煤矸石酸浸制备水玻璃工艺中参数条件对SiO2溶出率影响研究

在常压条件下,煤矸石通过酸浸分离氧化铝后,酸浸残渣可作为制备水玻璃原料.研究了不同酸浸液浓度、浸提温度、浸提时间对煤矸石中SiO2溶出率的影响,溶出率越高反映煤矸石制备水玻璃的原料利用率越高,并以正交试验和极差结果进行了因素分析.结果表明:硫酸酸浸工艺的主要影响因素为酸浸液浓度,最佳工艺参数组合为酸浸液浓度为0.7 mol/L,浸提温度为90℃,浸提时间为80 min,SiO2溶出率达48.35％;硝酸酸浸工艺的主要影响因素为浸提温度,最佳工艺参数组合为酸浸液浓度为0.7 mol/L,浸提温度为100℃,浸提时间为60 min,SiO2溶出率达45.03％;高氯酸酸浸工艺的主要影响因素为酸浸液浓度,最佳工艺参数组合为酸浸液浓度为0.7 mol/L,浸提温度为90℃,浸提时间为80 min,SiO2溶出率达34.4％;工艺在高温和低温运行条件下,分别选择硫酸和硝酸酸浸为宜,高氯酸效果较差.     

废液晶显示器面板偏光片化学剥离特性

废液晶显示器(LCD)面板的资源化回收利用中,需考虑对偏光片的处理。在超声波和加热作用下,利用强碱对废液晶显示器面板上的偏光片进行剥离,分析了温度、碱液浓度和超声波频率对偏光片剥离效果的影响。依次通过浓硫酸和王水对剥离偏光片后的玻璃基板进行酸浸,分析各浸出阶段的铟溶出特性。结果表明,在超声波作用下,在一定温度(50~80℃)内,利用Na OH溶液可实现废液晶显示器面板偏光片的高效分离;当温度为70℃、超声波频率为45 k Hz、Na OH浓度为0.1molL时,偏光片的剥离仅需37 min;Na OH溶液为0.1和0.3 molL时,化学剥离过程中未发生铟元素转移的问题。     

青岛近海不同天气状况下大气气溶胶中金属元素浓度分布特征研究

为探究青岛近海不同天气下气溶胶中金属元素的浓度分布特征,于2012年4~5月,2012年8月~2013年3月在青岛近海采集了总悬浮颗粒物(TSP)样品,利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICPAES)分析了主要微量金属元素.结果表明,Al、Ca、Fe、Na、K和Mg是TSP中主要的金属元素,质量浓度占所测元素总浓度的94.2%.TSP及金属元素浓度月变化明显,Fe、Al、K、Ca、Mg、Zn、Ba、Mn、Ti、Sr和Li均在11月和1月浓度最高,Be、Sc、Co、Ni和Cr在1月最高,Na在8、11和2月较高,12月最低,Pb在1月和2月最高,8月和12月最低.富集因子表明Be、Co、Al、Ca、Fe、K、Mg、Mn、Sr和Ti主要受自然源影响,Li、Cr、Ni、Zn、Ba和Na除受自然源外,还受部分人为源影响,Pb主要来自人为源.不同天气状况对TSP及其金属元素浓度影响较大,除Ti外,所测元素浓度均在烟雾天最高.与晴天相比,烟雾天除Ti外,其余元素均升高,增幅为1~4倍,雾天Li、Be、Cr、Ni、Al、Fe、Mg和Mn变化不大,Pb和Na升高较多,Co、Ca和Ti降低较多,霾天Cr、Co和Ti降低,其余元素浓度升高,增幅为1~3倍.大部分元素在晴天富集因子最小,雾天富集因子最大.Ni、Zn、Ba、K、Na、Pb和Sr富集因子为晴<霾<烟雾<雾,Fe和Mn为晴<烟雾<霾<雾,Al和Mg为晴<雾<霾<烟雾,其余金属不同天气下富集因子的变化规律各不相同.     

