铬渣的细菌解毒实验研究

采用从铬渣堆埋场附近的污泥中分离到的高效还原Cr(Ⅵ)的Ch-1菌进行细菌浸出的摇瓶实验,分别考察了不同液固比,温度,初始pH值情况下浸出液的pH值变化,Cr(Ⅵ)浓度变化及浸出过程铬渣中六价铬的浸出率变化和最终渣浸出毒性.实验结果表明,在细菌的作用下,浸出液Cr(Ⅵ)浓度均能解毒为0ppm,同时,浸出液pH值降低到8～9之间, 细菌浸出渣毒性降低到0.05ppm以下,远低于GB5085.3-1996危险废物浸出毒性鉴别标准1.5ppm.同时,渣中的Cr(Ⅵ)也大部分被有效浸出后还原为Cr(Ⅲ) 沉淀.特别是在液固比10:1,温度28℃,初始pH＝10.0的条件下,铬渣中六价铬浸出率达到了95.43%,同时浸出液pH值＝8.20,Cr(Ⅵ)浓度为0ppm,浸出渣浸出毒性0.007 ppm,均达到国家排放标准,取得了较好的解毒效果.     

铬渣动态淋滤重金属铬溶解释放规律研究

为了全面系统地研究铬渣中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)溶解释放特征,以锦州和沈阳两地铬渣堆场为研究对象,通过动态淋滤试验,测定滤出液中Cr(Ⅵ)和总铬的质量浓度变化,分析铬渣淋滤液中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)溶解释放规律。试验结果表明,锦州新铬渣和沈阳陈铬渣淋滤过程中,Cr(Ⅵ)和总铬浓度都经历先迅速下降再缓慢下降的过程;相较锦州新铬渣,沈阳陈铬渣Cr(Ⅵ)和总铬浓度下降都较慢,且初始浓度也较低;相比Cr(Ⅵ)的溶出,两地铬渣Cr(Ⅲ)的溶出量均较少,Cr(Ⅲ)溶出占比呈波动性上升趋势;锦州新铬渣和沈阳陈铬渣的Cr(Ⅵ)和总铬溶出浓度随淋出液体积分别呈双指数曲线衰减关系和幂函数曲线衰减关系。试验成果将为防治铬渣对地下水污染提供科学理论依据。     

风化铬渣与新鲜铬渣中六价铬溶出特性的研究

采用直接淋浸法对风化铬渣及新鲜铬渣进行了六谷铬溶出的条件试验，60min的浸泡时间，80目以下的粒度对渣水比250g/200mL的新渣中Cr(VI)浸出率达69．4％，渣水比250g/200mL,500g/400mL,750g/600mL的风化渣中Cr(VI)的总溶出率分别为70．2％，86．3％，94．0％，其中第一次淋滤溶出率分别达48．1％，70．0％，81．6％，低PH值的淋浸水有利于Cr(VI)的浸出，在PH值为3时溶出率达高峰，Cr（VI）浸出质量比自然条件（近中性）高出14．1％－16．3％，增大管径和降低装置的滤面负荷可提高浸出效果，在直径80mm管径，500g铬渣装填料，滤面负荷9．95g/cm^2时，Cr（VI）溶出率达98．7％，真空抽滤可提高Cr（VI）浸出速率，但降低了滤液中Cr（VI）的浓度和溶出质量，上述试验结果表明了直接淋浸法回收铬渣中六价铬的可行性，并可作为工业化装置的设计参数。     

硫代硫酸钠、磷酸钠联合处理铬渣中的六价铬

以硫代硫酸钠为还原剂,将铬渣中的六价铬(Cr(VI))解毒转化为三价铬(Cr(III)),并加入磷酸盐作为稳定剂稳定解毒后的铬渣,考察不同反应时间和药剂用量对铬渣中Cr(VI)去除效果的影响.结果表明:硫代硫酸钠可以有效去除铬渣中的Cr(VI),当其与Cr(VI)的摩尔比为理论摩尔比的12倍、处理时间15d时铬渣中Cr(VI)的去除率达到最高(70%),继续增加还原剂用量或延长反应时间均不能有效提高Cr(VI)的去除率.随后加入磷酸钠作为稳定剂,当其物质的量为生成Cr(III)的4倍时,硫代硫酸钠与磷酸钠分步加入(两步法)比同时加入(一步法)处理铬渣的效果较好,处理效果最好时总铬浸出浓度为6.1mg/L,低于危险废物浸出鉴别的总铬标准(15mg/L),而且形成稳定的铬的化合物(CrPO4·6H2O).铬渣pH值变化、五态变化、XRD及XPS分析等结果表明,两步法的处理效果好于一步法.     

