污泥渗水砖的制备研究

结合压制成型和传统的烧结砖工艺,实验以城市生活污泥、黄河淤泥、煤矸石及砂为原料,制备渗水铺地砖。通过正交试验得到最优工艺参数为w_{(黄河淤泥)}∶ww_(煤矸石)∶w_(污泥)∶w_(砂)＝33％∶22％∶15％∶30％、成型压力为20 MPa、烧结温度为1 100℃、保温时间为1.5 h,骨料砂的粒径为1～2 mm。制备的成品抗压强度为21.8 MPa,渗水系数为1.03×10^－2 cm/s。并对成型压力及烧结温度对渗水砖抗压强度及渗水系数的影响进行了讨论。     

用于水处理的高效除磷型粉煤灰陶粒滤料的研制

为制备用于处理含磷废水的新型功能陶粒滤料,研究了以粉煤灰为主要原料的高效除磷型陶粒烧结制备工艺。通过L9（34）正交实验和极差分析,结合筒压强度实验得到最佳烧结条件为：预热时间30 min,烧结温度950℃,烧结时间30 min;各因子对除磷效率的影响程度为：烧结温度〉烧结时间〉预热时间。通过理化性质测试得出最佳工艺制备的陶粒特性：堆积密度为877 kg/m3,表观密度为1 509 kg/m3,空隙率为41.9%,筒压强度6.94 MPa,盐酸可溶率为2.3%。应用最佳工艺条件所制备的陶粒处理10 mg/L含磷废水获得高达99.83%的磷酸盐去除率。通过最佳烧结工艺能够制备高效除磷型粉煤灰陶粒滤料,在处理含磷废水方面具有一定的应用前景。     

河道底泥陶粒烧制的工艺条件及性能研究

探讨以河道底泥、污水污泥、黏土为原料制作陶粒的最佳烧制工艺条件,利用单因素实验对陶粒性能进行比较分析,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对微观结构进行表征分析。结果表明:以河道底泥烧制陶粒是可行的,预热温度和时间的控制将影响陶粒的轻质化,烧结温度应接近陶粒低共熔点,通过改变烧结时间可获得不同类型陶粒。烧制高强陶粒时,在陶粒体系低共熔点温度环境下延长烧结时间比单纯提高烧结温度更恰当。以预热温度400℃、预热时间20min、烧结温度1 175℃、烧结时间25min为烧制条件制作的河道底泥陶粒具有良好的性能,堆积密度为620kg/m~3,表观密度为1 125kg/m~3,筒压强度约为0.7MPa,吸水率达36.27%。     

煤粉发泡剂对赤泥陶粒烧胀特性的影响

分析赤泥、膨润土和煤粉的理化性质,并在此基础上烧制赤泥陶粒。考察不同发泡剂煤粉掺量下所烧制陶粒的烧胀性能。采用热性质分析、矿物分析和红外光谱等手段分析陶粒样品,研究煤粉的掺量和烧结温度对陶粒烧胀过程的影响以及赤泥陶粒的烧胀机理。结果表明:烧结温度为1 000℃时,随着煤粉掺量的增加,赤泥陶粒的显气孔率和吸水率升高,而体积密度和抗压强度降低;煤粉掺量为30%时,赤泥陶粒显气孔率45.13%,体积密度0.131 g·cm~(-3),吸水率39.0%,抗压强度14.7 MPa;掺入煤粉后赤泥陶粒生料有机组分烧失量增加,熔融温度降低,烧胀过程中还原性气氛增强;烧结温度升高能够促进易熔融矿物铁橄榄石的生成,提高陶粒的烧胀性能。     

煤矸石中氧化铝溶出的实验研究

煤矸石是主要的煤系固废,其中氧化铝的含量占到25%左右,又是一种可以利用的资源.本实验以山西潞安煤矿的煤矸石为原料,采用正交试验的方法,研究了盐酸作为酸浸介质浸取煤矸石中氧化铝.主要影响因素为煅烧温度、酸量、固液比及酸浸时间,最佳工艺条件为:煅烧温度为650℃,酸量为225mL(按照煤矸石中氧化铝和盐酸反应的摩尔比为1:6计)、固液比为1:3、酸浸时间为3 h,单因素重复试验结果和正交实验的结果相符,在最佳条件下,氧化铝的溶出实验验证结果表明,三氧化二铝溶出率为71.49%.本研究对实现煤矸石的资源化综合利用具有重要的意义.     

