CRT锥玻璃碳热还原强化玻璃分相脱铅

通过碳热还原强化玻璃分相的方法实现CRT含铅锥玻璃高效脱铅的同时制备出高硅氧玻璃粉末。将锥玻璃与一定量B_2O_3混合后在还原气氛下进行热处理。在热处理过程中,锥玻璃中的部分氧化铅被还原成单质铅并从玻璃相中析出,剩下未被还原的氧化铅则主要富集在呈网状连通结构的富B_2O_3相中。析出的单质铅与富B_2O_3相通过5 mol·L~(-1)的硝酸高效去除。当锥玻璃与20%的B_2O_3混合均匀,在1 000℃还原气氛下保温30 min,铅的酸浸脱除效率可达99.80%,并得到SiO_2含量大于95%的高硅氧玻璃粉末。高硅氧玻璃粉末可作为催化剂载体、吸附剂或者重新熔炼制备成与石英玻璃类似的耐高温、透光性强的高硅氧玻璃,故为含铅玻璃的无害化与资源化利用提供了一条新的途径。     

利用CRT屏玻璃制备板状泡沫玻璃

以废旧阴极射线管(CRT屏)为主要原料,混合碳粉作为发泡剂,硼砂为助熔剂、稳泡剂,利用烧结法制备出的板状泡沫玻璃是一种高性能无机建筑保温材料。利用TG-DSC-MS研究分析了CRT屏玻璃的热性能与发泡剂协同作用的关系。配合料被预先压制成板块状,然后在发泡温度下进行烧成。研究了发泡剂碳粉的含量、发泡温度和发泡时间与其结构、性能的关系。研究分析表明,以废CRT屏玻璃为主要原料、碳粉为发泡剂,将混合料压制成块,烧制出板状泡沫玻璃。其较佳的发泡温度为850℃、碳粉的最佳用量范围为0.3%～0.5%,较好的发泡时间为30 min。烧制的板状泡沫玻璃的密度为0.292 g/cm3。在相同的制备条件下,随着发泡温度的升高,气泡孔径也呈现增大趋势,孔壁也逐渐变薄。随着发泡时间逐渐增加,气孔的直径迅速增大,并有形成连通孔。     

阴极射线管锥玻璃碳热还原强化酸浸脱铅

通过碳热还原强化酸浸的方法高效去除CRT锥玻璃中的重金属铅,同时将脱铅残渣转变为玻璃微珠产品。实验考察了还原温度、碳粉加入量和保温时间对锥玻璃中铅浸出效果的影响。研究结果表明,经碳热还原预处理后锥玻璃中的氧化铅转变为单质铅并主要富集在玻璃微珠表面,通过酸浸处理可高效回收锥玻璃中的铅。当锥玻璃与10%碳粉混合均匀,在1 200℃条件下处理30 min,锥玻璃中铅的浸出效率可达94.80%,脱铅残渣为粒径范围1~15μm的玻璃微珠。     

低温碱溶脱除液晶显示器(LCD)玻璃基板粉末中的硅和铝

为了提高氯化法回收LCD中铟的效果,降低Si O_2和Al_2O_3对氯化过程的干扰,采用Na OH对液晶显示器玻璃基板粉末中的硅和铝进行了预先溶出规律研究。首先分析了LCD粉末中Si O_2和Al_2O_3的含量、形貌以及铟的浸出变化,然后计算了Si O_2和Al_2O_3的脱除效率。在条件实验基础上通过正交实验设计得出优化实验条件。研究表明,在液固比为90∶2、温度95℃、溶出时间2 h、碱度0.56 g/L的最佳工艺条件下,Si O_2的脱除率为80.88%、Al_2O_3的脱除率为83.30%、二者总的脱除率为81.30%,洗涤液中没有发现铟的溶出,碱溶后的物料表面产生大量均匀的孔状结构。这将对液晶显示器玻璃基板粉末的资源化与铟的富集有重要意义。     

