生物浸取电解锰渣中锰的研究

为了评价生物法浸取电解锰渣中锰的可行性,利用锰渣土壤中筛选出的2种锰抗性强的微生物Serratia sp.和Fusarium sp.浸取电解锰渣中的锰,并采用优化的BCR（European Community Bureau of Reference）连续萃取方案对浸取前后的金属锰进行形态分析,研究其浸出率和浸取前后锰的形态变化特征。同时考察了3种萃取剂EDTA、HNO₃和CaCl₂对锰的萃取效率及萃取后金属锰的形态变化。研究结果表明,Serratia sp.和Fusarium sp.对锰都表现出一定的浸取能力,Fusarium sp.的浸取能力尤为显著,3 d后锰浸出率达到56.5%,为锰污染的微生物治理和资源化利用提供科学依据。3种萃取剂对锰的浸取效果为EDTA>HNO₃>CaCl₂,平均萃取效率依次为50.0%、28.8%和21.2%。浸取前后,酸溶解态锰所占比例变化较显著,说明酸溶解态锰是比较容易浸取的形态。     

电解锰渣中锰的浸出条件及特征

采用水洗-酸解法回收电解锰渣中锰,探讨了清水量、酸量以及温度在不同阶段对锰浸(洗)出条件的影响,分析了回收锰的主要因素及浸出特征。实验结果表明,50 g电解锰渣经m渣∶m水=1∶10的清水水洗后,采用10%的硫酸在70℃的水浴温度下酸解2 h,Mn2+浸出量为1.673 g,回收率达到97.3%,而温度和酸度对锰离子的浸出影响明显,酸度调控可有效分离酸浸锰液中金属成分,为减少电解锰渣环境污染的同时,实现电解锰渣资源化利用。     

优势菌种浸取电解锰渣中锰的影响因素研究

采用电解锰废渣中分离出的一种锰抗性强的微生物Fusarium sp.浸取电解锰渣中的锰。研究了不同矿浆浓度、微生物生长活动、锰渣和培养基等对锰浸取效率的影响。结果表明,接种体积比为2%（v/v）时,矿浆浓度（m/v）对锰浸取效率影响显著,矿浆浓度过低（〈2%）或者过高（〉10%）对锰浸取效率都有不利影响。矿浆浓度为10%时锰浸取效率最高,达80%以上;微生物的生长活动对浸取过程有显著的影响;而锰渣的存在则能在一定程度上影响溶液的pH,进而影响锰浸取效率;培养基对锰浸取效率的贡献达50%左右。     

电解锰渣的综合利用进展与研究展望

电解锰渣是电解金属锰时产生的酸性滤渣,含有大量有害物质。随着电解锰行业的快速发展,大量堆放填埋的电解锰渣引发了严重的水土、生态环境污染问题,对锰渣的无害化处理与资源化利用已成为电解锰行业和环保领域的研究热点。在电解锰渣特性的分析基础上,对国内外电解锰渣的综合利用进展(如锰离子回收、肥料制作和建筑材料应用)进行了回顾,分析了锰渣各种资源化利用方法的优缺点。最后,展望了电解锰渣的研究与应用前景,旨在为锰矿资源的可持续性开发与电解锰渣的综合回收利用提供参考。     