利用拜耳法赤泥和氟化钙污泥制备烧结砖块

拜耳法赤泥是用氢氧化钠溶解铝土矿生产氧化铝过程中产生的固体废弃物。针对拜耳法赤泥的强碱性、重金属含量高等特点,提出了一种利用酸性氟化钙污泥进行共同烧制砖块的方法。以砖块的氟离子浸出量、铬离子浸出量、抗压强度、砖块密度及烧失量5个变量为评价指标,利用主成分分析法对五个指标进行综合评分,并研究了以氟化钙污泥与赤泥比,黏土添加量、铝灰添加量、黏结剂添加量、烧结温度为自变量对综合评分的影响。利用响应面法(RSM)对实验数据进行分析,得出最佳实验条件依次为氟化钙污泥与赤泥比=61.1%,黏土添加量=21.4%,铝灰添加量=15%,黏结剂添加量=2.5%,烧结温度=1 000℃。此条件下所得砖块对应的氟离子浸出量为0.33 mg·L~(-1),铬离子浸出0.034 mg·L~(-1),抗压强度5.73 MPa,烧失量9%,砖块密度1.07 g·cm~(-3)。可用做非承重砖。     

用煤矸石合成4A沸石分子筛处理氨氮废水

以煤矸石为原料,采用碱熔-水热法合成4A沸石分子筛。由于煤矸石中铝、硅主要以高岭土形式存在,其活化过程是合成4A沸石分子筛关键环节。为提高4A沸石分子筛钙离子的交换能力,增加对模拟废水氨氮的去除率,实验考察了碳酸钠与煤矸石质量比、活化温度、活化时间、晶化温度和晶化时间对4A沸石分子筛钙离子交换能力的影响,同时也考察了模拟废水的pH、4A沸石分子筛加入量及吸附时间对氨氮去除率的影响。结果表明,最佳工艺条件为,碳酸钠与煤矸石质量比为0.9、活化温度为800℃、活化时间1.5 h、晶化温度90℃和晶化时间3 h。合成4A沸石分子筛的钙离子交换能力为310 mg/g,在pH为6的100 mL模拟氨氮废水中加入6 g 4A沸石分子筛吸附40 min后,废水中氨氮的去除率达到86%。通过最佳工艺条件合成4A沸石分子筛,在处理氨氮废水方面具有一定的应用前景。     

赤泥除氟剂的物相组成及其除氟性能

赤泥是一种多孔物质,其比表面积大,具有较好的吸附性能。以赤泥为原料,加入一定量的Na_2SiO_3、Ca O及碳粉等添加剂,制备成约3 mm的球形颗粒。采用差热分析与X-射线粉末衍射技术相结合对赤泥原料及赤泥除氟剂高温焙烧过程的物相变化进行研究,同时研究了吸附时间、焙烧温度、焙烧时间对赤泥除氟剂除氟性能的影响。结果表明:在高温焙烧过程中,赤泥除氟剂原料的物相变化主要发生在800℃以下的温度。赤泥除氟剂的最佳焙烧温度为700℃,最佳焙烧时间为2 h,溶液中氟离子的浓度可从19下降到0.13 mg·L~(-1),吸附容量0.94 mg·g-1,除氟率达99%。     

