飞灰基碱激发胶凝材料中重金属的一维半动态浸出行为分析

文章利用一维半动态浸出法研究飞灰基碱激发胶凝材料中重金属(Ni、Cr、Pb、Cd)浸出行为,结合浸出理论,分析在非碱性条件下重金属浸出行为。结果表明:在酸性和中性条件下,胶凝材料中重金属的浸出均为扩散性浸出。在pH=3的强酸性和pH=3的弱酸性条件下,4种金属的扩散系数10~(-11)m~2/s,试块中污染物较为稳定,但在弱酸条件下重金属浸出浓度明显高于强酸条件,长期使用具有一定风险性。中性条件下,4种重金属的扩散系数3×10~(-13)m~2/s,胶凝材料中的重金属较稳定,长期使用安全性强。     

生态水泥胶砂块中重金属的动态浸出行为研究

采取酸性浸取剂更新条件下的动态浸出实验方法,研究了生态水泥胶砂块所制3种样品(细粒样、粗粒样、块状样)中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等7种重金属的浸出行为.结果表明,除Cd始终未检出外其他重金属均有浸出,同种样品中以Cr的浸出率为最高,同种重金属的浸出率均表现出细粒样＞粗粒样＞块状样的趋势.根据Fick定律做出各重金属的累积浸出分数Pt与t1/2的关系曲线,其在浸出进行段线性良好,表明浸出过程受扩散控制;对同种金属,有效扩散系数Deff体现出块状样＞粗粒样＞细粒样的趋势,说明较大尺寸块体的浸出过程完成得相对较快.各种重金属的Deff值普遍很低,均在10-10 cm2/s数量级左右,说明水泥固化体中重金属的浸出是缓慢而长期的过程.     

激发剂对钢渣复合胶凝材料再利用

炼钢过程中产生的废渣则为钢渣,主要原料为钢渣,可作为循环再利用材料,将少量激发剂掺入,分析激发剂对钢渣胶凝材料性能所产生的影响。钢渣中掺入激发剂后,其活性显著提高,将早期钢渣胶凝材料性能极大改变。在激发剂的作用下,可增加119.8%的钢渣胶凝材料3d抗压强度。对于钢渣胶凝材料而言,激发剂对浆体水化产物种类没有明显影响。     

不同浸出条件下水泥中重金属释放特性的研究

水泥窑已广泛作为处理含重金属废弃物的一种有效手段,但水泥使用过程中重金属通过浸出会对地下水等环境构成危害。本文依据国家标准《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GBT 17671—1999),使用水泥熟料制备水泥试样,在液固比为20∶1(v/w)的条件下对制备的水泥试样进行连续浸出试验,分别模拟自然地下水、酸雨、海水不同环境条件,研究了细粒径(约1mm)、粗粒径(约5mm)、块粒径(尺寸约40mm×40mm×10mm)3种不同粒径的水泥试样中重金属(Cu、Cd、Cr、Ni、Pb、Zn、Mn、Sb、As、V、Co、Tl)的释放状况。结果表明:不同环境条件对水泥中重金属的浸出影响表现为海水地下水酸雨;在酸雨和地下水模拟环境下,不同粒径条件对于大多数重金属的浸出影响表现为细粒径粗粒径块粒径,而在海水模拟条件下没有一个统一的趋势;在酸雨和地下水模拟条件下,以细粒径水泥中Cr的浸出量最多,分别达到2.811 78mg/kg和6.128 24mg/kg,而在海水模拟条件下,以粗粒径水泥中V的浸出量最多,达到5.629 64mg/kg。     

碱矿渣胶凝材料固化/稳定化铬污染土壤

使用碱激发矿渣胶凝材料固化/稳定化铬污染土壤。通过改变磨细矿渣掺量、碱激活剂的种类以及液固比,处理得到不同的土壤固化体,测定相应的无侧限抗压强度、Cr(Ⅵ)和总Cr的浸出浓度,以研究碱矿渣胶凝材料的固化/稳定化效果及其影响因素。结果表明:随着磨细矿渣掺量增加,土壤固化体强度增加,Cr(Ⅵ)和总Cr的浸出浓度下降。KOH与固体钠水玻璃组合作为碱激发剂时土壤固化体强度较高,浸出浓度较低。土壤液固比过低对降低浸出浓度不利,而过高则降低固化体强度。在碱的激发作用下,当矿渣掺量30%,液固比0.22时,处理后土壤固化体强度高达10MPa,Cr(Ⅵ)和总铬浸出浓度分别从57mg/L和65mg/L降至0.05mg/L和0.2mg/L以下。     