浮选药剂对铅锌尾矿中重金属微生物溶出的影响

以青海某铅锌尾矿为研究对象,采用静态试验模拟研究了4种浮选药剂对尾矿在嗜酸氧化亚铁硫杆菌协同作用下重金属铅锌溶出的影响.结果发现,除丁胺黑药外,与未添加药剂相比,随溶出时间延长,其他3种黄药的存在均导致溶出体系的氧化还原电位升高而p H值降低,影响顺序均为异丁基黄药乙基黄药≈戊基黄药丁胺黑药.黄药体系Pb、Zn累积溶出量远大于黑药体系且Zn更易溶.50d时,Pb、Zn最大溶出浓度分别为77.60、167.00mg/L,其中异丁基黄药最有利于重金属铅锌的溶出.原电池效应、Cu2+对闪锌矿的活化以及浮选药剂的水解能力差异是导致不同浮选药剂对重金属溶出差异的主要原因.尾矿残渣XRD分析表明不同浮选药剂存在体系溶出过程中生成的新物质含量有所差异.     

青岛大气降水中微量元素的浓度及溶解度

利用2016年6月~2017年5月在青岛采集的35个降水样品,分析其中8种微量元素的总态和溶解态浓度,讨论了大气降水中微量元素的浓度及其溶解度的变化特征,并探讨了影响大气降水中微量元素溶解度的因素.结果表明,青岛降水中微量元素的总态浓度以Al和Fe的最高,其次是Zn、Mn、Ba、Pb、Sr、V的较低;溶解态浓度以Zn的最高,其次是Al、Mn、Fe、Ba、Sr、Pb和V的较低;溶解度以地壳元素Al和Fe的最低,为5%左右,受到人为源影响的元素溶解度相对较高,Pb和Ba的为10%~40%,Mn和Sr的为20%~60%,Zn和V溶解度最高,平均约为55%.季节变化显示不同元素总态和溶解态浓度基本呈现冬、春季明显高于夏、秋季,溶解度基本表现为春季最高.持续降雨的前后期微量元素的总态和溶解态浓度均呈现明显降低,但溶解度的变化趋势在不同降雨过程中不一致,pH变化是控制降水中微量元素溶解度的主要因子.     

降雨条件下岩溶地下水微量元素变化特征及其环境意义

对降雨期间青木关岩溶地下河水的化学特征进行连续监测,获取了Ba、Sr、Fe、Mn、Al这5种微量元素及其他常量元素质量浓度的高分辨率数据.运用相关性分析和浓度变化曲线分析微量元素来源及其迁移路径,并结合流域地质背景探讨地下河微量元素变化特征的形成过程.研究发现,Ba和Sr元素为碳酸盐岩溶解的产物,储存于岩石裂隙、孔隙等介质中,经扩散作用进入地下河,质量浓度变化较小;而Fe、Mn、Al均来源于土壤,其中Fe、Al元素主要通过落水洞直接进入地下河,而Mn则通过土壤-岩石多孔介质补给地下河,三者浓度变化很大,对降雨响应强烈.结果表明,5种微量元素质量浓度均低于1 mg·L-1,Fe、Mn、Al元素最高质量浓度均超过饮用水限值.地下河Al、Fe元素质量浓度变化在一定程度上指示着水土流失和水质变化状况,因此有必要加强落水洞附近的环境保护和治理,从源头控制污染源.     

粉煤灰的酸碱联合活化溶出实验研究

对粉煤灰的成分、粉煤灰的活化条件和酸碱联合溶出率进行了分析和比较,确定了最佳活化条件和最佳溶出条件。粉煤灰的最佳活化条件是：灼烧温度为700℃,灼烧时间至少应≥1h,当灼烧时间超过2h时,灼烧时间的增加不会对粉煤灰化学成分的溶出率产生明显影响,而铁的溶出率几乎不受灼烧活化方法、酸溶温度和酸浓度的影响;酸碱联合溶出的最佳条件是：在粉煤灰的最佳活化条件下,先用酸溶,再用碱溶,酸溶时的硫酸浓度要〉0．5mol·L^-1,最佳用量为8—10mL·g^-1。     