用煤矸石合成4A沸石分子筛处理氨氮废水

以煤矸石为原料,采用碱熔一水热法合成4A沸石分子筛。由于煤矸石中铝、硅主要以高岭土形式存在,其活化过程是合成4A沸石分子筛关键环节。为提高4A沸石分子筛钙离子的交换能力,增加对模拟废水氨氮的去除率,实验考察了碳酸钠与煤矸石质量比、活化温度、活化时间、晶化温度和晶化时间对4A沸石分子筛钙离子交换能力的影响,同时也考察了模拟废水的pH、4A沸石分子筛加入量及吸附时间对氨氮去除率的影响。结果表明,最佳工艺条件为,碳酸钠与煤矸石质量比为0．9、活化温度为800％、活化时间1．5h、晶化温度90％和晶化时间3h。合成4A沸石分子筛的钙离子交换能力为310mg／g,在pH为6的100mL模拟氨氮废水中加入6g4A沸石分子筛吸附40min后,废水中氨氮的去除率达到86％。通过最佳工艺条件合成4A沸石分子筛,在处理氨氮废水方面具有一定的应用前景。     

含砷冶炼废渣高温烧结过程砷的迁移特性

研究了烧结温度和烧结时间对含砷冶炼废渣烧结过程中砷的迁移特性的影响。烧结条件为在10 MPa下加压成型,进空气流量为2 000 mL/min,烧结温度1 000～1 350℃,烧结时间5～120 min。结果表明,烧结过程中存在砷的挥发,但烧结前后砷的总量变化不大,砷的固化率均保持在90%以上。毒性浸出实验表明,不同的烧结条件对烧结体中砷的毒性浸出有重要的影响,从烧结体的环境安全性考虑,最佳的烧结温度和时间分别为1 200℃和45 min。     

铝业碱性赤泥的悬浮碳化法脱碱工艺研究

研究探讨了碱性废弃物赤泥的常压悬浮碳化法脱碱绿色环保新工艺。详细研究考察了反应温度、反应时间、液固比以及CO₂通气量4个因素对赤泥脱碱效能的影响,确定了最佳工艺参数和技术条件。研究表明,在温控60℃,反应时间1.5 h,液固比为10,CO₂通气量为0.8 L/min的反应条件下,赤泥脱碱率（以Na₂O计）达到85%以上,同时得到含3%～5%碳酸盐的碱性溶液。与传统生石灰脱碱工艺相比,悬浮碳化法具有操作简便、脱碱率高、所得碱纯度高,无废弃物排放等优点,并可实现双废物(CO₂废气和赤泥废弃物)的可持续综合利用。     

以城市污泥为掺料制备烧结砖

以城市污泥为部分原料制备烧结砖,对不同烧成温度下不同污泥掺量的烧结砖的物理、力学性能进行了详细分析。结果表明,污泥可用于制备烧结砖,当污泥掺量≤12%,烧成温度为1 100℃时,烧结砖物理力学性能均符合烧结砖标准要求。此外,实验以污泥掺量为12%的烧结砖,烧成温度为1 100℃为例,进行了重金属毒性浸出实验,以考察烧制污泥砖对重金属的固化作用,进而评定污泥制砖的安全性。结果表明,经过高温焙烧,大多数重金属浸出毒性都显著降低,且符合规范要求,不会对环境造成危害。其中,重金属固化效果最好的为Zn,最差的为Cr。     

聚合氯化铝絮凝剂深度除磷实验研究

通过混凝实验考察了聚合氯化铝絮凝剂(PAC)除磷作用,研究探讨了聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC),赤泥与聚合氯化铝的协同除磷性能.研究表明,PAC具有良好的除磷效果,对模拟废水磷的去除率达94.6%,对实际污水总磷去除率达96.6%,浊度去除率达93.8%.赤泥能显著提高PAC的除磷效果,但PDADMAC没有明显作用.     

复合赤泥在高浓度含磷废水处理中的应用

赤泥与石灰粉（CaO和Ca（OH）₂）按不同比例混合制成复合赤泥,通过投加实验考察了复合赤泥的除磷效果。结果证明,对于磷酸盐浓度为45 000 mg/L左右（以P计）的酸性工业废水,复合赤泥（赤泥与Ca（OH）₂按质量比1：1混合）投加量为240 g/L,去除率为99.97%;对于10 mg/L左右的含磷废水,赤泥的最佳投加浓度为15 g/L,上清液磷浓度可降至0.30 mg/L,出水低于0.5 mg/L的排放标准。根据以上研究结果,提出了对高浓度酸性磷酸盐废水的处理宜采用复合赤泥再加原状赤泥的二级处理方法。     