利用油基岩屑制备水泥路面基层的力学性能及重金属浸出特性研究

油基岩屑是石油开采时产生的危险废物,随着我国石油勘探开发能力的不断提升,因油基岩屑造成的环境污染和资源浪费问题已不容忽视.资源化利用油基岩屑将对油气行业环境保护和可持续发展起到重要促进作用.为探明利用油基岩屑制备水泥道路结构的可行性,制作11种不同配合比的水泥路面基层试件,通过无侧限抗压、劈裂抗拉以及抗压回弹试验,探寻符合相关力学性能要求且岩屑掺加量最大的试件,随即对其开展浸出试验以研究重金属浸出规律,并通过浸出动力学模型拟合重金属长期浸出量.结果表明：(1)随着油基岩屑掺加量的提升,水泥路面基层试件的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗压回弹模量同时呈下降趋势.当岩屑掺加量为12%时,试件相关力学指标满足《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20—2015)和四川省农村公路基层材料设计参数要求,此时岩屑掺加量达到最大.(2)Ba、Mn、Pb、Zn为油基岩屑中的特征污染物. Ba、Mn、Pb累积浸出量的变化趋势较为一致,在第64天时基本达到浸出平衡;而Zn的累积浸出量在第64天时仍持续增长. 4种重金属在全浸出阶段的浸出行为都受到扩散控制影响.(3)Ba和Pb的浸出规律符合Elov...     

水泥固化污泥中重金属的浸出危害性研究

污泥经过水泥固化后可转化为再利用的岩土工程建筑材料,对固化污泥的浸出毒性进行了研究,就pH值、Eh值、微生物活动对重金属浸出率的影响进行了探讨。研究结果表明,污泥中的重金属在水泥固化之后,其浸出毒性降低。     

钢渣改性研究进展

综述了中国钢渣的矿物组成和化学成分,指出了中国钢渣化学成分特点。分析了影响钢渣作胶凝材料的主要因素。分别对氧化气氛和还原气氛下针对钢渣改性的研究进行了综述,并提出了钢渣改性研究目前存在的主要问题。     

碳酸化对模拟废物水泥窑共处置产品中重金属浸出的影响

通过模拟煅烧试验制取水泥熟料(重金属以一定的比例掺入水泥生料)并制备混凝土样品,研磨至粒径小于1mm,并使部分样品发生碳酸化作用.并分别对未碳酸化样品和碳酸化样品进行pH静态试验,研究了碳酸化作用对混凝土样品酸中和容量以及重金属(Cr,Ni,As,Cd和Pb)浸出行为的影响.结果表明,未碳酸化样品在碱性范围内(pH=7~12)酸中和容量较大,而碳酸化样品则在弱酸性范围内(pH=5~7)酸中和容量较大;碳酸化作用不影响混凝土中Cr、Ni、Cd、Pb的释放曲线的变化趋势,仅改变了浸出量最小值出现的pH值区间,但是碳酸化作用改变了混凝土中As的吸附相,使其释放曲线发生了明显的改变;碳酸化作用降低了混凝土中Cr、Ni、Cd、Pd的浸出量,但在较大pH范围内(pH=3~7和pH>11),增加了As的浸出量,因此,对混凝土中重金属溶出的安全性评价应重点关注As.     

铁尾矿在水泥基材料中的再利用研究进展

铁尾矿堆存量大、利用率低,是世界上主要的尾矿固体废弃物之一,如何提高铁尾矿资源的综合利用率,是各国学者研究和改善生态环境的重点方向。文章综述了铁尾矿在混凝土、轻质墙体材料、砂浆、水泥原料等水泥基材料的研究进展,并对目前存在的问题和今后的研究利用方向提出了建议。     

