金属尾矿制备生物陶粒的研究

阐述了利用江西某金属矿的尾矿、炉渣、粉煤灰制备一种多孔滤料陶粒的方法。实验结果表明：粒径5—30mm、粒子密度1．5-2．5g．／cm^3堆积密度0．65-1．3g／cm^3、比表面积7．2-13．5m^2／g、酸可溶率〈0．7％、筒压强度6．5-9．1MPa、吸水率0．1％～5％的陶粒质轻多孔,比表面积大,附着的微生物量大,孔隙率高,微生物挂膜快,老化生物膜易脱落。     

城市污泥/磷尾矿陶粒的烧结条件及性能研究

以城市污泥和磷尾矿为原料,选取4个质量混合比(2:1、1:1、1:2、1:3),在不同烧结条件下(5个温度、5个时间)制备陶粒,对陶粒的堆积密度、吸水率、盐酸可溶率进行测定并对原料和部分陶粒进行XRD物相分析.研究结果显示:随着污泥添加比增大,陶粒堆积密度降低,盐酸可溶率(2:1除外)和吸水率升高.污泥:磷尾矿质量比为...     

铁尾矿地砖的制备及其机理分析

简要介绍了唐山地区铁矿尾矿制备铁尾矿砖的试验研究，并设计制备铁尾矿砖生产工艺流程和最佳配比。研究结果表明，以铁尾矿为主要材料，通过掺加适量的水泥、粉煤灰、粗骨料和一定的外加剂，经常温常压养护28天后，抗压强度可达到28．30MPa，抗折强度为5．63MPa，同时长期性能研究也表明可以制备出合格的铁尾矿地砖。为铁尾矿大量资源化利用辊供了一条新的徐径．同时还对铁尾砖的微观机理作了初步研究。     

从铁尾矿中回收铁的磁化技术研究

以铁尾矿为原料,活性炭为还原剂,在氮气保护下研究通过磁化焙烧—磁选分离方法回收铁的可能性,并用磁选精矿产率、回收率以及精矿、尾渣品位等指标,探究焙烧温度、配炭比、焙烧时间等因素对分离结果的影响。研究结果表明:最佳实验条件为焙烧温度800℃、氮气流速0.5 L/min、配炭比0.8 g炭/100 g铁尾矿、焙烧时间10 min、磨矿时间2 min(289 Hz棒磨)、激磁电流2 A。在此条件下,铁精矿产率约为23%,回收率大于80%,精矿品位为58%,尾矿品位为4%。     

聚硅酸硫酸铝铁的合成及其性能研究

聚硅酸金属盐类无机高分子絮凝剂是当前用于给水和废水处理领域的新型高效水处理药剂。本文设计了一系列试验,用工业水玻璃和化学试剂合成了聚硅酸硫酸铝铁复合絮凝剂,并检验其除浊性能。结果证明,聚硅酸硫酸铝铁絮凝剂在较低pH值制备比较稳定,适用废水酸度范围广,絮体小,沉速快,除浊效率高,是一种具有广泛应用前景的无机高分子絮凝剂。     

尾矿微粉用作建筑材料的性能研究

主要对尾矿微粉作为水泥活性混合材及混凝土掺和料进行可行性试验。尾矿微粉经过特殊工艺处理深度加工而成。根据试验结果,与粉煤灰相比,普通尾矿粉、特制尾矿微粉作为水泥混合材及混凝土掺合料,其性能优于粉煤灰,尤其是特制尾矿微粉性能更优,为尾矿用作建筑材料提供可行性依据,真正实现了提高尾矿综合利用的目标。     