A pilot study for determining the optimal operation condition for simultaneously controlling the emissions of PCDD/Fs and PAHs from the iron ore sintering process

In this study, the cost-benefit analysis technique was developed and incorporated into the Taguchi experimental design to determine the optimal operation combination for the purpose of providing a technique solution for controlling both emissions of PCDD/Fs and PAHs, and increasing both the sinter productivity (SP) and sinter strength (SS) simultaneously. Four operating parameters, including the water content, suction pressure, bed height, and type of hearth layer, were selected and all experimental campaigns were conducted on a pilot-scale sinter pot to simulate various sintering operating conditions of a real-scale sinter plant. The resultant optimal combination could reduce the total carcinogenic emissions arising from both emissions of PCDD/Fs and PAHs by 49.8%, and increase the sinter benefit associated with the increase in both SP and SS by 10.1%, as in comparison with the operation condition currently used in the real plant. The ANOVA results indicate that the suction pressure was the most dominant parameter in determining the optimal operation combination. The above result was theoretically plausible since the higher suction pressure provided more oxygen contents leading to the decrease in both PCDD/F and PAH emissions. But it should be noted that the results obtained from the present study were based on pilot scale experiments, conducting confirmation tests in a real scale plant are still necessary in the future.     

Influence of arbuscular mycorrhizal fungi on the growth and nutrient status of bermudagrass grown in alkaline bauxite processing residue

A nursery experiment was conducted to evaluate the potential role of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi in encouraging the vegetation cover on bauxite residue (red mud) sites. An alkali tolerant bermudagrass (Cynodon dactylon) adapted to local conditions were grown in red mud with different amendments with and without AM fungi to assess mycorrhizal effects on plant growth, mineral nutrition, metal uptake and neutralization of bauxite residue. Inoculation of AM fungi significantly increased the plant growth, nutrient uptake and reduced Fe, Al accumulation in plant tissue and also improved the soil physico-chemical and biochemical properties. Gypsum and sludge amended treatments inoculated with AM fungi had maximum biomass, nutrient uptake and reduced accumulation of metals. The neutralization of red mud was significant in presence of AM fungi than control. The experiment provided evidence for the potential use of bermudagrass in combination with AM fungi for ecological restoration of bauxite residue sites.     

烧结法赤泥基本特性的研究

主要运用多种分析检测方法和手段,对山东铝业公司的烧结法赤泥的基本特性进行了深入系统的研究,以期揭示赤泥特性与用途之间的相关关系,为烧结法赤泥综合利用提供必要的基础数据和科学依据。     

以废渣磷石膏为原料水热法制备硫酸钙晶须

以磷石膏为原料,采用水热法制备硫酸钙晶须。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及红外光谱仪(FT-IR)等仪器对产物进行表征,研究了反应温度和时间、料浆初始固液比及不同添加剂等因素对产物形貌及可溶磷含量等的影响。结果表明,最佳反应条件为:反应温度140℃,反应时间2 h,料浆固液比为1∶10,最佳添加剂及剂量为丙三醇(V醇/V总液为50%)。所得产物为六方晶系的CaSO4.0.5H2O,直径1～3μm,晶须长径比为45左右,合成率约95%,产物可溶磷含量由原样的0.41%降至0.21%。     

赤泥复合剂絮凝处理太湖水华藻与海洋赤潮藻

研究了一种新型赤泥复合剂对太湖夏季水华原水、实验室培养海洋赤潮藻及模拟海水的絮凝除藻降浊性能。结果表明,赤泥复合剂具有良好的除藻降浊效果,对太湖水华藻去除率为97.3%,原水浊度去除率为95%;对海洋小球藻和三角褐指藻2种赤潮藻去除率分别高达99.1%和98.9%;对2种模拟海水的最高除浊率分别为96.3%和95.3%,其剩余浊度均低于4 NTU,从而为治理淡水水华与海洋赤潮提供一种新技术,同时为赤泥综合利用提供一种新途径。