多种固废协同处理电解锰渣固锰除氨的最优配比及效果分析

为降低电解锰渣中Mn²⁺和NH₄⁺-N的污染,实现多种固体废物减量化处理,采用锰渣、赤泥、粉煤灰3种大宗固废协同处理,并加入少量生石灰,制备无害化固结体,利用水浸法评估无害化效果,并通过BCR提取、XRD和SEM对最佳处理固结体固锰除氨机理进行分析。结果表明,通过正交实验和单因素优化实验,当固结体中锰渣、赤泥、粉煤灰、生石灰的质量分数分别为30%、44%、24%、2%时,浸出液中可溶性Mn²⁺质量浓度降至5.23 μg·L⁻¹,固化率达99.99%;NH₄⁺-N质量浓度降至0.70 mg·L⁻¹,去除率达到99.93%,pH=8.86,能够满足《污水综合排放标准》 (GB 8978-1996) 最高允许排放浓度和一级标准限值;同时浸出液中Mn²⁺、NH₄⁺-N的质量浓度均满足《锰渣污染控制技术规范》 (HJ 1241-2022) 中锰渣利用污染控制要求,可以作为替代原料用于生产除水泥之外的其它建筑材料产品。赤泥、生石灰为处理体系提供碱度,粉煤灰增加胶凝作用,使得无害化处理效果良好。本研究结果可为大宗固废协同无害化、减量化处理提供参考。     

电解锰渣无害化处理技术

电解锰渣是湿法电解金属锰工艺产生的废渣,环境危害性大、治理难度大。为消除锰渣的污染性,实验研究了锰渣浸出液中污染物种类,并分别采用生石灰和氢氧化钠作处理剂,从成本、处理效果方面进行比较,确定处理剂以及最佳运行条件。得出结论:锰渣中主要污染物为锰和氨氮(分别超过相关标准453倍和26倍),选取生石灰做处理剂,处理后的锰渣,浸出液中锰离子和氨氮的减排量分别达到99%和97%以上,水溶性锰离子浓度低于5 mg/L、氨氮浓度低于25 mg/L,均达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的排放标准;反应时间30 h以上、避免雨淋、不通风、无日照为最佳反应条件。     

碱激发电解锰渣制备水泥掺合料

电解锰渣是湿法冶炼金属锰的残渣,为降低其对环境的浸出毒性影响并提高其在水泥产品中的掺入量,利用碱激发技术处理电解锰渣制备水泥掺合料是一种可行的方法。主要研究了碱激发剂种类、掺量对电解锰渣的激发效果,并将碱激发电解锰渣用作水泥掺合料与水泥按不同比例混合研究对水泥抗压强度和浸出毒性的影响。结果表明：碱激发电解锰渣活性显著提高,NaOH中Na2O当量为10%时试件M-SH10的3、7、28 d抗压强度最高,分别为7.15、9.46、10.03 MPa;将此条件下激发的电解锰渣按质量比取15%与85%的水泥混合制得的掺合料其抗压强度较净水泥试件有一定程度的提高;浸出毒性结果显示Cd、Cr、Pb、Ni、Mn和Zn浓度均下降,且低于GB 8978-1996限值。     

改性二次锶渣吸附去除废水中的磷

以改性二次锶渣为吸附剂,研究了吸附时间、吸附剂投加量、磷初始浓度和pH值对废水中磷去除效果的影响。结果表明,当总磷浓度为10mg／L,pH为7、二次锶渣投加量为15g／L时,90min内就可使废水中磷的去除率达到95％以上,总磷浓度低于污水综合排放标准的一级标准;改性二次锶渣对磷的吸附符合Langmuir等温吸附模型及准二级动力学模型。     

城市生活垃圾焚烧飞灰与电解锰渣烧制陶粒

为减少城市生活垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)与电解锰渣中的重金属对环境的危害,考察了利用两者辅以粉煤灰烧制陶粒的可行性。通过单因素实验确定原材料最佳配比以及最宜烧制工艺条件,并对焙烧后陶粒的微观形貌以及重金属浸出浓度进行分析。结果表明:随着飞灰掺量的增加,陶粒的颗粒强度与堆积密度降低,1 h吸水率升高;确定最佳原料配比为飞灰掺量12%、电解锰渣掺量43%、粉煤灰掺量45%;确定最宜烧制工艺条件为预热温度600℃、焙烧温度1140℃。在最佳条件下,烧制陶粒的颗粒强度为769 N,堆积密度为687 kg·m~(-3),1 h吸水率为6.44%。通过微观结构观察,陶粒表面致密呈釉化,内部呈现多孔隙结构。陶粒中重金属浸出浓度均低于国家标准。此陶粒的使用可为飞灰与电解锰渣资源化利用提供参考。     