密云水库上游铁尾矿各粒级组分重金属研究

以北京市密云水库上游铁矿区为研究对象,研究了尾矿砂中重金属的含量及形态与粒级分布之间的关系。采集铁尾矿样品5件,使用尼龙筛将其划分为4个粒级组分(75、75~180、180~250、250μm),使用ICP-OES测定各粒级组分中重金属元素Mn、Cu、Pb、Zn、Ni和Cd元素的含量,并测定Fe元素含量。并用BCR连续提取法和ICP-OES测定各粒级组分中Mn、Cu、Pb、Zn、Ni和Cd元素不同化学形态的含量。重金属总量随粒度分布特征研究表明,同一样品不同粒级组分中重金属总量有很大差异。Mn和Cu元素主要集中在细粒径(75μm)和粗粒径(250μm)组分中,Pb、Zn和Ni元素在粗粒径组分中含量比较高。各个样品相同的粒级组分中,重金属元素含量从高到低依次为MnZnCuNiPbCd。重金属形态随粒度分布特征研究表明,Mn、Cu、Pb元素可交换态和Mn、Cu、Zn、Ni元素易还原态主要集中在细粒径和粗粒径组分中,环境危害性大。不同矿区尾矿样品相同粒级组分中,重金属形态分布有很大差别。重金属元素总量与p H值之间进行相关性分析表明,Mn、Cu元素两两之间表现出非常显著的相关性(r0.9,P0.01),说明这2种元素有相同或相似的来源。Pb、Zn、Cd元素与其它元素相关性很小,说明Pb、Zn、Cd元素与其它元素来源于不同的矿物成分。     

以铁尾矿为基础材料的植被混凝土基质研究

为解决目前矿山岩质边坡绿化成本高、用土量大等问题,试验结合植被混凝土技术,采用铁尾矿作为基础材料,425#水泥、秸秆纤维、蘑菇肥和保水剂为基质配比材料,研究基质的理化性质及对高羊茅、紫花苜蓿2种先锋植物的生长影响。结果表明,随着秸秆纤维和蘑菇肥的加入改良了基质的结构,水泥的加入导致基质的pH值升高,抑制植物的出苗率,随着时间的变化,基质pH值基本降到适宜植物生长的水平。基质的有机质和速效养分均高于对照,能够促进植物的生长。有机质与速效养分呈正相关,可以为植物持续性生长提供养分保障。铁尾矿替代土壤作为基础材料的植被混凝土是基本可行的,可以减少土壤的使用,降低绿化成本,并解决矿山铁尾矿综合利用问题。     

一种新型钢渣基免烧陶粒滤料的制备及其性能研究

采用免烧工艺以钢渣为主要原料制备陶粒滤料,并用其替代高炉底滤法水冲渣工艺过滤池中的鹅卵石,为钢渣资源化利用提供新思路。在确定基础配比（钢渣:水泥为2.0）后,选取石膏和水玻璃作为激发剂研究其对滤料性能的影响。最终选取石膏添加量为8%作为滤料的最优制备参数,此时滤料颗粒强度为4.14 MPa,1 h吸水率为9.05%,颗粒密度为1.49 kg/m³,25次抗冷热冲击后强度降幅仅为3%,过滤速度为5.92 mm/s。借助X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对滤料进行物相组成和微观形貌的表征,发现所使用的激发剂可促进钢渣中主要矿物C₃S和C₂S的水化反应,生成C—S—H类凝胶,这些水化产物相互交织黏结,使滤料内部孔隙率降低,滤料颗粒强度和25次抗冷热冲击性能不断提升。该系列滤料同时也可作为建筑陶粒应用于建材骨料等。

     

陶粒对铬的固化及其机制研究

为探索含铬废弃物在陶粒生产中资源化利用的可行性,在实验室制备掺CrO_3的陶粒样品,测定其强度、密度等物理性能和铬浸出浓度,研究Na_2CO_3、煅烧制度对铬浸出浓度的影响,并结合XRD和SEM分析探讨铬在陶粒中的固化机制。结果表明:CrO_3掺量增加(0%～3.0%),陶粒的强度、密度和吸水率变化不大,六价铬和总铬浸出浓度增加,但总体较低,均在0.1 mg/L以下;提高Na_2CO_3掺量、提高煅烧温度或冷却速度,六价铬和总铬浸出浓度明显下降。玻璃相对铬的固化起关键作用,玻璃相使陶粒结构致密,包裹铬离子,从而降低铬浸出浓度。陶粒对铬的固化效果良好,含铬废弃物在陶粒生产中的资源化利用具有潜在可行性。     

