赤泥对电解锰渣中可溶性锰离子固化效果研究

为了探讨赤泥固化电解锰渣中可溶性锰离子的固化效果和可行性,本文采用X射线衍射（XRD）、电子扫描显微镜（SEM）和X射线荧光光谱（XRF）等分析手段,对比评估了新鲜赤泥、陈旧赤泥（堆放1年以上）、生石灰以及陈旧赤泥复合生石灰等固化剂在不同添加剂量下对电解锰渣中可溶性锰离子的固化效果,并初步阐释了赤泥固化电解锰渣中可溶性锰离子的作用机理。结果表明,新鲜赤泥的固化效果优于陈旧赤泥,但差于生石灰;当添加量为30%时,新鲜赤泥对可溶性锰离子的固化率为93.7%,而陈旧赤泥仅为58.6%。这种差异主要是由于陈旧赤泥在堆存过程中部分碱性物质流失所致。另外,30%陈旧赤泥复合5%生石灰时,固化率可达99.8%,与10%生石灰固化效果相近,表明利用赤泥取代部分生石灰同样可以取得较好的固化效果,并且降低了固化成本。总之,赤泥具有作为电解锰渣固化剂的潜力,但考虑到电解锰渣和赤泥还存在其它的危害物质,因此大规模利用时还需要综合评估其使用过程中是否会引起次生风险。     

基于天然材料高分子复合重金属稳定剂的研制

以腐植酸、壳聚糖、木质素3种天然材料为基本原料,以戊二醛为交联剂,通过交联、互传网络、凝聚等作用制备高分子复合稳定剂。结果表明:3种天然材料对Pb~(2+)的吸附性能顺序为腐植酸>木质素>壳聚糖。稳定剂的制备工艺条件为:原料总量为6 g,其中m_(木质素)∶m_(壳聚糖)∶m_(腐植酸)=2∶1. 5∶2. 5,10%的戊二醛为10 m L,反应温度为70℃,反应时间为8 h。在该条件下制备的稳定剂对土壤重金属Pb的稳定化率较同条件下原料提高约30%。红外光谱结构表征和电镜扫描发现,稳定剂中活性基团种类丰富,具有较大的比表面积,可用于稳定土壤中的多种重金属。     

稳定剂对电解锰废渣中高浓度可溶性锰稳定效果的影响

为满足大宗废渣经济性处理的需要,从碱性物质、磷酸盐、碳酸盐类药剂筛选出“物美价廉”稳定剂,考察了CaO、MgO和Ca10(PO4)6(OH)2及其与NaHCO3和Na3PO4的组合对电解锰废渣中的可溶性锰的稳定化效果,并采用矿物组成分析、锰价态分析和形态变化探讨可溶性锰固定机理.结果表明:投加10%MgO锰渣中可溶性锰固定率达到100%,9%CaO+5%NaHCO3和9%CaO+5%Na3PO4的组合实现可溶性锰固定率95%以上.上述3组稳定剂将可溶性Mn2+先转变为沉淀态锰进一步转变为高价态含锰物相.后两组中NaHCO3或Na3PO4的加入促进了Mn2+向Mn3+、Mn4+的转化.     

矿渣基改性剂对城市污泥重金属稳定化

以城市生活污泥为研究对象,采用矿渣基改性剂在不同投加量和养护时间条件下对其改性,并通过重金属的稳定效率及形态变化分析和评价污泥中Cr、Cu、Zn、Pb、As和Cd等重金属的固化效果.结果表明：随养护时间或投加量的增加,重金属稳定效率不断提升,在养护14 d后,改性剂的投加量为50%时达到最大,其中Cu最高为69.62%,Cr最低为48.68%,且皆在投加量为5%~20%时增长最快.通过对投加量、养护时间和稳定效率回归分析,发现Cu的拟合相关系数最高为0.97,改性剂的掺量与养护时间两个影响因素相互作用极强,对重金属稳定效率的增加均有显著的影响.此外,污泥改性后Pb和As以残渣态为主;Cu和Cr以可氧化态和残渣态为主;Zn和Cd以可还原态和可提取态的形式为主.随养护时间或投加量增加,各重金属的残渣态有7%~86%的增加,这表明矿渣基改性剂可有效固化污泥中重金属,使污泥等固体废物再利用.     