高碘酸钾分光光度法测定电解锰渣中的Mn（Ⅱ）

实验定量研究了存在Ca2＋、Mg2＋和Fe3＋时,应用高碘酸钾分光光度法测定Mn2＋的准确性,旨在探讨应用该方法准确测定电解锰渣中Mn（Ⅱ）的可行性。结果发现Ca2＋浓度超过320 mg/L时,测定过程中会产生大量絮状乳白色沉淀,对Mn2＋的测定结果产生干扰。经过16 h的自然沉降,干扰被彻底消除。Mg2＋在浓度为0~192 mg/L范围内对Mn2＋浓度的测定不产生干扰。同时,Fe3＋的存在对Mn2＋浓度的测定产生灵敏的干扰,使用掩蔽剂氟化钾可以减少Fe3＋的干扰,但却不能彻底消除Fe3＋的干扰。提出了在电解锰行业中,没有彻底地消除Ca（Ⅱ）或Fe（Ⅲ）的干扰因素前,需要更为精确地测定Mn（Ⅱ）的浓度,不建议使用高碘酸钾分光光度法。     

聚环氧琥珀酸对锰渣中砷的萃取

以锰渣为材料,用聚环氧琥珀酸(PESA)作为萃取剂,研究PESA在不同pH、萃取剂浓度、土液比下对砷(As)的萃取效果。实验结果表明,与丙烯酸/马来酸酐共聚物(MA/AA)相比较,PESA对锰渣中As有优良的萃取效果。在萃取体系条件为pH=1、萃取剂浓度50 mg/mL、土液比1∶200、搅拌60 min并浸泡过夜时,PESA对砷的萃取率可达78.3%。实验还发现,PESA对三价砷和五价砷均有螯合萃取作用,对砷的萃取无价态的选择性。     

硫酸锰废渣浸出毒性及淋溶特性研究

长沙市兴镇13家硫酸锰厂的生产废渣使当地的生态环境造受到了严重破坏。本文在废渣浸出毒性实验、渣柱淋滤实验以及废渣的全分析基础上,全面地研究了废渣的组成、浸出毒性大小以及在当地酸沉降条件下的淋滤特征,为其安全处置提供了理论基础。研究证明,废渣中重金属种类多、含量高,尤其是锰,高达138800mg/kg。渣的浸出毒性虽未达到国家规定的危险废物鉴别标准,但远超过了《污水综合排放标准》,其衰减可用负指数方程来描述。在酸雨淋溶下,渣中的锰离子会在短时期内大量释放后,维持在一相对较低水平长期释放,对环境威胁巨大。     

聚环氧琥珀酸萃取锰泥残渣中铬的研究

聚环氧琥珀酸(PESA)是一种具有无磷及非氮结构、环境友好型水溶性聚合物,且具有螯合多价金属阳离子的性能和可生物降解性的特征,选取其作为锰泥残渣中铬的螯合萃取剂,研究了不同pH、螯合萃取剂剂量、搅拌时间下PESA对铬的萃取率。结果表明:(1)最佳萃取条件为pH=4、PESA剂量30mg/g、搅拌时间60min;在最佳萃取条件下,铬的萃取率可达95%。(2)从结构上看,PESA是由醚基和羧基基团组成的高分子聚合物,羧基基团是与金属离子作用的主要官能团,它对Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)和Pb2+等有较强的螯合能力;从溶液的配位角度看,PESA与金属有较强的结合能力。因此,PESA对锰泥残渣中的铬有萃取作用。     