负载纳米零价铁的铁碳材料制备及其降解抗生素性能研究

近年来,基于纳米零价铁(nano zero-valent iron,nZVI)的非均相Fenton氧化技术成为了抗生素废水研究领域的热点,但是nZVI易迁移和易团聚的缺点限制了其进一步应用. 为了解决该问题,本文选择含氮有机物乙二胺四乙酸(EDTA)和三聚氰胺(MA)作为配体,含有机碳的醋酸亚铁作为铁源,采用机械球磨法-高温裂解相结合的方法制备了负载nZVI的铁碳材料,并以磺胺噻唑(sulfathiazole,STZ)为目标污染物,探讨了Fe@EDTA (醋酸亚铁@乙二胺四乙酸)和Fe@MA (醋酸亚铁@三聚氰胺)2种铁碳复合材料激发过氧化氢(H₂O₂)的非均相Fenton催化体系(Fe@C-H₂O₂体系)的影响因素及其作用机制. 结果表明:①Fe@EDTA材料中纳米铁粒子的直径约为4 nm,在碳层中均匀分布,这种结构使得其具有较强的催化能力,而Fe@MA材料中的nZVI则聚集成直径约为400 nm的大颗粒,被100 nm碳层包覆. ②Fe@EDTA材料的最佳铁碳比(醋酸亚铁与有机配体的质量比)为2∶1,Fe@MA材料的最佳铁碳比为3∶1,2种铁碳复合材料的最佳试验条件均为初始pH =3、H₂O₂投加量25 mmol/L、铁碳复合材料投加量0.2 g/L、STZ初始浓度20 mg/L. 在最优条件下,2种铁碳复合材料的Fe@C-H₂O₂体系均可在30 min内完全降解STZ. ③STZ的降解以及羟基自由基(?OH)的产生均符合伪一级动力学模型. ④连续运行300 min后,Fe@EDTA-H₂O₂体系对STZ的降解率仍高达82%,而Fe@MA-H₂O₂体系对STZ的降解率约为48%. ⑤基于?OH猝灭试验,推测铁碳复合材料与H₂O₂的非均相Fenton催化体系的机理是nZVI诱导的非均相Fenton氧化,其中?OH和超氧自由基(?O₂?)在氧化降解有机污染物过程中起到关键作用. 研究显示,nZVI颗粒粒径更小的Fe@EDTA材料具有更加优异的催化性能以及更好的重复利用性和稳定性,能够高效降解水中的STZ.      

铁改性赤泥吸附剂的制备及其除砷性能研究

以氧化铝生产废渣--赤泥为原料,采用铁盐改性处理制备了新型羟基铁包覆型赤泥除砷吸附剂.研究考察了吸附剂吸附砷效能、投加量、吸附时间和pH值对吸附除砷效果的影响;采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、比表面积(BET)等仪器对吸附剂进行了表征,并探讨了吸附机制.结果表明,铁盐改性赤泥吸附剂对As(V)具有显著吸附效能,在pH为7,初始砷浓度为1 mg·L-1,铁盐改性赤泥吸附剂饱和吸附容量为50.6mg·g-1时,除砷率高达99.9%,吸附后出水砷含量可达到0.01 mg·L-1以下,吸附规律符合Langmuir等温方程式;溶液pH值显著影响砷去除效果,吸附机制主要为羟基铁的表面吸附机制;吸附后的吸附剂可通过NaOH溶液再生,脱附率达到92.1%.     

包覆型纳米铁的制备及其降解三氯乙烯的性能研究

采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)为聚合单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,通过微乳液原位聚合法制备包覆型纳米铁,采用XRD、FI-IR、TEM对其性能进行表征.结果表明:包覆型纳米铁(En-n ZVI)是在纳米铁颗粒(n ZVI)外层形成了稳定的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包覆层,包覆后的纳米铁粒径均一、不团聚,并能于空气中放置3 d以上而不被氧化,克服了纳米铁在空气中不能稳定存在的缺点.降解实验结果表明:该纳米材料能有效降解环境污染物三氯乙烯TCE,24 h去除率超过了92%,脱氯率达到90.0%.     

铁尾矿基质改良对典型乔灌草生长影响的实验研究

为分析铁尾矿基质改良措施对植物生长状态的影响,开展了草本紫花苜蓿、灌木紫穗槐和乔木刺槐的盆栽试验。结果表明:施肥处理对于紫花苜蓿株高的影响效果显著且优于掺土处理。对于紫穗槐与刺槐的叶绿素含量与植物蛋白含量,当掺土比例达到50%以上时才会有明显的促进作用。单因素掺土20%与施肥2%的处理方式对刺槐的生物量有明显影响,但继续增加施肥量与掺土比例对生物量的影响并不显著;无论是单因素施肥处理还是复合施肥与掺黄土处理,当施用有机肥达到5%时,3种植物的生长均受到抑制。     

