)的结果和底泥交换态重金属(Pb、Cd、Cu、Zn)及As的含量来评价其稳定化效果。结果表明,(1)FeCl3和FePO4降低了底泥pH值,Fe(OH)3轻微地提高了底泥pH值。(2)FeCl3活化了底泥中Pb、Cd、Cu、Zn,使其浸出量和交换态含量增加,对As浸出量的影响不大,但使底泥中As交换态含量明显降低,且在最大添加量(8.00 g/kg)时As交换态含量未检测出;Fe(OH)3降低了Cd交换态和浸出量,稍增加了As交换态和浸出量,但对Pb、Cu、Zn交换态和浸出量影响不明显;FePO4明显降低了Pb的浸出量和交换态含量,略微降低了交换态Cd、Zn含量,对交换态Cu影响不大,但明显增加了As的浸出量和交换态含量。综上,FeCl3对As具有较好的稳定化效果,但明显活化了底泥中的4种重金属;Fe(OH)3亦对底泥中Cd有一定稳定化效果;FePO4对Pb的稳定化效果较好,但明显活化了底泥中的As。显然,3种含铁材料都不能实现底泥中重金属和As的同时稳定化。     

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。     

聚环氧琥珀酸对锰渣中砷的萃取

以锰渣为材料,用聚环氧琥珀酸(PESA)作为萃取剂,研究PESA在不同pH、萃取剂浓度、土液比下对砷(As)的萃取效果。实验结果表明,与丙烯酸/马来酸酐共聚物(MA/AA)相比较,PESA对锰渣中As有优良的萃取效果。在萃取体系条件为pH=1、萃取剂浓度50 mg/mL、土液比1∶200、搅拌60 min并浸泡过夜时,PESA对砷的萃取率可达78.3%。实验还发现,PESA对三价砷和五价砷均有螯合萃取作用,对砷的萃取无价态的选择性。     

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。     

砷形态转化及其环境效应研究

砷在水环境中的形态转化受到许多物理化学因素的制约,并产生毒害程度不同的环境效应。对多种因素进行研究,寻找将高毒的As(Ⅲ)向低毒的As(Ⅴ)转化的有利条件,并控制As(Ⅴ)向As(Ⅲ)的转化。结果表明,自然敞口放置3d的As(Ⅲ)溶液中没有As(Ⅴ)的出现,As(Ⅲ)向As(Ⅴ)的转化是一个缓慢的过程。锰矿、粉煤灰等天然矿物能氧化As(Ⅲ),从而降低毒性。酸性或碱性条件都有利于As(Ⅲ)向As(Ⅴ)的转化,转化率超过90%。温度、可见光、超声波等外界条件对砷形态转化有一定影响。紫外光照射3d后的As(Ⅲ)完全转化成As(Ⅴ),且As(Ⅴ)没有向As(Ⅲ)转化,因此紫外光是降低砷毒性的有利条件。Fe2+能将As(Ⅴ)还原,升高水体砷的毒性;而Fe3+能将As(Ⅲ)氧化,并生成氢氧化物将砷吸附。     

废旧锂离子电池中钴的回收

采用高温煅烧-酸浸-化学沉淀工艺回收废旧锂离子电池中的钴,根据电极材料的热重性质确定煅烧温度,探究不同因素对钴的浸出和沉淀效果的影响,利用响应面技术优化酸浸过程,并对酸浸液进行回收处理。实验结果表明:煅烧温度为500℃时可充分去除黏结剂;优化实验得出H_2SO_4+H_2O_2体系浸出钴的最佳实验条件为液固比(m L:g)6.15,浸出温度96.34℃,浸出时间44.52 min,H_2SO_4浓度1.20 mol·L~(-1),浸出率97.51%;当浸出液pH为1.5,[C_2O_4~(2-)]/[Co~(2+)]比值为1.10,反应温度为70℃,沉淀时间为50 min时,钴的沉淀率为95.69%。回收得到的Co C2O4纯度高,晶体结构较好。     

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。