赤泥烧结制品中的重金属溶出特性研究

随着氧化铝工业的发展,赤泥的排放量及储量逐年增长,对其进行资源化利用的研究越来越迫切.而碱性、重金属毒性和放射性等环境安全性指标备受关注,甚至限制了其在诸多领域的推广应用.通过研究赤泥及其烧结制品中Cd、Cr、As、Hg、Ba、Pb等重金属元素在去离子水中的溶出含量,探究了y-粘土掺量、烧结温度对其重金属溶出以及长期浸泡下重金属累计溶出含量的影响.结果 显示,添加30％ Y-粘土的赤泥样品经过1 150℃烧结,重金属溶出含量达到最低,并且其浸泡270 d后的浸取液重金属溶出含量仍然符合国家地表水质量标准中Ⅲ类水质的规定.     

川南硫铁矿尾矿再选及其重金属元素淋溶对比试验

川南某地硫铁矿尾矿中主要金属矿物为黄铁矿,主要非金属矿物为高岭土,此外还含有碳和多种重金属元素。为提高硫铁矿尾矿的综合回收利用率,采用摇床重选和"脱碳—浮硫"工艺流程进行试验,最终得到硫品位51.33%,硫回收率71.37%的硫精矿;尾矿中主要含有高岭土,硫品位已降至0.82%,可用于制备矿物外加剂、煅烧高岭土和微晶玻璃等。为考察浮选尾矿中重金属元素溶出对矿山环境的污染,采用静态淋溶试验方法对浮选前后10种重金属元素的溶出行为进行研究。试验结果表明,As、Cd、Cr和Pb在浮选前后各实验点均未检测出,尾矿浮选后Cu、Fe、Mn、Ni、Ti和Zn的溶出总量减少率均超过85%以上。本试验流程可有效回收硫铁矿,降低尾矿中硫铁矿质量分数,不仅实现了硫铁矿尾矿的综合利用,而且达到了保护环境的目的。     

广西土壤中天然放射性核素含量调查及外照射水平估算研究

土壤放射性核素含量调查是环境监测领域的研究热点。文章采用高纯锗γ谱仪,选取广西12个地市土壤中天然放射性核素含量开展了长达九年(2011～2019年)的调查研究。结果表明,12个地市土壤中天然放射性核素含量与1987～1989年"广西土壤中天然放射性核素含量调查"结果保持一致;通过外照射指数与等效镭浓度两个方面对这12个地市环境中γ辐射水平进行评价,评价结果为12个地市外照射指数均小于国标限值1、等效镭浓度均低于建议最大容许值370 Bq/kg,因此,调查区域天然外照射不会对人居环境产生影响,属于安全辐射范畴。     

金属尾矿区的重金属检测与资源利用

我国作为矿产资源大国,矿山开发后的尾矿矿渣内重金属释放影响着自然环境和人类身体健康。由于尾矿内含有有价重金属,矿山的综合利用及对尾矿内重金属的回收利用可实现减量化、无害化和资源化处理成为现在重金属污染处理重点。为了控制金属尾矿中的重金属含量在工艺要求和环保标准的范围内,提高金属尾矿再利用的利用率,本文研究分析了金属尾矿的重金属检测技术,通过对金属尾矿区重金属污染土壤的调查,研究重金属在土壤中的含量,通过利用微生物修复技术、修复促进剂治理技术以及治理无害化技术降低尾矿中的重金属含量,为矿区重金属污染地的生态风险提供了参考数据,为尾矿区生态修复奠定了基础,对于尾矿的综合利用具有非常重要的意义。     

Bi_2O_3-石墨烯修饰玻碳电极阳极溶出伏安法测定西洋参中的铅和镉

建立西洋参中药中重金属铅和镉含量的电化学测定方法,考察市售西洋参药材的重金属铅和镉的含量。采用Bi_2O_3-石墨烯材料修饰玻碳电极,建立了阳极溶出伏安法同时快速测定铅和镉的新方法。在10~190μg/L浓度范围内,Pb~(2+)和Cd~(2+)的溶出峰电流与Pb~(2+)和Cd~(2+)的浓度呈良好线性关系,r=0.9991/r=0.9983,回收率RSD5.00%(n=6);西洋参重金属铅和镉的含量分别为15.19、16.81μg/L。Bi_2O_3-石墨烯材料修饰玻碳电极的阳极溶出伏安法检测重金属铅和镉简便、灵敏,可用于西洋参中铅和镉的检测。     