铬渣浸出毒性试验研究

铬渣给环境带来的危害一直困扰着铬盐行业的发展 ,其浸出毒性研究有利于对铬渣危害的监测评估、治理及综合利用。本试验对新渣和陈渣的浸出毒性进行了探讨 ,同时对铬渣中Cr(Ⅵ )进行全量溶取 ,并分析铬渣中主要阴、阳离子的浸出行为。从而提出适宜于评价铬渣浸出毒性的试验方法 ,即 :液固比 2 0∶1,浸取时间 8h、提取剂为HAC NaAC(pH5 0± 0 2 ) ,粒径为 12 0目的浸出体系     

湿法解毒还原工艺对铬渣中Cr(Ⅵ)的治理特性

以治理铬渣中的Cr(Ⅵ)污染为目的,提出了硫酸浸出-硫酸亚铁还原的铬渣湿法解毒工艺,在对铬渣处理前后的表面形貌进行表征的基础上,探究了不同处理条件下铬渣中Cr(Ⅵ)的处理效果及其修复机理。结果表明:铬渣湿法球磨时间为20 min时,铬渣颗粒98.68%过200目筛,水溶性Cr(Ⅵ)的浸出率可达40.96%;铬渣硫酸添加量为60%,液固比为4∶1,酸溶时间为2.5 h时,Cr(Ⅵ)浸出趋于饱和,此时浸出终点pH为5.8,水溶性和酸溶性Cr(Ⅵ)总浸出率为95.38%;硫酸亚铁添加量为40%时,铬渣中Cr(Ⅵ)含量下降为1.38 mg/kg。铬渣中Cr(Ⅵ)的去除主要与硫酸对含Cr(Ⅵ)矿物的溶解、SO₄2-和CrO₄2-的离子交换以及Fe(Ⅱ)对溶液中Cr(Ⅵ)的还原作用有关。     

聚乙烯塑料/铬渣共热解还原Cr(Ⅵ)的实验研究

在分析聚乙烯热解特性的基础上,研究热解时间、热解温度及聚乙烯与铬渣质量比对Cr(VI)还原的影响,并运用XANES和EXAFS光谱研究铬元素的形态变化,并对反应机制进行分析.结果表明,(1)聚乙烯在热解过程中可以有效将Cr(VI)还原,还原率随着温度的升高而升高,当热解温度达到550℃,还原率为99.93%;随着PE投加量增大,Cr(VI)还原率逐渐上升,当质量比超过0.05时趋于稳定;Cr(VI)还原伴随塑料热解反应进行,6min后趋于稳定;最优反应条件为热解温度550℃、热解时间6min、PE/铬渣质量比0.05.(2)使用XAS铬形态分析过程中以Cr2O3作为Cr(Ⅲ)的参考物较CrCl_3更为合理,铬渣中Cr(VI)还原产物为无定型Cr_2O_3;(3)由于PE主要由C、H两种元素组成,不含O元素,相比生物质还原剂,可以更高效还原Cr(VI);(4)Cr(VI)与挥发份充分接触反应条件下,Cr(VI)可持续还原.     

铬渣中六价铬水浸动力学研究

采用连续反应器,考察了铬渣水浸工艺参数,研究了铬渣中Cr(VI)的水浸动力学。结果表明,铬渣水浸过程速率为通过固膜的扩散所控制,通过对整个过程分阶段分别进行拟合,建立了Cr(VI)水浸过程的动力学模型,后阶段反应模型在α=0.05上显著,两个反应阶段表观活化能分别为18 kJ/mol和10.25 kJ/mol。     