利用废CRT屏玻璃为原料制备泡沫玻璃

以废阴极射线管(CRT)屏玻璃为主要原料,碳黑为起泡剂,采用粉末烧结法制备了低密度保温泡沫玻璃。通过扫描电镜(SEM)、导热系数测定仪等分析手段,研究了起泡剂的用量、发泡温度和发泡时间对泡沫玻璃泡径、密度、热学性能以及机械力学性能的影响。结果表明,在相同烧制工艺条件下,随起泡剂掺加量增加,烧制所得的泡沫玻璃密度成"V"型变化;当其掺加量为0.20%时,泡沫玻璃在密度、孔径分布以及力学性能上均达到最佳。随着发泡温度的提高和发泡时间的延长,密度会逐渐减小,泡沫玻璃的气泡会逐渐增大,以致产生连通现象。当发泡温度为820℃、发泡时间为30min时烧制的泡沫玻璃密度为0.180 g/cm3,导热系数为0.0695 W/(m.K)。     

利用垃圾焚烧灰渣制备微晶玻璃

利用上海御桥垃圾焚烧厂的焚烧飞灰为主要原料,通过添加硅镁铝质组分或与焚烧炉渣复合,以TiO2为晶核剂,在实验室研制成功了以透辉石(CaMgSi2O6)为主晶相的微晶玻璃.该体系制备微晶玻璃的最佳工艺条件为熔融温度为1 500℃、30 mm,核化温度730℃、1.5 h,结晶温度880℃、10 h.研究结果表明透辉石为主晶相的微晶玻璃对Pb、Cr和Cd重金属具有很强的稳定束缚能力.     

非沥青基煤质氧化活性炭的脱硝特性

采用固定床反应器、XPS、FTIR和BET等技术研究了脱硝过程中脱硝时间和温度与烟气中NH_3和O_2浓度对非沥青基煤质氧化活性炭(NPAC-WO)脱除NO的影响及其作用机理。结果表明:在脱硝反应初期生成新活性位或活性官能团促使脱硝率由15.94%增大为39.89%;烟气中O_2浓度增加有利于NO_x脱除;在30℃,NPAC-WO无氨条件下可直接吸附NO_x,V(NH3)/V(NO)大于0.8时,NH_3存在也可促进NO_x脱除;低温和高温均利于NO_x的脱除,在30℃和250℃时,脱硝率分别高达73.05%和99.20%。     

基于响应曲面法优化H_2O_2/Fe~(3+)脱除烧结烟气中的Hg~0

烧结烟气中重金属汞的含量较高,湿法氧化脱除零价汞(Hg~0)是当前最受关注的技术之一,但该氧化脱除技术的操作条件仍需优化。为此,以响应曲面法对H_2O_2/Fe~(3+)氧化脱除Hg~0进行了研究和优化。首先参照单因素实验结果,利用Box-Behnken设计(BBD)的3因素3水平实验研究了溶液温度、H_2O_2浓度和Fe~(3+)浓度3个条件的交互作用并进行分析和优化,发现以H_2O_2/Fe~(3+)氧化脱除Hg~0的最佳条件为溶液温度41.78℃、H_2O_2浓度0.55mol·L~(-1)和Fe~(3+)浓度0.007mol·L~(-1),在此最佳条件下Hg~0的脱除效率可高达87.28%。最后,在该条件下进行了验证研究,实验结果表明最优条件下Hg~0的脱除效率为87.93%±0.87%,与模型预测值基本吻合,表明基于响应曲面分析法所得出的最佳工艺参数准确可靠,对利用H_2O_2/Fe~(3+)脱除钢铁行业烧结烟气中Hg~0的条件优化具有较好的指导作用。     

