镍渣的重金属浸出特性

在分析镍渣的矿物相组成和重金属元素含量的基础上,鉴定了镍渣样品的浸出毒性,并考察了pH、液固比和浸出时间等条件对镍渣样中铬、铅、铜和锌等重金属浸出特性的影响。结果表明,镍渣中的重金属总量约为渣样的0.9%,且铬、铜和锌的含量较高,需进行安全管理。实验所用镍渣样品为第Ⅰ类一般工业固体废物。在强酸条件下镍渣中重金属浸出浓度较大,pH3后浸出浓度显著降低;液固比40 L/kg时,镍渣中重金属不断溶出,液固比40 L/kg后,浸出达到饱和,浸出浓度趋于平衡;随着浸出时间的增加,重金属离子的浸出浓度先增加后减少,但由于各重金属性质不同,各重金属达到最大浸出浓度的时间不同。     

乙酸铵浸出高炉瓦斯灰中的锌

采用NH3-CH3COONH4-H2O体系进行了高炉瓦斯灰提锌工艺研究。结果表明：控制浸出温度45 °C,总氨浓度5 mol·L-1,液固比5:1,[NH3]/[NH4]+摩尔比1:1,搅拌速度300 r·min-1,浸出时间60 min,锌浸出率达77.79%。FT-IR及ESI-MS分析显示羧酸阴离子能结合Zn离子形成复杂的羧酸盐配合物,添加CH3COONH4能促进锌的溶出,XRD、SEM-EDS表征分析显示浸出渣中残留ZnFe2O4是导致锌浸出率低的限制性因素。     

氧化氨浸工艺回收硫化砷渣中的铜

对在(NH4)2S2O8-NH3-H2O体系中氧化浸出硫化砷渣(砷渣)中的铜进行热力学分析;讨论了浸出温度、c(NH3 )/c(NH4+)、液固比、浸出时间及总氨浓度对铜浸出率的影响,确定了从砷渣中回收铜最佳浸出工艺条件;采用XRD和SEM对浸出渣进行表征。结果表明,氧化氨浸回收铜工艺具有热力学可行性;在浸出温度35 ℃, c(NH3 )/c(NH4+)1:7,液固比6:1,浸出时间3 h,总氨浓度4 mol/L的条件下,铜的浸出率为70.74%;大量S0均匀分布在浸出渣中。     

废镀锌板炼钢粉尘的浸出过程

为了解决废镀锌板冶炼粉尘造成的资源浪费和环境污染的问题,首先研究了用硫酸浸出该类粉尘中有价金属的过程。在不同温度条件下,控制浸出时间、液固比和硫酸浓度等因素,将粉尘中以不同形式存在的锌浸出。常温条件下,苏钢粉尘中赋存于氧化锌中的锌被全部浸出;高温强酸条件下,常温浸出过程中未被浸出的,赋存于铁酸锌中的锌几乎被全部浸出,浸出率达到98%。     

盐酸浸出提取赤泥中铝和铁的工艺条件优化

系统研究盐酸浸出赤泥中铝和铁的过程,考察酸浸温度、盐酸浓度、酸浸时间、液固比以及赤泥粒度对铝、铁浸出率的影响。单因素实验和正交实验结果得出,在影响浸出率的酸浸温度、盐酸浓度、酸浸时间和液固比对铁、铝的浸出率的影响几个因素中,酸浸温度和盐酸浓度的影响最大,液固比和浸出时间其次。盐酸酸浸的最佳工艺条件为：赤泥粒度150 μm、酸浸温度80 ℃、盐酸浓度10 mol·L-1、液固比8∶1（V/m）、浸出时间150 min,此时铝的浸出率为96.7%,铁的浸出率为95.1%,铁铝总浸出率96.0%。     