钙铝比对11.3CaO·7Al2O3微观结构及其溶出性能的影响

通过高温烧结法在不同钙铝比（C/A）的条件下合成了铝酸钙熟料。利用XRD对不同C/A下合成产物进行物相分析,对含量进行半定量分析,并计算其晶格常数。采用SEM观察不同C/A下合成产物的显微结构,并通过EDS佐证所得物相;最后研究了不同C/A下氧化铝的溶出性能。结果表明：当C/A<1.6时得到的产物为CaO·Al₂O₃和11.3CaO·7Al₂O₃（C_11.3A₇）,且随着C/A的增大,C_11.3A₇的含量增高,氧化铝的溶出率提高;当C/A＝1.6时得到的产物只有C_11.3A₇,溶出率达到最大;当C/A>1.6时由于3CaO·Al₂O₃的形成,溶出率有所降低。C_11.3A₇晶格中CaO的缺失,促进了溶出反应的进行。     

锦屏磷矿磷尾矿砂放射性探讨

采用DSA1000γ能谱仪对连云港锦屏磷矿磷尾矿样品中的天然放射性核素比活度进行测量.依据国家标准GB6566-2001,对其进行比较分析,同时采用BH3109A便携式χ、γ剂量率仪巡测整个尾矿坝区的空气吸收剂量率.结果表明,采集的磷尾矿的天然放射性核素水平属于正常水平,其应用不受限制.     

黄金尾矿制备水泥和混凝土的研究进展

黄金生产具有高价值、高成本、高污染、高排放的特点,黄金产业的绿色化对可持续发展具有重要意义。由于黄金矿石的含矿量低,生产过程中会产生大量尾矿,这些尾矿大量占用土地,造成巨大的环境负担,因此,黄金尾矿的资源化利用具有重要意义。黄金尾矿中富含硅元素,尾矿颗粒细小且具有潜在的火山灰活性,利用黄金尾矿生产水泥混凝土是实现尾矿建材化利用的理想途径。本文从黄金尾矿的物理-化学特性、颗粒特征和宏观颗粒群性质等方面出发,分析了黄金尾矿用于制备水泥熟料、砂浆及混凝土制品的可能性,总结了国内外利用黄金尾矿生产水泥、砂浆混凝土的研究进展,旨在为黄金尾矿的建材资源化高效利用和相关研究提供借鉴和参考。     

Fenton处理对污泥脱水性、重金属形态及生物淋滤效率影响

为考察污泥预处理过程中重金属迁移转化规律,通过投加不同量的Fenton试剂对污泥进行处理,分析了Zn、Cd、Mn、Ni四种重金属的化学形态变化与后继生物淋滤过程的溶出行为。研究结果表明,污泥经Fenton处理后,毛细吸水时间在短时间内降低,但对生物淋滤后最终的污泥脱水性没有显著提升作用;重金属Zn、Cd、Mn的不稳定态（弱酸提取态、可还原态）比例不同程度提高,当投加Fe²⁺=1.00g/L、H₂O₂=9.00g/L时,其比例分别由37%、84%、79%上升至90%、93%、84%,但Ni无明显变化。此外,Fenton处理污泥中Zn、Cd、Mn、Ni四种重金属生物淋滤后含量分别由3451.52mg/kg、6.45mg/kg、443.40mg/kg、94.96mg/kg降至376.74mg/kg、1.10mg/kg、141.66mg/kg、21.77mg/kg,比单独生物淋滤处理污泥重金属残余量分别降低了36.20%、26.17%、30.92%和27.89%。利用动力学方程较好地描述了生物淋滤过程中Zn、Cd、Mn、Ni四种重金属的溶出速率的相对大小,排序为Mn＜Cd＜Zn＜Ni。     

Ca含量对(Ba1-xCax)(Zr0.1Ti0.9)O3-BiFeO3无铅压电陶瓷微结构和电学性能的影响

笔者采用传统固相法制备了0.99(Ba_1-xCa_x)(Zr_0.1Ti_0.9)O₃-0.01BiFeO₃(BC_xZT,x=0.00,0.06,0.12,0.18)无铅压电陶瓷,系统地研究了Ca含量对陶瓷相结构、微观形貌和电学性能的影响。研究结果表明：所有样品均为ABO₃钙钛矿结构固溶体,无其他杂相存在;随着Ca含量的增加,陶瓷晶体结构从三方相向四方相转变。Ca的加入对频率色散影响不明显,具有良好的频率稳定性。通过拟合修正后的Curie-Weiss定律,研究介电弛豫特性,γ值由1.76降到1.61,说明陶瓷弛豫程度下降。Ca取代Ba后,d₃₃和k_p均呈现先增加后减小的变化趋势,当x=0.12时获得最佳电学性能：ε_r=4 448、tanδ=0.013、d₃₃=207 pC/N、k_p=0.24。从P-E曲线观察出...     