硫酸选择性浸出镍铁冶炼渣中有价金属

为了解决镍铁冶炼过程产生的冶炼渣堆积对环境造成污染问题,提出低酸提镍-高酸提镁、铁的选择性浸出工艺,并对原料和浸出渣进行XRD和SEM表征。研究结果表明:首段浸出控制H_2SO_4浓度为0. 05 mol/L,液固比为5 m L/g,反应温度为323 K和时间为120 min的条件下,Ni浸出率为97. 8%;二段浸出控制H_2SO_4浓度为2. 5 mol/L,液固比为15 m L/g,温度为363 K和时间为300 min的条件下,Fe、Mg和Cr浸出率分别为82. 43%、91. 68%和86. 50%。低酸可实现镍铁渣中Ni-Fe合金的溶解,高酸破坏硅酸盐矿物的晶体结构,但部分镁铁橄榄石镶嵌在顽火辉石中,降低了Fe、Mg和Cr的浸出率,故破坏硅酸盐矿物的晶体结构是实现高效浸出Fe、Mg和Cr的关键步骤。     

煤矸石中重金属动态淋滤溶出特征研究

以河北邯郸某矿区煤矸石为研究对象,采用动态淋滤实验对煤矸石中重金属的溶出特征进行研究。实验结果表明:①煤矸石中重金属元素背景值影响溶出液中重金属浓度,背景值越高,在动态淋滤过程中析出重金属的浓度越高;②淋滤前期阶段,重金属元素的溶出液浓度较大,随着淋滤时间的增加,浓度在波动中趋于稳定。因此可以得出重金属元素对环境的影响主要发生在淋滤前期;③溶出液中只有Cu元素的浓度超过了国家地表水环境质量标准中的Ⅲ类水质标准,并且溶出液呈弱酸性,符合国家地表水环境Ⅲ类质量标准。     

煤矸石中重金属动态淋滤溶出特征研究

以河北邯郸某矿区煤矸石为研究对象,采用动态淋滤实验对煤矸石中重金属的溶出特征进行研究.实验结果表明:①煤矸石中重金属元素背景值影响溶出液中重金属浓度,背景值越高,在动态淋滤过程中析出重金属的浓度越高;②淋滤前期阶段,重金属元素的溶出液浓度较大,随着淋滤时间的增加,浓度在波动中趋于稳定.因此可以得出重金属元素对环境的影响主要发生在淋滤前期;③溶出液中只有Cu元素的浓度超过了国家地表水环境质量标准中的Ⅲ类水质标准,并且溶出液呈弱酸性,符合国家地表水环境Ⅲ类质量标准.     

德兴铜矿尾砂重金属在模拟降雨下的淋溶特征

为了探讨模拟降雨条件下德兴铜矿尾砂重金属的淋出规律及释放特征,采用4种不同酸度的淋溶液模拟降雨进行为期60 d的动态淋溶试验。结果表明:尾砂淋出液pH值呈现先降低后小幅波动的变化趋势,且4种酸度淋溶液间的差异较小;电导率呈现先降低后趋于稳定的变化趋势,且pH=4处理组的淋出液电导率显著高于其他3种处理;各重金属的累积淋出量均呈现逐渐增加的变化趋势,且淋溶液酸度越低重金属累积淋出量越高,此外Cd和Hg的累积淋出率较高,长期酸雨可能导致潜在的环境污染。采用动力学方程拟合发现,双常数速率方程可以更好地描述Cu和Zn的释放过程,修正的Elovich方程则更适合描述Pb、Cd、As和Hg的释放过程,这表明模拟酸雨淋溶作用下尾砂重金属的释放是一个由多因素综合控制的过程。     

城市拆除和装修建筑垃圾重金属浸出特性分析

以建筑拆除和装修产生的垃圾为研究对象,对可能含有的重金属进行浸出特性研究。结果表明:1)部分建筑垃圾Cr、Pb、Zn含量超过常规土壤背景值,其中聚氯乙烯线管中Pb较背景值高出105倍;2)建筑垃圾中重金属在醋酸缓冲溶液下浸出效果更为显著,石膏板中As、混凝土中Pb与玻璃中Zn的浸出率分别达到34.16%、38.15%与38.21%,分别是硫酸硝酸体系下的12,89,24倍;3)实际场景模拟过程中,酸雨环境仅有Cr、Zn浸出,而生活垃圾渗滤液环境下多种重金属均有浸出,Zn的浸出率最高。     

