硫酸浸出普钙中重金属含量测定的探究

通过研究用硫酸在用量、温度、搅拌速度、浸出时间、液固比等因素对浸出普钙中重金属元素Cd2+、Hg2+、Pb2+、Cr3+和Ni2+的情况,为研究降低普钙中重金属元素打下一个基础。     

富含重金属的焚烧飞灰对磷酸钾镁水泥体系性能的影响

为了研究富含Pb、Cd的模拟垃圾焚烧飞灰对磷酸钾镁水泥(MKPC)性能的影响,测试了含垃圾焚烧飞灰的MKPC体系的流动度、凝结时间、抗压强度和其中重金属Pb、Cd的浸出浓度,分析了MKPC体系的水化放热特性、物相组成和微观形貌,结果表明:复合缓凝剂和适量垃圾焚烧飞灰可有效延缓MKPC浆体的凝结时间.垃圾焚烧飞灰的加入和含量增加使MKPC浆体的早期抗压强度明显降低,随着水化龄期的延长,其抗压强度逐步提高,水化28 d时,掺50％飞灰的MKPC的抗压强度仍大于20 MPa.含垃圾焚烧飞灰的MKPC浆体中Pb、Cd的浸出浓度随垃圾焚烧飞灰含量的增加而增加、随水化龄期的延长而明降低.但含50％飞灰的MKPC硬化体(28 d)中Pb、Cd的浸出浓度均满足《危险废物鉴别标准》(GB5085.3-2007)要求.     

利用响应面法优化皂角苷浸提飞灰中重金属的处理条件

通过响应面法对皂角苷浸提飞灰中Cu、Zn、Pb和Cd 4种重金属的实验条件进行优化,选取pH、皂角苷浓度、离子强度、温度、时间和固液比6个因素进行中心组合设计,使用design-expert8.0软件进行数据拟合,建立了Cu、Zn、Pb和Cd去除总量的工艺数学模型,通过方差分析得到6个因素对浸提液中4种重金属去除总量的主效应关系为： pH>固液比>离子强度>皂角苷浓度>温度>时间。对重金属去除总量数据进行design-expert8.0软件优化,得到皂角苷浓度为41.2g·L^-1、时间为13.54 h、离子强度为0.64 mol·L^-1、pH为2、固液比为1%和温度为23.4℃时,重金属总去除量达最大值,Cu、Zn、Pb和Cd的去除率分别达到55.12%、6.20%、17.80%和78.11%。     

石煤发电飞灰碱浸提钒工艺

对我国某地石煤发电飞灰进行碱浸提钒实验研究,飞灰中的钒主要以V(V)形态弥散于硅、铝氧化物中. 结合钒的赋存形式,考察了反应时间、液固比、碱浓度及温度对钒浸出率的影响. 结果表明,钒浸出率与四因素均呈正比关系. 在搅拌转速500 r/min、180℃、浸出时间3 h、液固比5 mL/g及NaOH浓度200 g/L的最佳工艺条件下,钒浸出率可达85%以上. 浸出液中Al2O3, K, Fe含量分别小于500, 420与9 mg/L. 浸出液返回浸出体系,可充分利用浸出液中富余的碱进一步富集溶液中的钒.     

垃圾焚烧飞灰水洗脱氯及重金属浸出特性研究

系统研究了机械炉排炉垃圾焚烧飞灰水洗过程中氯化物和重金属的浸出特性,并采用Visual MINTEQ模拟分析水洗液中重金属的存在形态。结果表明：飞灰中的氯主要以可溶性氯化钠（NaCl）、氯化钾（KCl）、氯化钙（CaCl₂）、碱式氯化钙（CaClOH）的形式存在,飞灰水洗浸出成分97%以上为氯离子（Cl^-）、钠（Na）、钾（K）、钙（Ca）,其中氯离子占比高达60%;重金属及其他成分的浸出量很少,不足1%。水洗对氯离子的去除效果非常明显,可达92%以上,但是重金属的浸出量极低。飞灰单次水洗最佳条件：液固体积质量比为6 mL/g,洗涤时间为10 min。Visual MINTEQ模型分析表明,pH是控制飞灰水洗液中铅（Pb）、铜（Cu）、锌（Zn）、镉（Cd）形态的重要因素,氯离子（Cl^-）对镉的形态分布也有着重要的影响。飞灰水洗液电导率与氯离子质量浓度具有极好的线性相关性,其可作为监测滤液中氯离子质量浓度变化的有效间接指标。     