基于重金属提取的垃圾焚烧飞灰无害化处理

采用加酸浸出工艺对垃圾焚烧飞灰进行无害化处理。研究证明盐酸能有效分离飞灰中重金属,重金属浸出率与盐酸浓度及液固比有关;重金属在实验的盐酸浓度和液固比下都能达到高浸出率,但液固比越低,浸出液中重金属的浓度就越高,越有利于重金属的回收。当盐酸浓度为5 mol·L~(-1)、液固比为2(mL:g)时,Pb、Cd和Zn浸出率均达到95%以上,而Cu的浸出率也达到81.38%,Pb、Cd、Zn和Cu的浓度分别为468.10、78.12、2 268.80和347.78 mg·L~(-1)。残灰采用加盐水洗工艺后,浸出毒性超标的重金属Pb和Cd浸出毒性低于GB 16889-2008标准限值,符合填埋要求。     

拜耳赤泥中镓的酸法浸出及残渣的除氟

贵州铝土矿资源普遍富含镓元素,拜耳法工艺中,约70%的镓随氧化铝同时溶出,其余30%残存于赤泥中未回收直接外排,造成镓资源的严重浪费。采用酸法工艺浸出拜耳赤泥中镓金属,设计4因素3水平L_9(3~4)正交实验,考察盐酸添加量、浸出温度、浸出时间和液固比对镓浸出效果的交互影响规律,并测试了浸出残渣对含氟水处理性能。结果表明:影响镓浸出率因素的主次顺序依次为盐酸添加量、浸出温度、液固比和浸出时间;最适宜浸出条件为盐酸过量系数1.2,浸出温度70℃,浸出时间3 h,液固比8 m L·g~(-1);该条件下,镓的浸出率为94.92%,浸出溶液含Ga 3.91 mg·L~(-1);除氟实验得出最佳除氟条件为,残渣添加量25 g·L~(-1),p H=4.7,接触时间6 h,旋转速率200 r·min~(-1);室温下进行3组平行实验,平均除氟率为57.54%,表明浸出残渣具有一定的除氟性能。     

废弃脱硝催化剂碱浸提取钒和钨的浸出动力学研究

针对不同NaOH浓度和浸出温度进行碱浸提取废弃脱硝催化剂中钒、钨的实验研究。在NaOH浓度为7.5 mol·L~(-1),碱浸温度为100℃的条件下,V_2O_5和WO_3的碱浸效率分别可达到92.94%和97.30%。基于液-固浸出过程中的核收缩模型研究了碱浸过程中钒、钨的浸出动力学,考察了NaOH浓度、碱浸温度对V_2O_5、WO_3浸出反应速率的影响,进而确定浸出过程中的控制步骤。结果显示,在100℃温度下,NaOH浓度在0.5~7.5 mol·L~(-1)范围内,V_2O_5、WO_3的浸出过程为固膜扩散控制过程,其表观反应级数分别为0.305、0.436。在7.5 mol·L~(-1)NaOH浓度下,V_2O_5、WO_3的浸出过程在30~100℃的反应温度范围内均为固膜扩散控制过程,浸出反应的表观活化能分别为17.74和37.88 k J·mol-1。     

用钛白废酸和副产锌泥制备活性氧化锌

以次硫酸氢钠甲醛副产锌泥和钛白废酸为原料,经高剪切乳化、酸浸、锌粉置换、除杂、碱锌合成等工艺制得碱式碳酸锌,再经过滤、洗涤、干燥、煅烧制备活性氧化锌。考察了浸取工艺液固比(硫酸与副产锌泥的质量比)和硫酸质量分数对锌浸出率的影响,以及煅烧温度和时间对活性氧化锌质量的影响。实验结果表明,锌泥酸浸工艺的最佳液固比4,硫酸质量分数30%,在此工艺条件下,锌浸出率达95%。活性氧化锌的最佳煅烧温度为600℃,煅烧时间为240 min,在此条件下测定产品质量,氧化锌质量分数大于96%,比表面积大于50 m2/g,堆积密度小于0.35 g/mL。     

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%.     