臭氧高级氧化法降解生化尾水中喹啉

采用O_3、O_3/UV、O_3/H_2O_23种工艺对喹啉的去除、矿化效果,生化性提高及降解规律等方面进行了对比分析,结果表明,单独H_2O_2、单独UV不能有效地降解喹啉;单独O_3、O_3/H_2O_2对喹啉有一定的去除效果,但两者差别不大;反应时间为6 min时,喹啉去除率分别为78.7%和79%,反应30 min时,喹啉的矿化率为33.4%和38.2%;O_3/UV工艺明显优于前2种,在6 min内,喹啉基本降解完全,30 min矿化率超过90%;3种工艺的降解过程都很好地满足伪一级动力学规律,O_3/UV的表观反应速率常数(0.7204 min~(-1))大于单独O_3(0.2832 min~(-1))和O_3/H_2O_2(0.29 min~(-1))工艺的表观反应速率常数;采用O_3/UV工艺处理实际工业园区生化尾水,6 min内喹啉降解完全,30 min时,COD去除率为88%,TOC的去除率达到89%,UV254的去除率为96%,出水指标达到《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》一级A标准。     

镁渣固化/稳定污酸渣中重金属Pb

研究利用镁渣固化/稳定污酸渣中重金属Pb。将质量为0%、10%、20%、60%和80%镁渣与污酸渣混合,并添加不同浓度的含铅化合物,采用HJ/T299-2007硫酸硝酸法做毒性浸出实验,用ICP-AES检测原渣及浸取液中Pb含量,用SEM及EDX观察样品的微观形貌,用XRD研究样品的物相变化。研究表明:镁渣对污酸渣中Pb有良好的固化/稳定效果,且随着镁渣掺杂量的增加固化/稳定化效果越好;掺杂60%镁渣的污酸渣中Pb主要以PbSO_4、PbO和CdO·PbO_2形式存在;掺杂60%镁渣的污酸渣经过1150℃,6h高温处理,产生了CaO·Al_2O_3·SiO_2的胶凝体系及C_3A相,优化了固化/稳定重金属Pb的效果。     

O_3/H_2O_2组合工艺深度处理垃圾渗滤液的试验研究

采用O_3/H_2O_2组合工艺对垃圾渗滤液二级出水进行深度处理,比较了单独O3工艺、单独H2O2工艺和O_3/H_2O_2组合工艺的处理效果,研究了反应时间、pH和H2O2投加量对O_3/H_2O_2组合工艺处理效果的影响。结果表明,采用O_3/H_2O_2组合工艺时,在反应时间为30min、pH为8.0、H2O2投加量为1.0g/L的条件下,处理效果最佳,COD、UV254和色度去除率分别达到69.9%、74.5%、91.0%。经O_3/H_2O_2组合工艺处理后,垃圾渗滤液的可生化性也大幅度提高。     

SiO_2掺杂对V_2O_5-WO_3/TiO_2脱硝催化性能的影响

采用溶胶凝胶法制备TiO_2-SiO_2载体,浸渍法制备出V_2O_5-WO_3/TiO_2-SiO_2催化剂,利用BET、FESEM、XRD、TGA和激光拉曼对催化剂进行表征,研究催化剂的理化性质。以NH_3为还原剂,考察反应温度、SiO_2掺杂量、焙烧温度、空速和使用时间对SCR催化还原NO的性能影响。结果表明,V_2O_5-WO_3/TiO_2-SiO_2催化剂最佳反应温度在250~350℃。SiO_2掺杂能提高活性组分V_2O_5和WO_3在载体表面的分散性,制备出的催化剂具有更大的比表面积和更宽的温度区间,提高脱硝活性及稳定性。SiO_2掺杂量对催化剂性能影响较大,制备的催化剂中,TiO_2/SiO_2=2显示了最大催化活性,脱硝率均在60%以上,TiO_2/SiO_2=0.5制备的催化剂稳定性最差。焙烧温度对催化剂性能也有影响,焙烧温度在500和600℃时,最低脱硝率为58%和23%,最佳焙烧温度为400℃,脱硝率均在80%以上,具有优越的脱硝性能。实验结果还表明,空速对V_2O_5-WO_3/TiO_2-SiO_2催化剂的影响不大,在20 000 h~(-1)空速下催化剂的使用时间对脱硝率的影响也不大,48 h内能保持在99%左右,非常稳定。     