锑矿采选固废与冶炼废渣的化学特性及重金属溶出特性

对锑矿区采选固废和冶炼废渣的化学成分及在模拟酸雨不同pH值下的溶出特性进行研究。结果表明,采矿废石、浮选尾矿渣、鼓风炉炉渣及鼓风炉燃烧残渣都含有Sb、V等重金属污染物,其中鼓风炉炉渣Sb含量最高,达1.22 g/kg,溶出率为0.355%;采矿废石中Sb的含量最低,为0.34 g/kg,溶出率最高达到10.391%,说明锑矿区废渣和冶炼固废中的重金属释放与固废的重金属含量不成正比。浸出实验表明,锑矿采矿废石浸出液Sb浓度达到3.55 mg/L,超过贵州省环境污染物Sb的排放标准(0.5 mg/L)7.11倍;锑矿鼓风炉燃烧残渣浸出液Sb浓度为3.11 mg/L,超过标准6.23倍。因此锑矿区露天堆放的固体废物,经酸雨淋溶浸泡产生的废液会污染周边水体,可能对周边生态和居民造成危害。     

CLT酸废母液资源化萃取工艺

研究 N₂₃₅溶剂萃取体系综合处理 CLT酸废母液工艺 ,以实现资源回收 .结果表明 ,在萃取剂浓度为 40% ,酸化率为 50% ,相比 1∶1时 ,萃取效果最佳 ,此时废母液 COD去除率达 97% ,萃余液 COD低于 200 mg/L ,COD指标达到国家综合排放标准( GB8978-1996) ;Na₂CO₃和 NaOH混合水溶液作反萃剂 ,能够完全反萃 ,浓缩倍数达 9.4倍 ;浓缩液经蒸浓酸析 ,得到固体产品 ,产率 8.34g/L(废母液 ) ,主要有机成分为 CLT酸及其硝基衍生物 .     

废薄膜晶体管液晶显示器处理与管理

总结了薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)主要部件材料组成及液晶环境毒性,分析了废LCD浸出毒性、循环利用途径及污染问题,概括了国内外废TFT-LCD处理技术和回收、管理相关政策,在此基础上提出相关处理与管理建议.     

烟气净化工艺和焚烧炉类型对生活垃圾焚烧飞灰性质的影响

焚烧炉类型、烟气净化工艺和垃圾组成变化均会对生活垃圾焚烧飞灰性质产生影响.本文选择生活垃圾组成相似的9个焚烧发电厂烟气净化系统飞灰,考察源自不同焚烧炉型和烟气净化工艺焚烧厂飞灰的性质差异.研究表明:飞灰中含有大量的Ca和Cl,在"炉排炉+干法"飞灰中含量最高,而流化床飞灰中Al、Si、Fe等元素含量显著高于炉排炉飞灰;烟气处理工艺对飞灰矿物相组成影响不大,但矿物相含量受烟气处理工艺影响而不同;流化床飞灰中Cd含量较低,Pb、Zn含量略低于炉排炉飞灰;Cr、Ba、Cu、Ni等元素受烟气净化工艺影响较大,"炉排炉+干法"飞灰中的含量最少;烟气净化工艺改造目标仍集中在酸性气体和NOx控制上,改造前后重金属含量没有显著差异;炉排炉飞灰的Pb浸出毒性强于流化床飞灰,流化床飞灰中含量较低的Cr、Cu、Ni、Cd等重金属在醋酸缓冲溶液中浸出较多;飞灰酸中和能力与Ca含量线性相关;在强酸性(Cd、Ni、Zn:浸出液pH8;Pb、Cu、Cr:浸出液pH4)条件下,炉排炉飞灰的As、Cd、Cr、Ni、Pb、Zn元素的浸出浓度主要受重金属总量的影响,两者具有相似的顺序;焚烧炉燃烧形式导致重金属的化学形态不同、与含Al、Fe等化合物形成络合物等原因导致"流化床+半干法"飞灰的As、Ba、Cu、Ni、Pb的浸出浓度低于具有相似总量的炉排炉飞灰.     

Investigation of basic properties of fly ash from urban waste incinerators in China