电解锰废渣的浸出毒性及生石灰固化技术

我国电解锰废渣产量大,污染物的浸出毒性较强。锰渣堆放方式粗放,渣库管理落后,且长期暴露在自然环境中,导致大量污染物迁移到周边的土壤及水体中。为了解决锰渣的无害化处理问题,在分析其浸出毒性的基础上,研究了生石灰固化技术对锰渣的浸出毒性的影响。结果表明:锰渣中的主要污染物为可溶性Mn~(2+)和NH_4~+-N,含量极高,严重超标;利用生石灰的吸附、包裹及化学反应作用,能有效将可溶性Mn~(2+)固化为难溶Mn O_2,同时将NH_4~+-N转化为气态NH_3,浸出液中污染物浓度均符合相关标准要求;当生石灰添加量为10%,锰渣含水率为27%,预搅拌时间40 min,预静置时间3 d,锰渣浸出液中可溶性Mn~(2+)浓度降为2.60 mg/L,固化率达99.8%,低于5.0 mg/L的标准限值;NH_4~+-N浓度降为21.23 mg/L,脱除率为96.73%,低于25 mg/L的标准限值。     

改性壳聚糖吸附剂的合成及对镉离子的吸附性能

通过丁二酸酐、可分散的纳米二氧化硅(简称DNS)和壳聚糖经过系列反应得到改性壳聚糖。通过FTIR光谱、热重分析和SEM研究了改性壳聚糖的性能。FTIR表明壳聚糖与DNS通过丁二酸酐桥连为一个高分子聚合物;扫描电镜分析结果显示,改性壳聚糖呈现近似球状,形成了一些孔和缝隙分布于微粒的表面及内部;热重分析结果表明,改性壳聚糖的热性能有较大提高。研究了改性壳聚糖微粒吸附Cd2+时pH值、时间、用量对吸附的影响,结果表明其吸附最佳条件为:pH=5,吸附时间为2 h,吸附剂的投加量为0.1 g。改性壳聚糖具有较强的吸附Cd2+的能力,其吸附量最高可达3.789 8 mmol/g,吸附率最高可达79.12%。     

粉煤加工型煤的新工艺研究

本文介绍了粉煤成型工艺,提出了一种价廉效高的改性腐植酸粘混结剂,还对新型粘结剂的生产工艺和与粉煤混合制成型煤的有关参数进行了研究。     

复合煤矸石颗粒材料对Cr(Ⅵ)的吸附特性及机制

文章以煤矸石为原料,采用单因素实验并结合响应面方法,优化改性煤矸石制备条件,通过负载壳聚糖制备新型复合颗粒吸附材料。采用动力学模型、等温吸附平衡曲线和热力学模型拟合原煤矸石、改性煤矸石和复合煤矸石3种材料对Cr(Ⅵ)的吸附特性,并结合XRF、TG-DSC、XRD及SEM分析表征手段探讨了其吸附机制。结果表明,缺氧条件下,煅烧温度698℃、煅烧时间28 min、煤矸石/ZnCl2质量比为20∶13时制得的改性煤矸石对Cr(Ⅵ)的去除率最大;当壳聚糖/改性煤矸石质量比为0.09时,Cr(Ⅵ)的去除率达到97.57%。3种煤矸石材料吸附Cr(Ⅵ)均符合准二级动力学方程。复合煤矸石吸附Cr(Ⅵ)更符合Freundlich模型,吸附量随温度增加而减小,是放热反应。3种材料对Cr(Ⅵ)的最大吸附量依次为改性煤矸石(9.56 mg/g)复合煤矸石(7.38 mg/g)原煤矸石(4.88 mg/g)。复合煤矸石颗粒材料克服了原煤矸石和改性煤矸石处理废水时固液分离困难的缺点,是一种新型环保重金属离子吸附剂。     

固硫渣复合水泥安定性改性实验研究

针对固硫渣（CFBA）的产生过程和物化特性,通过对其进行机械磨细和掺加促安剂HAZ进行改性,进而使脱硫渣复合胶凝材料在脱硫渣掺量在40%～70%时的安定性合格,并且在改性前后,促安剂掺量从0.5%增至2%时各个龄期抗压试件强度增加幅度最大为15%,膨胀度减幅最多为47.8%,最后根据经济效益比,将促安剂最佳掺量控制为1%.     