一种污泥活性炭的制备及其在兰炭废水处理中的应用

以城市生活污水厂脱水污泥和木屑的混合物为原料,利用ZnCl_2为活化剂制备污泥活性炭。研究了活化温度、活化时间、固液比和活化剂浓度对吸附性能的影响。在活化温度为650℃、活化时间30 min、固液比1∶1.5、活化剂浓度为5 mol·L~(-1)的最佳工艺条件下,制备得到的活性炭碘吸附值为584.85 mg·g~(-1),利用扫描电镜可以观察到其发达的孔隙结构。将制备的污泥活性炭应用于兰炭废水处理中,结果表明,污泥活性炭的投加量为180 g·L~(-1),pH为7,吸附时间60min,挥发酚和氨氮的去除率分别为73.38%和48.27%,废水中污染物浓度明显降低。     

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40min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℃，授出时间30min，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％。     

针对含砷硫酸烧渣酸浸液的铁盐沉淀固砷

为考察含砷硫酸烧渣中酸浸脱砷效果和铁盐沉淀固砷行为,采用常温常压酸浸法脱除硫酸烧渣中的砷,并对进入浸出液中的砷以铁盐沉淀的形式脱除,进而对沉淀渣的浸出毒性进行研究。同时,研究了磨矿细度、酸浓度、固液比、浸出时间对硫酸烧渣中砷脱除效率的影响。结果表明,通过控制浸出参数可以将硫酸烧渣中砷的质量分数降低到0.2%以下,通过调节浸出液的pH和Fe/As摩尔比将其中的砷以沉淀的形式脱除。当Fe/As > 2、pH = 4~6时,溶液中砷浓度降到了0.5 mg·L-1以下。沉淀砷渣主要是以非晶态的形式存在,提高铁砷比有利于提高砷渣稳定性,从而降低浸出毒性。在Fe/As = 3、pH = 6.04~6.22的条件下,得到的沉淀渣的浸出毒性为0.711 mg·L-1。因此,通过酸浸脱除硫酸烧渣中的砷,进而采用铁盐沉淀的方法能够实现硫酸烧渣中砷的安全处置。     

盐酸分级浸出赤泥中有价金属元素

采用盐酸2段分级浸出工艺回收氧化铝赤泥中的有价金属元素。通过考察液固比、反应温度、反应时间及盐酸使用量对浸出率的影响,确定了2段浸出的实验工艺。结果表明:在盐酸用量为理论用量的40%、90 ℃液固比为7∶1、反应时间1 h的条件下,Ca的浸出率为96.2%,Na的浸出率为82.47%,Al的浸出率为42.87%,其他元素几乎不浸出,这是第1段浸出;在盐酸用量为理论量的130%、90 ℃、盐酸浓度8.8 mol·L-1的条件下,浸出1段酸浸渣,Fe的浸出率99.65%,Sc的浸出率88.76%,V的浸出率93.58%,其他稀土元素的浸出率均达到了70%左右,这是第2段浸出。     

利用高炉瓦斯泥中的锌制备活性氧化锌的研究

利用高炉炼铁瓦斯泥中的锌,采用火法富集和湿法浸取制取活性氧化锌。考察了温度、时间对火法富集产品中氧化锌含量和原料瓦斯泥中锌挥发率的影响,确定了富集工艺的最佳条件为:在氮气氛围下,温度从常温以10℃/min升温至1 000℃并且在1 000℃下保持1 h,得到的富集产品中氧化锌含量82.24%;瓦斯泥中锌挥发率97%。同时考察了温度、氨水用量、碳酸氢铵用量和液固比等因素对氧化锌浸取率的影响。确定的最佳工艺条件为:浸取温度40℃,氨水用量为理论量的2倍,碳酸氢铵用量为理论量的2倍,液固比4∶1,浸取时间2 h,氧化锌浸取率达99.9%。湿法制得的活性前驱体碱式碳酸锌,经煅烧得到纯度为98.4%的活性氧化锌产品,氧化锌的总回收率达95.3%。     

钡渣中钡离子的淋溶释放规律

采用静态浸渣正交实验和动态淋溶实验 ,研究了钡渣中钡离子的淋溶释放规律。结果表明 ,在 p H为 5 .6、固液比 1∶ 7、浸取时间 60 min时 ,静态最大浸出率达到 92 .8% ,Ba2 + 的浸出浓度为 42 680 mg/L。动态淋溶释放规律 :淋溶初期当液固比 x<5时呈二次多项式 ,x >5后符合指数衰减模型 C=C0 ·Ψ· e- bx ,p H为 2 .6、5 .6时的模拟雨水下最大 Ba2 +淋溶浓度分别出现在 x为4.0、3 .76处。     