Basic properties of fly ash samples from different urban waste combustion facilities in China were analyzed using as X-ray fluorescence （XRF）, scanning electron microscopy （SEM）, X-ray diffraction （XRD）. The leaching toxicity procedure and some factors influencing heavy metals distribution in fly ash were further investigated. Experimental results indicate that the fly ash structures are complex and its properties are variable. The results of XRF and SEM revealed that the major elements （〉10000 mg/kg, listed in decreasing order of abundance） in fly ash are O, Ca, Cl, Si, S, K, Na, Al, Fe and Zn. These elements account for 93% to 97%, and the content of Cl ranges from 6.93% to 29.18 %, while that of SiO2 does from 4.48% to 24.84%. The minor elements （1000 to 10000 mg/kg） include Cr, Cu and Pb. Primary heavy metals in fly ash include Zn, Pb, Cr, Cu etc. According to standard leaching test, heavy metal leaching levels vary from 0 to 163.10 mg/L （Pb） and from 0.049 to 164.90 mg/L （Zn）, mostly exceeding the Chinese Identification Standard for hazardous wastes. Morphology of fly ash is irregular, with both amorphous structures and polycrystalline aggregates. Further research showed that heavy metals were volatilized at a high furnace temperature, condensed when cooling down during the post-furnace system and captured at air pollution control systems. Generally, heavy metals are mainly present in the forms of aerosol particulates or tiny particulates enriched on surfaces of fly ash particles. The properties of fly ash are greatly influenced by the treatment capacities of incinerators or the variation of waste retention time in chamber. Fly ash from combustors of larger capacities generally has higher contents of volatile component and higher leaching toxicity, while those of smaller capacities often produce fly ash containing higher levels of nonvolatile components and has lower toxicity. The content of heavy metals and leaching toxicity maybe have no convincing correlation, and high alkali content of CaO greatly contribute to leaching toxicity of heavy metal and acid neutralization capacity against acid rain.     

夏季南海气溶胶微量元素浓度、溶解度及干沉降通量

搭载国家自然科学基金委南海东北部共享航次（NORC2017-05），于2017年6月9日-8月11日在南海东北部采集气溶胶样品，使用淋溶装置得到气溶胶中微量元素（Al、Fe、Ti、Cr、V、Ba、Mn、Co、Ni、Pb、Cu、Zn）的溶解态浓度和溶解动力学曲线，混酸消解后用高分辨率电感耦合等离子体质谱测得其总浓度，并计算溶解度和干沉降通量.结果表明，夏季南海北部气溶胶中微量元素溶解态浓度、总浓度和干沉降通量均小于大多数陆架边缘海.微量元素溶解度相对较大，原因主要是气溶胶颗粒经过长距离输运后粒径较小，且经历的大气酸过程和云过程对元素溶解度影响显著.气溶胶中微量元素在Milli-Q水中25 min左右达到溶解平衡，后续以pH=2的HCl淋溶.酸淋溶过程中大部分微量金属的溶解度略有增加，约占水溶出量的30%~50%，而Pb在酸溶液中显著溶出，酸溶出量可达水溶出量的140%，表现出潜在的环境效应.夏季大气气溶胶输送的Fe占南海东北部混合层溶解态Fe的0.13%~6.00%，对浮游植物初级生产具有一定的支持功能.     

模拟实验研究煤矿酸性水中Co、Ni、Zn、Cd、Al、Cr、As、Pb可溶性金属迁移行为

通过模拟煤矿酸性水环境,对来自2个不同产地的煤系非均质黄铁矿样品进行了不同固液比的淋滤实验,对反应体系物理化学状态以及其中的Co、Ni、Zn、Cd、Al、Cr、As、Pb8种元素的释放行为进行了长达312h跟踪检测和对比.结果显示,在2种不同来源的煤系黄铁矿样品反应体系中,Co、Ni、Zn、Cd的释放行为均为持续升高,说明这些元素的释放受体系中物理化学状态的影响相对较小,在液相中具有较高的迁移行为;Al、Cr、As、Pb在不同样品体系中的释放行为差异较大,受到体系pH值、吸附及共沉淀作用等因素的影响,是相对不易迁移的元素.煤矿酸性水环境中元素释放和迁移行为主要受到黄铁矿的氧化还原反应速率、反应体系介质pH值和围岩矿物学性质3个宏观因素控制.     

模拟酸雨对红壤中硅铝铁释放的影响

通过模拟酸雨对湖南红壤的淋溶实验,分析了淋溶液pH值和硅铝铁离子动力学释放规律和特点.结果表明,在一定淋溶范围时,酸雨酸度是决定红壤矿物溶解及离子释放的主要因素,且硅、铝、铁对酸雨响应存在差异.在pH<5.6的各酸度酸雨淋溶下,硅均有大量释放,铁基本无释放.pH在3.0～5.6时铝的释放量很小,只有在酸雨pH值较低时才会有大量溶出.随酸雨淋溶的进行,酸雨pH在3.0～5.6的硅铝释放能力总体呈下降趋势.pH 2.5的酸雨可使红壤矿物的风化作用加强,硅铝释放量均明显增加,铝的增幅更大,但随淋溶量增加硅铝释放能力的增长速度趋缓.实验结果还表明,红壤受酸雨影响pH值降到一定程度后,淋出液中铝浓度与其pH值及DOC都呈线性负相关,酸沉降可破坏固相有机络合铝并使其溶出,但强酸性酸雨作用下红壤溶解而释放的铝主要来自铝硅酸盐的溶解.     

