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.      

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.     

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。     

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。     

铬渣浸溶Cr(Ⅵ)溶解释放规律研究-以锦州堆场铬渣为例

通过锦州地区铬渣样品静态浸溶实验,测定不同固液比、浸出时间、浸取剂pH及组成、振荡速度、铬渣粒度大小、温度等因素对铬渣中Cr(VI)溶解释放的影响,揭示铬渣中Cr(VI)析出、释放机理。结果显示,稀释作用在不同固液比浸出中起主导作用,随固液比的降低,Cr(VI)浸出浓度逐渐降低,但是Cr(VI)浸出总量却在增加;随着浸出时间的增大,浸出Cr(VI)浓度随之增大;铬渣浸出液碱性很高,在铬渣溶解释放过程中,随酸性增强Cr(VI)溶解量相应增大,体现强的酸中和能力;随着振荡速度增加,Cr(VI)溶解释放速度明显加快;粒径越小,铬酸盐的溶解释放速度越快,溶解作用越充分;铬渣的浸出为吸热反应过程,铬渣溶解度随温度升高而增大。铬渣中Cr(Vl)溶解释放速率服从菲克(Fick)扩散定律。研究结果为铬渣危害的评价、监测及铬渣污染有效防治提供参考。     

两段式还原铬渣中Cr(Ⅵ)的试验研究

比对了多种还原剂处理六价铬的解毒效果,确定了焦亚硫酸钠、硫酸亚铁两段式还原处理铬渣浸出液中六价铬和总铬的还原剂投加顺序和投加量。结果表明,该技术能使解毒后铬渣中Cr6+浓度达到0.17 mg/L,满足HJ/T 301—2007《铬渣污染治理环境保护技术规范(暂行)》解毒后铬渣六价铬≤0.5 mg/的要求,且具有较好的长期稳定性,解毒彻底,可为该技术的工程应用提供理论依据。     

铬渣污染控制及综合利用的研究

铬渣是强碱性危险废物,对环境污染严重。分析了铬渣的来源与危害,提出从减少产渣量、铬渣中Cr6+回收、铬渣的无害化、综合利用及安全填埋等途径控制其污染。     

“Achromobacter sp. CH-1-Cr(Ⅵ)-H2O”体系Cr(Ⅵ)还原的电化学行为

采用循环伏安法探明了"Achromobacter sp.CH-1-Cr(Ⅵ)-水"体系的电化学行为.结果表明:循环伏安曲线上-0.62V(相对于SCE)的电流峰对应的反应为Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)的反应,在电势为-0.82V时Cr(Ⅲ)开始还原为零价铬.体系中的电极反应为不可逆过程,阳极扫描时Cr(Ⅲ)不会被重新氧化为Cr(Ⅵ).细菌的存在使Cr(Ⅵ)的还原更容易进行,其还原峰电势正移约0.2 V,细菌对体系中的电化学反应起了催化作用.随细菌量的增加,氢气的析出、六价铬还原为三价铬及三价铬进一步还原为零价铬的电势均发生了正移,过高的细菌量主要影响三价铬还原沉积为金属铬的过程.铬浓度对细菌还原Cr(Ⅵ)溶液的循环伏安曲线的影响不大.初始pH值为10是细菌还原Cr(Ⅵ)的最佳pH值.     

回收电镀废液制取鞣革剂方法的研究

在高浓度的含铬、铜电镀废液中加入亚硫酸钠还原Cr6+为Cr3 +;再加入硫化钠去除铜 ;然后加入氢氧化钠调节pH值使Cr3 +生成氢氧化铬沉淀 ;最后加入一定量硫酸溶解氢氧化铬制成鞣革剂———碱式硫酸铬 ,且出水水质达到国家工业废水排放标准     

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.     

粉煤灰处理Cr~(6+)废水的试验研究

利用电厂粉煤灰进行了处理含铬(VI)废水试验,探讨了粉煤灰投加量、pH值、接触时间、温度和含铬浓度等因素对除铬效果的影响。结果表明,在废水pH=10左右、Cr6+浓度<100mg/L,粉煤灰的用量140g/L时,在常温下吸附处理2h,对铬的去除率可达到72%以上。粉煤灰吸附处理含铬废水符合Freundlich等温式,以物理吸附为主。对于低浓度含铬(VI)的废水,处理后可达标排放。     

米糠在微波条件下解毒铬渣中六价铬的研究

铬渣中含有毒性较强的六价铬化合物,其严重污染环境。为探讨米糠解毒铬渣的可行性,以米糠作为解毒铬渣的材料,在微波条件下对铬渣中的六价铬进行解毒实验研究。利用正交实验对铬渣中六价铬的去除条件进行了优化。在此基础上,开展单因素实验进一步研究确定了铬渣中六价铬去除的最佳条件,并对解毒后的含铬米糠是否具有危险废物的浸出毒性进行了探讨。实验结果表明,当米糠与铬渣质量比为2.5:1,微波作用时间为5min,微波功率为900W时铬渣中六价铬的去除率最大,为72.2%,且解毒后米糠中六价铬的浸出较小,低于国家最高允许浓度标准。     

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.     

典型铬渣污染场地健康风险评价及修复指导限值

通过对青海某化工厂铬渣污染场地钻孔采样,分析了样品质地及铬含量,得到场地的水文地质及铬污染状况.根据场地区域生活现状,运用美国环保局健康风险计算模型,评估了现有条件下该场地对周边居民的潜在健康风险.同时,结合场地的修复目标,应用地下水溶质运移方程及土壤中Cr6+的解吸曲线,探讨了场地污染物的修复指导限值.结果表明:场地表层0～4m为黄土状土,4～22m为砾砂,铬污染区域面积约4×104m2;现有条件下场地Cr6+对人体的健康风险值为9.39,需要对Cr6+进行修复治理,而Cr3+的健康风险值在可接受范围内;通过计算得到场地表层0～4m黄土状土Cr6+的修复值为60mg·kg-1;4～22m砾砂Cr6+修复值为15mg·kg-1.     

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.      

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     

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。     

微波焙烧强化废锂离子电池中的金属回收研究

为进一步提高资源回收效率和降低能耗,围绕废锂离子电池正极材料中有价金属的资源回收问题,提出对废锂离子电池正极材料进行微波焙烧前处理以强化提高各有价金属的浸出效率.结果显示,在不同微波焙烧功率条件下均存在最优焙烧时间以获得最佳金属回收率.综合考虑工序、能耗、成本等因素,研究确定微波焙烧功率600W,焙烧时间6min为较优微波焙烧处理条件,以H₂SO₄+H₂O₂为浸出体系,固液比为20g/L,反应温度为80℃,反应时间为60min条件下,Li、Ni、Co、Mn的浸出率分别达96%、85%、76%、52%.微波焙烧对废锂离子电池正极材料中有价金属浸出效率的强化效应主要来源于以下三方面的共同作用：其一,金属颗粒在微波作用下放电产生瞬时高温;其二,在瞬时高温条件下部分金属发生还原反应转化为更易于浸出的化学形态;其三,包覆在物料颗粒表面的有机物得以高效去除,提高金属裸露程度.