金属离子改性腐植酸钠吸附剂的制备及其除氟性能

为提高水中F-的吸附去除效率,以腐植酸钠(NaA)为原料,用铝盐和钙盐通过凝胶聚合法对其改性,制备了金属离子改性腐植酸钠吸附剂(标记为MMNaA). 用SEM及XRD表征吸附剂的结构和形貌,通过静态吸附实验探讨了MMNaA对水中F-的吸附性能并与传统的γ-Al2O3吸附剂进行比较.结果表明,MMNaA对水中F-的等温吸附结果与Langmuir方程能较好地拟合, 用Langmuir方程计算出的饱和吸附容量为208.77mg/g;吸附过程遵循准2级动力学方程,其速率控制步骤包括边界层扩散和内部扩散2个过程;在pH 5~9时MMNaA对水中F-具有较高的吸附去除率.当吸附剂用于深度处理实际含氟废水时,与γ-Al2O3相比,MMNaA适用的pH值范围更广,满足达标排放时所需的投加量更小、吸附时间更短.     

光助-电解锰渣/H2O2非均相体系氧化降解双酚S

以电解锰渣作为光催化剂构建非均相类光Fenton体系,采用双酚S为模型化合物,研究了该反应体系中双酚S氧化降解的降解机制及影响因素,并建立了·OH的生成速率模型以及溶解性有机质（DOM）影响的预测模型.结果表明,电解锰渣中具有催化效果的铁和锰的质量含量分别为1.49%和2.28%;相比UV、UV/电解锰渣、UV/H₂O₂和电解锰渣/H₂O₂体系,电解锰渣/UV/H₂O₂光Fenton体系对双酚S具有更好的氧化降解效果,双酚S的降解效果与电解锰渣投加量、H₂O₂浓度呈正相关,与pH值、双酚S初始浓度呈负相关;溶液中析出的Fe和Mn的浓度与pH值呈负相关,且电解锰渣/UV/H₂O₂氧化体系反应浸出的共存活性金属组分不利于双酚S降解;电子自旋共振和自由基淬灭实验发现电解锰渣/UV/H₂O₂体系中氧化降解双酚的主要活性物种是·OH.采用异丙醇构建了该体系中·OH的生成速率模型,计算可得·OH的生成速率R·^f_OH在3.22×10^-9~1.1×10^-8mol/（L·s）之间,与硝基苯拟合计算出的R·^f_OH（6.5×10^-9mol/（L·s））一致.双酚S降解效率随着DOM浓度的增加而降低.基于自由基稳态动力学理论建立了DOM存在下电解锰渣/UV/H₂O₂体系中双酚S降解的动力学预测模型,发现模型的预测值与实验值较好符合,说明DOM主要通过淬灭体系中的·OH影响双酚S的降解.     

电解锰废渣综合利用研究进展

电解锰废渣是电解金属锰生产过程中产生的过滤酸渣,其中含有大量有害物质.随着电解锰行业的快速发展,产生的大量电解锰废渣引发了严重的环境问题,对其的处理处置已成为电解锰行业和环保领域的研究热点. 在对电解锰废渣特性整理和分析的基础上,对国内外处理方法和资源化综合利用(如有价金属回收、制造建材制品、农业混配肥及铺路材料等)的现状进行了总结和回顾,分析了各种资源化方法的优缺点、应用前提和研究进展.针对资源化利用的现实问题,提出了电解锰废渣资源化利用必须遵循的原则:利用成本低、市场需求大或者产品附加值高等.最后指出用电解锰废渣作筑路材料或建材原料的研究方向.      

不同类型锰矿废渣浸提条件下重金属释放特征及其对植物种苗生长的影响

通过对贵州省遵义市长沟锰矿区不同类型废渣（矿井废石、冶炼渣、电解锰渣、新尾矿、旧尾矿）进行调查与采样分析,探讨浸提条件下重金属的释放特征及其对种苗生长的影响。结果表明：不同类型废渣浸出液中主要污染物是Mn、Zn,浓度范围分别为0．1172～82．99mg／L、0．2232～23．85mg／L,其次为Cd、Hg;电解锰渣和新尾矿属于危险废物。电解锰渣浸出液对幼苗的根长、芽长以及发芽率、发芽势有显著的抑制作用;物种耐性由强到弱的大小顺序为油菜〉黑麦草〉紫花苜蓿。     