Effect of sintering temperature on solidification and migration of non-volatile and volatile heavy metals in glass-ceramic

Using tailings as material to prepare glass-ceramic is an excellent way to achieve the resource utilization of solid waste. However, at present, researches on the solidification and migration of heavy metals are limited. Therefore, in this study, ten groups of samples were prepared by controlling sintering temperatures. The solidification, migration, and leaching behavior of non-volatile and volatile heavy metals were studied. The research showed that, with the increase of temperature, the properties of the samples were improved. Fe participated in the phase transformation and evolved into insoluble iron pyroxenes solid solution, while Pb was homogeneously distributed in the glass matrix of glass-ceramics. The leaching concentrations of Fe and Pb in the glass-ceramics were 0.055 mg/L ～0.087 mg/L and 0.074 mg/L ～0.140 mg/L, which were far below the threshold value. The results showed that heavy metals can be effectively solidified in glass-ceramics and have good environmental benefits.     

利用黄金尾矿制备陶瓷清水砖的研究

为了实现黄金尾矿高效资源化利用,以黄金尾矿为主要原料,采用无压烧结制备了陶瓷清水砖样品,研究了黄金尾矿添加量对样品相组成、显微结构及性能的影响。结果表明,当烧成温度为1 100 ℃,黄金尾矿添加量为70%(质量分数)时,样品性能最优,其抗折强度达73.42 MPa,吸水率为0.10%,气孔率为0.25%,体积密度为2.46 g/cm³,烧成收缩为8.64%,达到GB/T 4100—2015《陶瓷砖》中瓷质砖的要求。样品的相组成为钙长石、石英、白榴子石和赤铁矿。清水砖坯釉结合性好,釉面光滑,色泽均匀。     

含钙镁废渣综合利用的现状及展望

钙镁型废渣可分为氢氧化钙型、碳酸钙型,根据其中镁含量高低,又可分为高镁型和低镁型,只有高镁型废渣才需要对镁元素进行分离回收;常见的钙镁型废渣有电石渣、碱渣、皂化废渣、磷尾矿等。对钙镁型废渣充分综合利用的现状总结归纳为：氢氧化钙型废渣需通过浸取、过滤分离、浸取液碳化等主要化学物理分离步骤;碳酸钙型废渣需要经过煅烧分解、消化浸取、过滤分离、浸取液碳化等化学物理分离步骤,就可实现将钙元素以轻质碳酸钙（PCC）的形式分离出来;如果是高镁型废渣,则需要增加残渣中氢氧化镁的二氧化碳碳化、过滤分离、氨水沉淀分离或碳酸氢镁热解等化学物理步骤来实现镁元素的分离回收。展望未来,钙镁型废渣充分综合利用是一类兼具环境效益、社会效益和经济效益的循环经济项目,值得关注、重视与推广。     

荣昌陶土的基本性能及应用评价

为科学开发利用荣昌地区陶土资源,采用XRD、XRF、薄片分析等分析技术,对荣昌陶土进行基本性能测试,并与其他地区陶土原料进行对比研究。结果表明:荣昌地区陶土主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃,其中SiO₂含量偏高,基础配方制陶试验反映,成型性能良好;荣昌陶土矿晶相以石英为主,其次为高岭石和白云母;单一陶土原料烧结温度范围在1 080~1 150 ℃;古佛山页岩(1#)、荣昌白砂(2#)、荣昌白泥(3#)、陶都二矿3号(8#)陶土的吸水率趋近于0%,呈瓷化或过烧状态,具一定的助熔性;广富黄砂(5#)、陶都二矿1号(6#)、陶都二矿2号(7#)陶土的吸水率偏高,多为砂质黏土;荣昌地区陶土可塑性略低于宜兴的紫砂原料;另外荣昌陶土中的重金属含量微小,不足以造成陶瓷产品中的重金属溶出危害。     

Fe2O3对铜尾矿基CaO-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃析晶行为的影响

以铜尾矿为主要原料,通过熔融法制备CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂(CMAS)微晶玻璃,并外掺Fe₂O₃晶核剂对细粒级铜尾矿基CMAS微晶玻璃析晶行为进行优化。利用DSC、XRD和SEM等手段研究了晶核剂用量对细粒级铜尾矿基CMAS微晶玻璃析晶行为和物理性能的影响,借助Ozawa-Chen法拟合计算了析晶动力学参数。结果表明,外掺Fe₂O₃晶核剂用量大于3.72%(质量分数)时,细粒级铜尾矿制备的微晶玻璃可以实现整体析晶。辉石相的析出是玻璃相中的Fe、Mg元素进入[Si(Al)O₄] 四面体晶格配位的结果,Fe³⁺的增加有利于辉石相的析出并降低了析晶活化能,外掺Fe₂O₃晶核剂能够较好地优化细粒级铜尾矿基微晶玻璃的析晶行为和力学性能。     