机械活化对废荧光粉中钇浸出动力学的影响

针对废荧光粉进行机械活化预处理以提高其反应活性,实现其中金属钇(Y)在盐酸溶液中的高效浸出。通过浸出实验,考察了浸出温度以及盐酸初始浓度对废荧光粉中钇浸出效果的影响。废荧光粉经机械活化预处理后,在较低的温度和盐酸初始浓度条件下,钇浸出速率均显著提高。在球磨转速550 r·min~(-1)、球料比41:1、球磨时间60 min条件下,经机械活化预处理后,废荧光粉的表观活化能和反应级数由原始样品的41.9 kJ·mol~(-1)和0.69降至10.9 kJ·mol~(-1)和0.23。     

废汞触媒中汞的浸出及其再生活性炭的吸附性能

对电石法生产聚氯乙烯产生的废汞触媒进行浸出及再生活性炭的研究,以6 mol·L-1 HCl 溶液作为浸出剂,在浸出反应温度为65 ℃、浸出反应时间为90 min和液固比为15∶1的实验条件下得到Hg2+的优化浸出率为61.25%。采用扫描电镜(SEM)、Brunauer-Emmet-Tller(BET) 比表面积等方法分析再生活性炭特征。结果表明焙烧废汞触媒浸出渣热再生活性炭是可行的,焙烧最佳工艺条件为：焙烧温度850 ℃,焙烧时间90 min。得到的焙烧产物亚甲基蓝吸附值为120.5 mg·g-1,BET表面积为704.25 m2·g-1,平均孔径为3.28 nm。再生前后的汞含量与从1.067%降至0.351%,再生后能再次作为汞触媒生产的催化剂载体材料,同时减缓固废堆积过程中汞流失造成的一系列环境问题。     

响应面曲线法优化含盐污水协同电石渣矿化封存CO2

针对电石渣湿法矿化消耗水资源较多的问题,采用实际化工含盐污水作为反应介质,开展电石渣湿法矿化封存CO₂实验。探究温度、压力、液固比等单因素对电石渣矿化固碳封存率的影响,并采取Box-Behnken响应面曲线法对工艺条件进行优化。结果表明,污水和去离子水为介质的电石渣矿化封存CO₂封存率分别为59.59%和59.89%。温度和液固比对CO₂封存率的影响较大,压力影响较小,且在温度65 ℃、压力1.0 MPa和液固比5 mL·g⁻¹的优化实验条件下的CO₂封存率分别达到47.56%、52.79%和63.47%。响应面曲线法实验结果表明,温度和液固比之间的交互作用最为显著,温度和压力、液固比和压力的交互作用不显著。同时确定,在反应温度85 ℃、初始反应压力0.5 MPa、液固比7.5 mL·g⁻¹的最优工艺条件下,含盐污水协同电石渣矿化的CO₂封存率为66.1%。本研究结果可为研发“气 (CO₂) - 液 (含盐污水) - 固 (电石渣) ”协同的二次资源循环利用技术提供参考。     

基于超声波机械搅拌耦合作用下赤泥对二氧化碳的固化封存

以拜耳法赤泥为二氧化碳(CO_2)固化剂,提出了基于超声波机械搅拌耦合作用下赤泥吸收二氧化碳的新思路,以期实现"以废治废"、行业气固两类废弃物得到高效综合利用的目标。以拜耳赤泥吸收低浓度二氧化硫的前期研究为基础,自行设计了超声波与机械搅拌耦合作用的鼓泡反应器,利用其"空化作用"与机械搅拌的耦合作用促进赤泥对低浓度二氧化碳的高效吸收。考察了在焙烧条件、温度、搅拌桨转速、液固比、气体流量、超声波功率对赤泥吸收二氧化碳的影响规律,得到最优条件,焙烧后可以大大提高赤泥对CO_2的固定能力,单独机械搅拌作用下,赤泥吸收CO_2适宜的条件为:反应温度25℃、气体流量0.025 m3·h~(-1)、液固比为6:1和搅拌转速150 r·min~(-1),此时最大固碳量为71.72 g·kg~(-1),加入超声波后固碳效果进一步提高,最佳超声波功率为600 W。