硫酸/硫酸钠复合淋洗剂对铬渣的淋洗效果研究

以湖南长沙某铬盐厂铬渣为研究对象,通过室内模拟实验,采用振荡淋洗方法研究了硫酸-硫酸钠复合淋洗剂对铬渣污染场地Cr的淋洗效果,探讨了淋洗剂浓度、液固比和淋洗时间等对淋洗效果的影响,以及淋洗前后重金属形态的变化,并通过对比试验研究了硫酸钠、柠檬酸、草酸、Na2-EDTA、硫酸、柠檬酸-柠檬酸三钠以及盐酸-氯化钠作为淋洗剂对总铬和六价铬的淋洗效果。结果表明:硫酸/硫酸钠复合淋洗剂在浓度为0.4 mol/L,液固比为20∶1,反应时间为6 h,常温条件下可以达到最佳淋洗效果,总铬和六价铬的浸出效率分别为70.35%和71.56%;另外,重金属形态分析表明,该复合淋洗剂有效减少了铬渣中弱酸可提取态和有机物结合态Cr的百分比,使得残渣态Cr的百分比增加,从而降低了Cr的活性,达到修复目的。淋洗剂对比试验结果表明,与其他淋洗剂相比,硫酸-硫酸钠淋洗效果最好,其中的氢离子能与Cr~(3+)进行离子交换,而硫酸根能够有效地将钙与六价铬分离,对此高钙铬渣的处理更具针对性和有效性。     

旋风炉掺烧铬渣污染物排放特性分析

针对260 t/h旋风燃烧炉机组进行烟气污染物排放测试,并通过旋风炉掺烧铬渣后对其飞灰、底渣进行XRD、XRF分析,考察对重金属Cr(Ⅵ)、Hg的固化效果。结果表明:烟尘、SO_2、CO排放浓度偏高,需进一步改造处理;旋风炉掺烧铬渣飞灰中Hg、Cr(Ⅵ)的浓度分别为6.77,94.7 mg/kg,其中有毒Cr(Ⅵ)浓度显著降低,下降了97.5%;结合XRD分析可知,掺烧铬渣过程中,大部分重金属Hg、Cr(Ⅵ)主要靠挥发和通过铬渣与原煤中矿物质相互反应生成化合物释放到烟气和飞灰中,而底渣中未检测出明显的含Cr矿物质存在。     

AOD渣中铬的连续淋溶特性及其动力学模型的构建

为评价AOD(氩氧脱碳炉)渣的淋溶毒性,采用连续20 d的静态淋溶试验,研究了中性和酸性淋溶液对AOD炉渣中Cr(铬)淋溶特性的影响,以累积溶出率构建了Cr淋溶动力学模型. 结果表明:在连续淋溶过程中,淋溶液pH(9.6~11.5)始终保持碱性,DO(溶解氧)基本处于饱和状态,淋溶液还原性呈降低趋势;随着淋溶时间的延长,淋溶液中Cr6+、TCr和Cr3+的累积溶出率呈增加趋势,不同初始淋溶液pH(2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0)下,连续淋溶20 d时Cr6+、TCr和Cr3+的累积溶出率分别是淋溶2 d时的10.1~22.2、7.5~15.6、6.3~17.1倍;与中性和弱酸性淋溶液相比,连续淋溶20 d,酸性较强的淋溶液中Cr6+、TCr和Cr3+的累积溶出率分别为其3.1~6.6、1.6~3.2和1.8~2.1倍;与短期静态淋溶相比,连续淋溶增加了淋溶液总量,尽管ρ(Cr)变化较小,但TCr累积溶出率显著增加;双常数速率、抛物线和指数模型均可拟合淋溶液中Cr6+、TCr和Cr3+的累积溶出率,其中,抛物线模型的相关系数均在0.99以上,是最佳模型. AOD渣中Cr的连续淋溶动力学模型的构建可为不锈钢渣中Cr的淋溶毒性及其生态风险评价奠定试验和理论基础.      

利用壳聚糖溶液探讨黄土中铬(VI)的提取效果研究

铬是环境中一种重要的重金属污染物,大量含铬的废水、废渣随意排放导致土壤、水体和生物遭到不同程度的污染.中国黄土分布面积广泛,本研究以典型的西部黄土为对象,通过室内土柱淋滤试验,以灌水量和示踪铬浓度为控制因子,研究铬在黄土层中的分布、迁移转化规律及黄土对铬的吸附特性.由于壳聚糖的结构中含有大量的-NH2和-OH,因此壳聚糖,它对重金属离子有优良的吸附作用.探讨了吸附时间、壳聚糖浓度、pH、液固比、温度对壳聚糖吸附黄土中Cr(VI)的提取效果.     