典型鼓风炉铅冶炼废渣重金属浸出特性及化学形态分析

以云南某地典型鼓风炉炼铅工艺产生的干渣及水粹渣为研究对象,对其进行了属性鉴别,并考察了不同浸出方式对浸出液中重金属浓度的影响。采用化学连续提取法对废渣中的Cd、As、Pb等典型重金属化学形态进行分析。结果表明:对照GB 5085. 3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》,试验所选鼓风炉铅冶炼渣不存在浸出超标情况;3种提取方式的浸出液中重金属种类略有不同,但酸性条件对废渣中Zn、Pb、Cd、As等重金属的浸出影响最大,Cu更容易受弱酸性条件影响;形态分析数据显示Cd溶出风险最大,As、Pb溶出风险相对较小,干渣的潜在环境危害性要明显高于水淬渣。     

钛石膏中重金属元素的浸出特性研究

研究了钛石膏中重金属含量和不同浸出条件下钛石膏中重金属的浸出特性。结果表明,钛石膏中Mn、Hg、Zn、Cr、As含量相对较高,表现出对周围环境的潜在危害性。不同浸提剂浸出实验中,由于较强的离子强度效应,海水对重金属的浸出能力强于硫酸/硝酸、去离子水(除Zn外),且海水Hg浸出浓度超出标准限值近3倍。在连续静态浸出实验中,海水浸出和酸性浸出的重金属浓度均不断降低,但重金属海水浸出量始终高于酸性浸出,表明盐度对重金属的浸出具有持续促进作用,而钛石膏则表现出较强的酸缓冲能力。同时在连续浸出过程中海水及酸性浸出的重金属累积浸出率均显著增加,说明在标准加速浸出时间以外,钛石膏液固浸出体系仍具有较强的重金属释放能力,故认为钛石膏简易堆存可能存在环境风险。     

早强剂对钢渣-脱硫灰基胶凝材料的强度及水化性能影响

针对钢渣-脱硫灰基胶凝材料存在早期强度低的问题,研究不同早强剂对钢渣-脱硫灰基胶凝材料抗压强度及水化性能影响。结果表明:当脱硫灰掺量为15%,3 d抗压强度为3.65 MPa,比空白样降低了48.95%。利用生石灰、氯化钙、甲酸钙、硅灰、硫酸铝复合早强剂改性钢渣-脱硫灰基胶凝材料,其3 d抗压强度可达到17.89 MPa,是空白组试件的2.45倍,满足GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》中复合硅酸盐水泥42.5级水泥抗压强度指标。通过XRD、SEM、FT-IR、XPS和DTG分析发现,水化产物主要是单硫型水化硫型硫铝钙、水化氯铝酸钙、水化硅酸钙和弗里德尔盐。     

淋滤技术去除剩余污泥重金属研究进展

微生物淋滤能够去除剩余污泥中的重金属,并具有成本低、效率高和改善污泥脱水性能等优点,在国内外得到广泛关注。生物淋滤法在硫杆菌等微生物的作用下,将污泥中难溶的金属硫化物氧化成金属硫酸盐溶出;而厌氧酸化淋滤作为新技术,在厌氧酸化阶段通过质子交换和非离子态金属盐溶解使重金属浸出释放,相较于微生物淋滤法无需外加药剂和前处理,具有发展潜力。对包括生物淋滤和厌氧酸化淋滤在内的国内外相关研究进行了归纳,重点介绍了污泥中重金属的存在形态,两种工艺的去除机理以及环境因素对各自淋滤效果的影响,并对淋滤技术在环境污染治理方面的应用前景进行了展望。     

南京地区土壤沉积物中重金属形态研究

对南京地区４个环境单元－－公路干线，金属冶炼厂，大型生活垃圾场和江河滩涂土壤沉积物中重金属元素化学形态进行了分级提取实验研究。结果表明，有效态中，Ｃｕ以有机态为主，Ｐｂ以交换态为主，Ｃｏ、Ｍｎ以铁锰氧化物态为主，Ｆｅ、Ｎｉ有效态均小于其总量的１０％，并主要集中在铁锰氧化物态中，以大气为传播媒介的重金属人为叠加沉积（公路、工厂）其铁锰氧化物态含量相对较多，以水为传播媒介的重金属人为叠加沉积（垃圾场、