城市污泥焚烧渣中重金属的浸出特性

城市污泥焚烧渣中重金属种类较多、浓度较高,随意处置存在环境生态风险。本文在对污泥及其焚烧渣中重金属形态进行分析的基础上,模拟实际酸雨条件,开展污泥焚烧渣中重金属的浸出特性研究。实验结果表明,与污泥相比焚烧渣中各重金属的残渣态比例显著增大,有效态、有机结合态比例大幅减小,但各重金属的铁锰氧化态比例仍然较高(18%~65%),可迁移性和潜在生态风险较大。静态浸出实验发现灰渣中大部分重金属的浸出率随着浸出时间的延长、液固比的增加、pH和粒径的减小而增大,其中pH的影响最为显著。动态淋溶实验表明降低淋溶液pH、延长淋溶时间各重金属的浸出总量增加,动态淋溶过程中各重金属浸出率要明显高于静态浸出率;各重金属的浸出主要集中在前三年,浸出量占其总浸出量的50%~100%,其中As、Zn、Cr、Cd、Pb的浸出比例较高,其整体浸出能力与重金属形态分析结果较为一致,需重点关注。在上述实验基础上,结合资料分析,提出适合我国国情的污泥焚烧渣处置建议。     

污泥掺烧生物质的重金属排放特性研究

针对城市污泥焚烧面临的重金属污染严重等问题,提出了在城市污泥中掺烧生物质解决重金属污染的新方法,并利用5 k W鼓泡流化床进行试验研究,考查城市污泥掺烧生物质过程中重金属的含量和形态分布特性及燃烧飞灰中重金属的浸出毒性。结果表明:城市污泥掺烧生物质使Cd和As的挥发性降低,Pb、Cu和Cr的挥发性增加,对Hg的挥发性影响很小;城市污泥掺烧麦秆对Zn的挥发性影响不大,掺烧棉秆使Zn的挥发性降低;城市污泥掺烧生物质都使飞灰中Pb、As的形态稳定性降低,使Zn的形态稳定性增加,对Cu、Cr的形态稳定性影响较小;污泥掺烧不同生物质对飞灰中重金属浸出量和浸出率的影响不同,棉秆与麦秆相比更有利于降低飞灰中重金属的浸出量和浸出毒性。     

飞灰固化体浸出毒性标准方法研究

文章分析了浸提剂、粒径、静置时间对飞灰固化体中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Ni的浸出量的影响。结果表明:在醋酸条件下飞灰固化体的毒性比在HNO_3/H_2SO_4条件下要小;粒径对重金属浸出浓度的影响难以控制,同时与样品均匀性有关;浸出浓度会随着静置时间的增加而减少,并渐渐趋于稳定。     

城市生活垃圾焚烧飞灰重金属在磁性作用中浸出行为

对城市生活垃圾焚烧飞灰进行了物理化学特性分析,研究了飞灰在不同浸取液pH值、不同磁场强度条件下的重金属浸出行为。实验结果表明:根据我国危险废物浸出毒性鉴别标准,飞灰属于危险废物;飞灰是晶体矿和非晶体矿的混合物;飞灰是由许多形态不规则,结构疏松的玻璃质颗粒组成的,平均粒径为22.15μm;磁场强度为0.1T,pH=4时,飞灰中被浸出的Pb含量最多;磁场强度为0.1T,pH=2时,飞灰中被浸出的Cr含量最多。因此可以通过调控磁场强度和浸取液pH值,高效回收飞灰中的重金属,实现资源化利用,减少环境污染和危害人类健康的风险。     

乙酸对再生铅厂区土壤中铅锌浸出和铝铁活化的影响规律研究

为预测酸雨沉降对重金属含量较大的再生铅厂区土壤重金属浸出规律的影响,以湖北省某大型再生铅企业厂区的土壤样品为研究对象,考察了土壤中Pb、Zn浸出和Al、Fe活化规律。试验结果表明,Pb、Zn的浸出率随乙酸浓度、液固比以及浸出时间的增加而上升。随着浸出pH的增大,浸出率呈先增加后减小的趋势;在乙酸浓度为2. 4 mol/L、液固比为10、pH为3. 5、浸出时间为12 h时,Pb的最高浸出率达76. 4%,Zn仅为23%,表明用乙酸作浸出剂时,Pb比Zn更易从土壤中释放,乙酸对Al和Fe的最高浸出率分别为1. 41%和0. 61%,所占土壤矿物组分比重极小,基本不影响土壤的正常生态功能。基于Medusa热力学软件研究乙酸浸出土壤过程中重金属的迁移规律,为揭示铅锌浸出和铝铁活化规律提供理论支撑。     