微波解毒含铬废渣

用褐煤作还原剂还原含铬废渣中Cr6+,考察了褐煤以及铬渣在微波场中的升温行为,研究了铬渣解毒的影响因素。实验结果表明,铬渣和褐煤在微波环境中都能升温达到还原反应温度,Cr6+的转化率和体系温度随着微波功率的增加、辐射时间延长、煤渣比增加、煤渣量增加Cr6+的转化率相应提高。在微波功率为700W,辐射时间为20min,煤渣比为20∶100,煤渣量为20g时,Cr6+的转化率达到99.12%,体系温度达到1050℃。     

腐殖酸钠处理乳化液废水的实验研究

文章采用酸活化法从褐煤中提取腐殖酸,将腐殖酸通过加碱的方式制成一种天然高分子絮凝剂——腐殖酸钠,并将其应用于乳化液舍油度水的处理。实验中分别采用物理沉降、化学混凝及化学混凝-活性炭吸附的方法对乳化液废水处理进行了研究。实验结果表明,采用吸附＋混凝联合法处理乳化液废水效果明显,出水水质可以达到国家污水排放综合标准GB8978—1996一级标准。与传统法相比,该方法具有沉降时间短,环保经济,出水水质好等特点。     

不同腐殖酸物质对土壤中汞的固定作用及植物吸收的影响

通过盆栽试验研究了不同腐殖酸物质对土壤有机结合态汞、全汞含量及土壤汞生物有效性的影响.结果表明,不同供试腐殖酸物质可以显著增加土壤中有机结合态汞和残留在土壤中汞的含量,降低土壤中汞的挥发量,从而有效降低土壤汞的生物有效性.与加入HgCl2但不施加腐殖酸物质的对照CK2相比,添加腐殖酸钠、提纯后的煤基腐殖酸、土壤腐殖酸、氨化风化煤、风化煤、褐煤、泥炭的处理中油菜对土壤中汞的吸收量分别降低了73.62%、71.11%、63.39%、40.05%、33.61%、22.26%、5.66%.     

电解锰高浓度氨氮废水回用实验研究

电解锰废水中氨氮浓度高,最高达13 000 mg/L,现有处理技术存在诸多弊端。从清洁生产的角度提出电解锰废水除铬净化后回用处理电解锰高浓度氨氮废水的方法并进行实验研究。研究结果表明:10 mL/L电解锰除铬废水回用至生产工艺化合工段,电解液净化试剂H2O2、SDD消耗量和电流效率较无回用时无明显变化;电解过程中,无电解锰发黑、返溶等异常现象出现;电解产品符合YB/T 051—2003 DJMnD标准,纯度达99.9%。     

Evaluation of oxidation stability of lignite humic substances by DSC induction period measurement

The stability of lignite humic acids and four regenerated humic acids was estimated by employing differential scanning calorimetry. Induction period for the oxidative decomposition of humic matter was calculated from non-isothermal measurements at six different rates of heating. To simulate the gradual evolution history of humic acids, different intensities of oxidation attack by nitric acid on the original lignite was used. Experimental data showed higher stability of natural humic acids in the temperature range where the decomposition step occurred. On the other hand, extrapolation to lower temperatures and calculated kinetic parameters did not correspond to the order observed at higher temperatures. An oscillating trend of calculated parameters of the two proposed parts of stability was observed, which agreed with data concerning regenerated humic acids production. The approach applied in this work represents a rapid and useful method for evaluation of organic matter stability.     

三种修复剂对铬污染土壤的修复效果

采用淋溶土柱的方式,探讨醋糟、醋糟+腐殖酸、醋糟+不锈钢尾渣三种修复剂对铬污染土壤的修复效果。结果表明:三种修复剂均能促进土壤Cr(Ⅵ)的还原,增强土壤对铬的固定能力,降低土壤的有效铬含量。其中,施加醋糟的效果要优于醋糟与不锈钢尾渣及腐殖酸的配施,且醋糟+不锈钢尾渣的修复效果要优于醋糟+腐殖酸。施加醋糟,Cr(Ⅵ)的还原率可达56.38%,总铬含量可增加95.08%;醋糟+不锈钢尾渣还原率可达47.94%,总铬含量可增加89.66%;醋糟+腐殖酸还原率可达到27.17%,总铬含量可增加39.78%。经过三种修复剂处理,土壤有机质含量及阳离子交换量显著增加,土壤氧化还原电位及有效铬含量显著下降。采用醋糟和醋糟+腐殖酸处理后可降低土壤pH值,而醋糟+不锈钢尾渣可提高土壤pH值。