铋铁配比对铁酸铋合成及其光催化性能的影响

采用溶胶凝胶法通过改变原料中铋铁配比合成了以铁酸铋为主相的催化剂粉体。利用定量X射线法分析了不同铋铁配比对铁酸铋合成过程中物相组成的影响。采用紫外-可见光谱表征了粉体的光吸收特性。研究了催化剂组成、光照时间以及催化剂用量对催化降解甲基橙性能的影响。结果表明:九水硝酸铁与五水硝酸铋热分解速率相差较大是引起铁酸铋粉体合成过程中产生杂相的原因。降低铋铁配比有利于铁酸铋相的形成,其中铋铁配比为0.90∶1的原料合成的复合催化剂粉体紫外光降解甲基橙效率最高。     

铜尾矿与陶瓷抛光泥复合蒸压加气混凝土的制备及其性能研究

利用废弃物铜尾矿与抛光泥复合取代粉煤灰,与水泥、石灰、石膏等材料制备蒸压加气混凝土。重点研究了铜尾矿与陶瓷抛光泥的颗粒细度、掺加量、工艺参数等对蒸压加气混凝土砌块抗压强度、绝干密度等性能的影响,通过XRD、SEM对其微观机理进行研究。结果表明:铜尾矿与抛光泥粉磨时间为20 min时,铜尾矿的比表面积达到244. 5m²/kg,抛光泥比表面积为350. 4 m²/kg。原材料中铜尾矿、抛光泥、水泥、石灰、石膏的质量比为45∶20∶10∶22∶3时,制备的砌块最大抗压强度达到5. 1 MPa,平均抗压强度达到4. 7 MPa,绝干密度低于625 kg/m³,达到A3. 5,B06的蒸压加气混凝土砌块的要求。砌块中的托贝莫来石与C-S-H(B)等水化产物与未反应的石英相互致密穿插,使砌块的微观孔结构更加致密,砌块的抗压强度更高。     

净水污泥柠檬酸钠改性焙烧制备陶粒吸附剂及其对废水中氨氮吸附性能的研究

以净水污泥为原料,选用盐酸、氢氧化钾、柠檬酸钠为改性剂,通过研磨-改性-造粒-焙烧等工艺制备改性净水污泥陶粒吸附剂(以下简称改性陶粒吸附剂),测定其对水中氨氮的吸附量,筛选出最佳改性陶粒吸附剂和最佳改性陶粒吸附剂浓度,并在相同条件下制备原净水污泥陶粒吸附剂(简称原泥陶粒吸附剂)作为对比;采用XRD、BET、FTIR、S...     

新型粉煤灰陶粒的制备及其处理印染废水的研究

以粉煤灰为原料,在一定条件下进行活化,再添加适量的固化剂、凝结剂和无机聚合剂并混匀,通过加热、蒸汽养护等工序,制成新型轻质多微孔粉煤灰陶粒,并以此填充于曝气生物滤池中,用于印染废水的处理。结果表明,该种填料由于会释放出Al3+、Fe3+形成无机絮体,与其它粉煤灰陶粒相比,在系统启动过程中和启动后,具有对各污染物都有更好的去除能力,在进水COD、BOD5、色度和SS平均浓度为954.39 mg/L、255 mg/L、551.4倍和2 297.2 mg/L时,水解酸化-BAF系统的平均去除率分别可达90.8%、89.3%、88.9%和96.7%。处理后出水达到纺织染整工业废水排放标准(GB4287-92)的Ⅱ级标准。     

铁酸锌八面体纳米材料的制备及其光催化性能

以硫酸铁、七水合硫酸锌和氢氧化钠为反应物,通过水热法合成Zn Fe_2O_4纳米材料。研究不同反应温度、反应时间等条件对Zn Fe_2O_4纳米材料形貌的影响,采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对产物的形貌与结构进行表征。并以八面体结构的Zn Fe_2O_4纳米材料为光催化剂对有机染剂亚甲基蓝进行光催化降解实验。研究结果表明,在紫外光照射180 min后,对亚甲基蓝的降解率约为95.7%。     

陶粒移动床处理低浓度生活污水的性能

采用填充率为30%的生物陶粒移动床(BCMBBR)处理东莞城镇低浓度、低碳高氨氮生活污水(COD约130～185 mg·L-1、C/N=3～7).同时,考察了BCMBBR在5种工况下的运行效果及相应的微生物相状况.结果表明,BCMBBR运行的最佳条件为:HRT为8 h,气水体积比为4:1.COD,BOD5、NH4+-N...