微波提取酱渣中总异黄酮的实验研究

采用微波法提取酱油废渣中的总异黄酮,并对酱渣异黄酮提取实验中的微波功率、乙醇浓度、料液比、微波作用时间及提取次数等影响因素进行探讨。在单因素试验的基础上,用正交实验进行酱渣总异黄酮提取工艺参数的优化。正交实验结果表明,微波法提取总异黄酮的最佳工艺条件为:微波功率560 W,乙醇浓度80%,料液比1∶20,微波间歇提取3 m in,在此条件下酱渣总异黄酮浸出率达到90%以上。与传统的热浸提法相比,微波提取法具有提取率高,提取速度快,选择性好及能耗小等特点。     

细菌浸出电解锰废渣中锰的机制研究

从电解锰废渣中分离出一株高效浸锰菌,经鉴定为沙雷氏菌(Serratia sp.).考察了电解锰废渣培养液、MnO2培养液在有菌和无菌条件下的锰浸出情况,以及有菌液和无菌液在加入不同还原剂后的锰浸出情况.结果表明,在初始pH为6.0、固液质量比为1:10、温度为37 ℃的浸出条件下,在电解锰废渣培养液中,无菌条件下的锰浸出率远小于有菌条件下的,反应72 h后,无菌、有菌条件下的锰浸出率分别为8.030 00%、78.670 00%;无论在有菌还是无菌条件下,MnO2培养液中的锰浸出率都较低,反应72 h后,无菌、有菌条件下的锰浸出率分别为0.000 39%、0.041 00%;有菌液加入ZnS、FeS、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuS还原剂后,反应72 h的锰浸出率分别为73.340 00%、70.980 00%、69.680 00%、10.260 00%、1.670 00%;无菌液中加入4种还原剂(不包括CuS)后的锰浸出率都相当低, 反应72 h后,锰浸出率相对较高的是FeS和ZnS,均为0.006 20%,锰浸出率相对最低的是Fe2(SO4)3,为0.005 00%;沙雷氏菌对电解锰废渣中锰的浸出既不是直接氧化浸出作用,也可能不是间接产酸浸出作用,而可能是一种催化还原作用.     

活性污泥胞外聚合物提取方法研究

考察4种方法(蒸气法、EDTA法、NaOH法和搅拌法)对3种活性污泥(可乐厌氧活性污泥、可乐好氧活性污泥和市政污水污泥)胞外聚合物的提取效率,对比分析了各提取方法对不同样品提取所得胞外聚合物的组成影响,结果表明,EDTA法提取多糖的效率最高,提取市政污水污泥、可乐好氧活性污泥和可乐厌氧活性污泥胞外聚合物糖分别在8.3、16.7和9.7 mg/g VSS左右;NaOH提取蛋白质的效率最高,提取市政污水污泥、可乐好氧活性污泥和可乐厌氧活性污泥胞外聚合物蛋白质分别为:3.15、0.55和5.57 mg/g VSS.对于3种不同种类污泥,EDTA法提取EPS总量效率最高,分别为市政污水污泥10.7 mg/g VSS、可乐好氧活性污泥16.8 mg/g VSS和可乐厌氧活性污泥9.97 mg/g VSS,分别比效率最低的搅拌法高出5倍、5倍和3倍.     

2种分步浸提方法对土壤中Cr形态提取效果的比较

实验模拟了受铬渣污染的土壤环境,比较在不同活性炭加入量下2种典型分步浸提方法:Tessier 5步法和改进的7步分离方法得到的不同结果,探究适合于铬渣污染对土壤环境的铬形态浸提方法。实验结果表明,2种方法的浸提数据虽有较大差异,但能得到相对一致的变化趋势;七步法形态分类更为细致,99%以上的铬都分布在2~3个结合形态,Tessier五步法的物料衡算结果更为准确(96%~103%),相比七步法形态分类更具包容性,数据更具重现性;随着活性炭的加入,土壤环境中游离铬离子明显减少,转化为有机结合态等更稳定的结合形态,说明活性炭能有效固定土壤环境中游离的铬离子,增加其迁移稳定性。