含铬废渣炻质砖固体块长期稳定性试验和加速试验

在制砖基料中加入２０％铬渣,制成所要求几何形试块,按给定的烧成温度烧成试块,测量烧成块几何尺寸和烧成前后试块所含水溶样Ｃｒ（Ⅵ）值,将烧成试块置于不同条件的浸出液中进行长期浸取,根据Ｉａ的浸出数据,浸出率ＬＲ＝０．８×１０＾－７ｃｍ／ｄ,累积浸出分数ＬＦ＝１×１０＾－４ｃｍ,判断炻质砖试块中Ｃｒ（Ⅵ）的稳定程度,从而判定此处理铬渣方法的可行性。     

Kinetics and mechanism of hexavalent chromium removal by basic oxygen furnace slag

Basic oxygen furnace slag(BOFS) has the potential to remove hexavalent chromium(Cr(VI))from wastewater by a redox process due to the presence of minerals containing Fe2+. The effects of the solution p H, initial Cr(VI) concentration, BOFS dosage, BOFS particle size, and temperature on the removal of Cr(VI) was investigated in detail through batch tests. The chemical and mineral compositions of fresh and reacted BOFS were characterized using scanning electron microscope(SEM) equipped with an energy dispersive spectrometer(EDS)system and X-ray diffractometer(XRD). The results show that Cr(VI) in wastewater can be efficiently removed by Fe2+released from BOFS under appropriate acidic conditions. The removal of Cr(VI) by BOFS significantly depended on the parameters mentioned above. The reaction of Cr(VI) with BOFS followed the pseudo-second-order kinetic model. Fe2+responsible for Cr(VI) removal was primarily derived from the dissolution of Fe O and Fe3O4 in BOFS. When H2SO4 was used to adjust the solution acidity, gypsum(Ca SO4·2H2O)could be formed and become an armoring precipitate layer on the BOFS surface, hindering the release of Fe2+and the removal of Cr(VI). Finally, the main mechanism of Cr(VI) removal by BOFS was described using several consecutive reaction steps.     

微波辐照解毒铬渣影响因素的研究

对含铬废渣微波辐照解毒新方法进行了基础性研究,主要包括铬渣和还原剂--煤在微波场中的升温行为,操作条件(微波功率、辐照时间、配比、煤渣质量)对铬渣中Cr6+转化率的影响.应用正交试验法对影响因素进行了分析.研究结果表明:铬渣和煤均能吸收微波能,且煤是很好的碳质还原剂;微波功率、辐照时间、配比的提高有助于转化率的提高;初始w(C)达20%后,反应速率基本不受含碳量的影响;煤渣质量的增加对转化率有一定影响,但不显著.      

浅谈铬渣解毒技术

介绍了铬渣污染状况,对比分析了10余种铬渣解毒技术的优缺点,并且重点论述了旋风炉附烧铬渣工艺过程及其技术特性。研究表明,旋风炉附烧铬渣具有吃渣量大,解毒彻底等优点,是一种具有推广价值的新型铬渣解毒技术。      

Thermal stabilization of chromium slag by sewage sludge: Effects of sludge quantity and temperature

To investigate the feasibility of detoxifying chromium slag by sewage sludge,synthetic chromium slag containing 3% of Cr(VI) was mixed with sewage sludge followed by thermal treatment in nitrogen gas for stabilizing chromium.The effects of slag to sludge ratio(0.5,1 and 2) and temperature(200,300,500,700 and 900°C) on treatment efficiency were investigated.During the mixing process before thermal treatment,59.8%-99.7% of Cr(VI) was reduced,but Cr could be easily leached from the reduction product.Increasing heating temperature and decreasing slag to sludge ratio strengthened the reduction and stabilization of Cr(VI).When the slag to sludge ratio was 0.5 and thermal treatment temperature was 300°C,the total leached Cr and Cr(VI) declined to 0.55 mg/L and 0.17 mg/L respectively,and 45.5% of Cr in the thermally treated residue existed as residual fraction.A two-stage mechanism was proposed for the reduction and stabilization of Cr.     

模拟酸雨对红壤中铬释放的影响研究

采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法,研究了酸雨淋溶下4种红壤铬的释放特征与规律.结果表明:经过相当于9 150和10 650 mm降水量的淋溶后,与对照(pH为5.6)相比,pH为4.5的酸雨使红壤铬的累积释放量提高4.03%～88.54%,pH为3.5的酸雨使其提高6.75%～308.42%;不同红壤铬的释放量随淋溶量的变化规律较为相似,总体上表现为释放量随淋溶量的增加而缓慢上升.酸雨对红壤铬释放的促进作用一方面是由于酸雨提高了Cr(OH)₃的溶解度;另一方面是由于H+对Cr3+的竞争吸附作用、酸雨所导致的土壤溶液中离子强度增加及酸雨对土壤胶体(主要是铝和铁的氧化物及氢氧化物)的溶蚀作用而降低了Cr(Ⅲ)的吸附量.