真空碳热还原法无害化处理废弃阴极射线管锥玻璃的研究

危险电子废物阴极射线管(cathode ray tube,CRT)是当前我国电子垃圾处理处置中首要必须解决的难题,其关键在于含铅锥玻璃的处珲处置.本研究探讨了真空碳热还原法从CRT锥玻璃中分离并回收有害重会属铅的同时同收钾和钠的规律.结果表明,铅、钾和钠的回收率随温度的升高、压力的降低、碳加入量的增加及保持时间的延长而增大;当温度为1 000℃、系统压力为10 Pa时,加入10%的碳粉并保持4 h,铅回收率接近100%,钠和钾的回收率分别为65.04%和50.55%.该方法为废弃阴极射线管玻璃的无害化和资源化提供了理论依据和实验数据.     

垃圾焚烧飞灰掺杂废玻璃烧结制备多孔陶瓷

以垃圾焚烧飞灰和废玻璃作为原料,添加Ca CO_3作为发泡剂,H_3BO_3作为助熔剂,制备多孔陶瓷体。XRD分析结果表明:玻璃熔融固化飞灰时主要生成了Ca Si O3玻璃晶相;随着烧结温度的升高,多孔陶瓷的孔径逐渐减小;助熔剂的添加和发泡剂的添加,增大了多孔陶瓷的孔径;重金属浸出实验表明烧结温度超过900℃时,重金属浸出浓度符合国家标准,其中重金属Pb、Ni和Cd的浸出浓度均小于0.5 mg·L~(-1),且当烧结温度提高到1 000℃时,重金属Cr和Cu的浸出浓度降低到4.3 mg·L~(-1)和0.05 mg·L~(-1)。     

改性凹凸棒粘土脱硫剂脱除SO2

采用单因素法,在传统搅拌混合下,研究了煅烧温度、煅烧时间、酸碱浸渍等对改性凹凸棒粘土脱硫剂穿透硫容与最大硫容的影响.然后在超声波混合作用下,采用正交实验确定了超声时间、超声温度以及活性组分(CaO)、促进剂(V2O5)的复配比例.结果表明:(1)甘肃临泽凹凸棒粘土富Al、Mg、Fe,且其比表面积较大.(2)改性凹凸棒粘土脱硫剂最佳制备条件:煅烧温度300℃;煅烧时间2.0 h;酸碱浸渍最佳pH9～10;混合采用超声波,超声时间30 min;超声温度40℃;CaO质量分数30%;V2O5质量分数5%.采用在最佳条件下制备的改性凹凸棒粘土脱硫剂进行脱除SO2实验,其最大硫容为38.16%.(3)改性凹凸棒粘土脱除SO2的性能比工业Fe2O3脱硫剂强.(4)X射线衍射分析表明,改性凹凸棒粘土脱硫剂脱除SO2后,将SO2转变为SO2-4,从而达到完全脱除SO2的目的,这与红外光谱分析的结果一致.     

SiO_2/g-C_3N_4复合光催化剂的制备及性能

以三聚氰胺为前驱体,采用热解法合成石墨相g-C_3N_4。将SiO_2与g-C_3N_4以不同质量比复合,采用煅烧法制备SiO_2/g-C_3N_4复合光催化剂。采用紫外—可见漫反射光谱(UVVis DRS)、光致发光光谱(PL)等对其进行表征。通过甲基橙的可见光催化降解,评价SiO_2/g-C_3N_4的可见光催化活性。当SiO_2在SiO_2/g-C_3N_4质量分数为13.0%时,SiO_2/gC_3N_4光催化活性最高,在该条件下,可见光照射2h,甲基橙的光催化脱色率达到45.8%。     