煤及其燃烧产物中微量元素的淋滤试验研究

用没ＰＨ值溶液对炉前原煤、灰化灰、底灰、飞灰进行了对比淋滤试验。重点考察了Ａｓ、Ｚｎ、ＰＢ、Ｎｉ、Ｓｒ等５种元素的淋出行为。发现溶液的ＰＨ、淋滤时间,特别是元素的性质及其赋存状态对元素的淋滤难易程度有重要影响,所分析的５种元素中,Ｓｒ以强淋滤为主,Ｐｂ和Ａｓ以强淋滤和中等淋滤为主,Ｎｉ以中等淋滤为主,而Ｚｎ则为难淋滤元素。     

模型化研究pH对垃圾焚烧飞灰金属浸出的影响机制

浸出液pH是影响城市生活垃圾焚烧飞灰金属浸出的主要因素.通过比较pH变化浸出测试和Visual MINTEQ模拟结果,研究了浸出液pH对飞灰金属浸出特性的影响机制.结果发现,酸性条件下(Cd、Zn、Ni:pH＜8;Pb、Cu、Cr:pH＜6;Al:pH＜4),金属会随pH降低而大量溶出;两性金属Pb和Zn,在强碱性条件时浸出浓度亦会增加,pH=12.5时可分别达42和2.4 mg·L-1.飞灰中金属的pH相关浸出行为可通过Visual MINTEQ模型很好地模拟.模拟计算结果表明,浸出液pH的变化会改变金属在浸出体系中的化学形态,从而影响金属的浸出浓度;不同pH下Pb、Zn、Cu、Ca和Al的化学形态和浸出行为主要由溶解/沉淀平衡决定,吸附作用对其影响不大;在酸性至中性pH条件下,飞灰中HFO会吸附Cd、Cr和Ni而降低其溶解度,但在碱性条件下这些重金属的浸出又转而由溶解/沉淀平衡控制.     

干湿法结合工艺回收废弃SCR脱硝催化剂中的钛、钒和钨

利用干湿法结合工艺实现废弃SCR脱硝催化剂中Ti、V和W元素的高效分离和浸出,提出成套废弃SCR脱硝催化剂中Ti、V和W的回收技术。以废弃SCR脱硝催化剂为研究对象,优选Ti、V和W元素最佳浸出工况,研究硫酸溶解法回收TiO₂和有机萃取法回收V₂O₅和WO₃的回收率与纯度。结果表明:酸浸还原浸钒最优工艺条件为温度140℃,液固比30∶1;钠化焙烧浸钨最优工艺条件为煅烧温度750℃,反应物与Na₂CO₃配比（质量比）为1∶1.5,在以上条件下V、W浸出率分别达到97.6%、93.6%。利用硫酸溶解法回收得到的TiO₂产物主要以锐钛矿晶型存在形式,在最佳焙烧温度750℃下,TiO₂回收率达到97.17%,纯度为95.35%。利用有机萃取法回收得到的V₂O₅和WO₃产物的回收率和纯度分别为72.47%、75.43%和93.25%、78.26%。     

羧酸类有机物催化湿式氧化过程中ZnFe0.25Al1.75O4催化剂的稳定性研究

草酸、甲酸和乙酸是催化湿式氧化过程3种最主要的小分子羧酸类中间产物．比较了ZnFe_0.25Al_1.75O₄催化剂降解这3种物质时的催化活性和铁离子溶出量的大小．160℃下草酸是唯一可被完全降解的物质,降解过程中铁溶出量高达9.5 mg·L^-1;而甲酸和乙酸对铁离子稳定性影响很小．由于草酸具有很强的酸性和还原性,铁溶出量在氮气气氛中比在氧气气氛中大．ZnFe_0.25Al_1.75O₄催化剂对水杨酸也具有很高的降解活性和稳定性．