重金属污泥磨细粉对硅酸盐水泥基材料性能的影响

为了更好地实现对重金属污泥的资源化利用,研究了高温无害化处理重金属污泥与建筑渣土混合渣料磨细粉对硅酸盐水泥基材料工作性、力学性能、早期收缩变形、抗氯离子渗透性能及重金属浸出的影响及机理。研究结果表明,随着磨细粉掺量的增加,硅酸盐水泥基材料的工作性没有降低,但其力学性能均有一定程度下降,这说明磨细粉与硅酸盐水泥的需水比相差不大,但其掺量越大水泥基材料中水泥的量越低,其强度均会有一定程度下降。磨细粉不会引起硅酸盐水泥基材料的体积安定性问题,可以提高早期抗裂性,但会降低其抗氯离子渗透性能。含磨细粉试件中重金属的浸出浓度、水胶比的下降与龄期的上升呈负相关,且在28 d龄期下含40%(质量分数)磨细粉的硅酸盐水泥基材料中重金属Cu、Ni、Zn和Cr的浸出量均低于GB 30760—2014《水泥窑协同处置固体废弃物技术规范》规定的浸出浓度限值。     

免烧结微生物垃圾焚烧飞灰砖的抗压强度研究

针对当前城市垃圾焚烧飞灰(MSWI)处置费用高昂、环境污染严重等问题,提出一种利用微生物矿化原理制备免烧结垃圾焚烧飞灰砖的方法。通过在飞灰砖固结体中加入微生物菌液,利用微生物诱导碳酸盐沉积原理,实现飞灰中重金属的固化和稳定化。本文以垃圾焚烧飞灰、Ca(OH)₂、砂子、微生物菌液为原材料,通过单因素试验,探究了制备微生物飞灰砖最优的飞灰掺量、菌液浓度、营养液中钙离子浓度。试验结果表明,当飞灰掺量为40%(质量分数),菌液OD₆₀₀值为0.60,营养液中钙离子浓度为0.30 mol/L时,飞灰砖力学性能最优。此时规格为100 mm×100 mm×50 mm免烧结微生物飞灰砖的干密度为1 937.40 kg/m³,抗压强度达到33.90 MPa,并且重金属浸出浓度满足限值要求,实现垃圾焚烧飞灰的资源化利用。     

云浮硫铁矿尾矿特性及其用作辅助性胶凝材料的性能分析

云浮硫铁矿尾矿堆存量巨大,影响周边环境且浪费资源。本文探讨将尾矿用作辅助性胶凝材料的可行性,以期实现尾矿的高消纳量利用,分析了尾矿的矿物与化学组成以及硫的赋存状态及含量,研究了尾矿用作辅助性胶凝材料的性能和含有的石膏、黄铁矿的演变及其对性能的影响。结果表明:云浮硫铁矿尾矿属于高硫型尾矿,尾矿中的硫以黄铁矿(FeS₂)、磁黄铁矿(Fe_1-xS)、石膏三种矿物形态存在;在硬化水泥浆体中,尾矿中的FeS₂在180 d龄期时氧化程度仍很低;石膏在28 d龄期时大部分已反应生成钙矾石(AFt),是影响性能的主要因素;掺30%(质量分数)硫铁矿尾矿的水泥胶砂28 d活性指数最高可达74%,但相较于3 d和7 d,28 d活性指数不增长甚至下降,180 d龄期抗压强度出现倒缩;将尾矿同时用作水泥混合材和调凝剂可能是一种更好的利用方式。     

细粒黄金尾矿制备烧结砖的试验研究

为了解决细粒黄金尾矿的堆存对环境的污染和资源浪费问题,以细粒黄金尾矿为主要原料,添加膨润土、粉煤灰制备烧结砖。对原料基本成分分析后,采用模压成型法来制备烧结砖,主要研究焙烧温度、保温时间、以及物料的不同配比对烧结砖性能的影响。结果表明:最佳组成为尾矿75%(质量分数,下同),膨润土15%,粉煤灰为10%;最佳工艺条件为成型水分10%,成型压力20 MPa,焙烧温度1 175 ℃,保温时间50 min。在该条件下制备的烧结砖的抗压强度为38.71 MPa,抗折强度为10.54 MPa,体积密度为1.908 g/cm³,吸水率为3.5%。