Fenton氧化剩余污泥过程重金属迁移及其形态变化

采用Fenton氧化处理含重金属剩余污泥,通过BCR法测定并分析了污泥处理过程各重金属形态的变化,重点考察了pH、H_2O_2投加量、H_2O_2/Fe~(2+)比、温度(T)和反应时间(t)5个因素对重金属迁移及形态变化的影响。结果表明,利用Fenton氧化处理剩余污泥,污泥重金属形态变化显著,且受到初始pH、H_2O_2投加量、H_2O_2/Fe~(2+)比和温度的影响,但反应时间的影响较小。正交实验结果显示,Fenton氧化处理污泥的最佳条件为:初始pH1、H_2O_2投加量12 g·L~(-1)、H_2O_2/Fe~(2+)比10和温度50℃,此时污泥Cu、Mn和Zn 3种重金属的弱酸溶解态含量达到最高值,分别为72.66%、90.12%和87.51%。在最佳条件时,污泥上清液中Cu、Mn和Zn含量可分别从0.08、0.263和0.01 mg·L~(-1)增加到15.08、17.49、32.74 mg·L~(-1)。研究表明,Fenton氧化污泥过程提高了污泥中弱酸溶解态重金属含量,利于重金属从固相向液相转移,从而有效降低污泥饼中重金属含量,有利于污泥脱水后的进一步处理及其资源化。     

半干法烧结烟气脱硫灰的氧化改性

半干法烧结烟气脱硫灰中含有大量CaSO_3,而CaSO_3对于脱硫灰的稳定性具有重要影响,限制了脱硫灰的处理和综合利用。为了解决该问题,采用低温静态氧化改性实验和高温动态焙烧改性实验,在掺加和不掺加催化剂条件下,对含CaSO_3的脱硫灰进行了氧化改性研究,并结合热重实验考察了半干法烧结烟气脱硫灰中CaSO_3的高温动态氧化改性效果。结果表明,在低温为45、75和90℃时,掺入不同催化剂对半干法烧结烟气脱硫灰中CaSO_3进行氧化改性2 h,效果依次为:MnO_2Fe_2O_3不掺催化剂V_2O_5,且CaSO_3的氧化率均低于2.2%;在不掺催化剂的条件下,在350℃以上焙烧30~60 min,CaSO_3的氧化率均可达到85%以上。结合热重分析结果发现,选择合适的焙烧温度和时间对提高CaSO_3的氧化率有重要作用。     

O_3/H_2O_2体系氧化抗生素废水的实验研究

研究了O_3/H_2O_2体系催化氧化处理抗生素废水的效果。对比了O_3/H_2O_2与O_3氧化体系对抗生素废水的处理效果,并考察和优化了反应时间、初始pH、H_2O_2投加量及O_3气体流量等因素的影响。结果表明:O_3/H_2O_2体系氧化抗生素废水的最佳运行参数为反应时间40 min、初始pH9.0、H_2O_2投加量60mg/L、O_3流量450mL/min。在最佳实验条件下,COD由102.0mg/L降低至32.5mg/L,去除率为68.1%,废水色度及浊度的去除率分别为98.8%、42.3%,综合处理效果优于O_3氧化技术。     

半胱氨酸改性Fe3O4纳米材料对Pb (Ⅱ) 的吸附研究

为了解决水体中Pb(Ⅱ)污染问题,利用SiO_2和半胱氨酸(Cys)对Fe_3O_4纳米粒子进行表面修饰,并用于水中Pb(Ⅱ)的去除研究。实验结果表明,Fe_3O_4@SiO_2@Cys的吸附效果明显优于另外两种未修饰Cys的磁性纳米材料(Fe_3O_4和Fe_3O_4@SiO_2)。当Fe_3O_4@SiO_2@Cys投加量为1.0g/L,pH=6.0,Pb(Ⅱ)初始质量浓度为100mg/L,吸附时间为30min时,水中Pb(Ⅱ)去除率可达到95%以上。在Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)共存条件下,Fe_3O_4@SiO_2@Cys对Pb(Ⅱ)的吸附效果明显优于其他3种金属离子。经5次循环使用后,Fe_3O_4@SiO_2@Cys对Pb(Ⅱ)的去除率仍保持在80%左右。