硅铝调控与晶种诱导对水热稳定飞灰中重金属的协同影响

研究了选取的粉煤灰、膨润土、高岭土、硅藻土作为外源硅铝调理剂添加与雪硅钙石人工晶种诱导对150℃水热法稳定垃圾焚烧飞灰中重金属Pb、Zn、Cu、Cd、Cr的协同影响。飞灰由于富钙而低硅铝的元素特征,导致其在水热条件下无法直接合成沸石类,Pb的浸出浓度仍然超标;当单一或混合添加硅铝调理剂添加量为10%时,其水热产物中有水钙铝榴石或加藤石生成;提高添加量至30%时,均有目标雪硅钙石的生成,这与30%添加量下飞灰中Ca/（Al+Si）元素比接近雪硅钙石的理想元素比值0.67~1.20直接相关。混合添加30%的粉煤灰与硅藻土为最佳选择,水热产物Pb的浸出浓度降低至0.30 mg·L^-1,且在此基础上再添加3%的诱导晶种可加速从第6 h开始即合成雪硅钙石,并使Pb的浸出浓度下降到最低值0.28 mg·L^-1。硅铝调控（30%的复合硅铝调理剂,其中粉煤灰：硅藻土为1：1）与晶种诱导的协同影响下高效生成雪硅钙石,并显著抑制Pb、Zn等在水热过程中向液相的转移、降低其在水热液相中的浓度,使飞灰中的重金属在水热后确实稳定于水热固相产物中而非迁移至水热液相造成污染转移,真正实现了飞灰中重金属的固定化。     

垃圾焚烧飞灰中重金属的药剂稳定化处理研究

以江苏某生活垃圾焚烧发电厂焚烧飞灰为研究对象,考察了硫化钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、TMT、ES有机鳌合剂5种化学药剂对飞灰重金属的稳定化效果,并选择无机药剂与有机药剂复配的方式对飞灰进行稳定化处理。结果表明:(1)5种化学药剂都对飞灰中的重金属具有一定的稳定化效果,其中有机鳌合剂效果明显优于无机药剂。无机药剂中硫化钠效果最佳,硫化钠投加量2.0%时Pb、Cd的浸出浓度均低于GB16889-2008的规定限值;有机鳌合剂中ES鳌合剂效果最佳,当其投加量为1.5%时Pb、Cd的浸出浓度可满足生活垃圾填埋场入场填埋要求。(2)ES鳌合剂和硫化钠复配使用时,当二者配比为4︰1时稳定化产物中Pb、Cd的浸出浓度低于GB 16889-2008的规定限值。     

硅铝调控与晶种诱导对水热稳定飞灰中重金属的协同影响

研究了选取的粉煤灰、膨润土、高岭土、硅藻土作为外源硅铝调理剂添加与雪硅钙石人工晶种诱导对150℃水热法稳定垃圾焚烧飞灰中重金属Pb、Zn、Cu、Cd、Cr的协同影响。飞灰由于富钙而低硅铝的元素特征,导致其在水热条件下无法直接合成沸石类,Pb的浸出浓度仍然超标;当单一或混合添加硅铝调理剂添加量为10%时,其水热产物中有水钙铝榴石或加藤石生成;提高添加量至30%时,均有目标雪硅钙石的生成,这与30%添加量下飞灰中Ca/(Al+Si)元素比接近雪硅钙石的理想元素比值0.67~1.20直接相关。混合添加30%的粉煤灰与硅藻土为最佳选择,水热产物Pb的浸出浓度降低至0.30 mg·L-1,且在此基础上再添加3%的诱导晶种可加速从第6 h开始即合成雪硅钙石,并使Pb的浸出浓度下降到最低值0.28 mg·L-1。硅铝调控(30%的复合硅铝调理剂,其中粉煤灰:硅藻土为1:1)与晶种诱导的协同影响下高效生成雪硅钙石,并显著抑制Pb、Zn等在水热过程中向液相的转移、降低其在水热液相中的浓度,使飞灰中的重金属在水热后确实稳定于水热固相产物中而非迁移至水热液相造成污染转移,真正实现了飞灰中重金属的固定化。     

钒铅锌矿硫酸浸出提取钒锌

钒铅锌矿含有多种有价金属,V品位高,具有较高的经济价值。本工作采用硫酸浸出法从该矿中提取钒锌,对浸出过程热力学进行分析,通过条件实验研究硫酸浓度、液固比、浸出时间、搅拌速率、浸出温度等条件对钒、铅、锌等主要有价金属浸出率的影响。结果表明,在较高pH值及较高温度下,浸出液中V会出现水解,含V的水解产物留在浸出渣中影响V浸出率。得到最优浸出条件为：硫酸浓度200 g/L,液固比3:1,浸出时间30 min,搅拌速率200 r/min,浸出温度为30℃。最优条件下V浸出率可达97.90%,Zn浸出率为97.11%,Fe浸出率<1%,Pb浸出率<0.01%。动力学分析结果表明,浸出过程的反应速率受扩散过程控制。酸浸过程使V和Zn进入浸出液,Pb和Fe留在浸出渣中,所得浸出液可使用离子交换或萃取法分离V和Zn。浸出渣中含钒0.41wt%、锌0.61wt%、铁15.50wt%、铅47.70wt%,主要成分为PbSO₄和FeO(OH),可返回火法炼铅系统。     

电弧炉熔融医疗垃圾焚烧灰的实验研究

利用处理量为2 kg的直流电弧炉对医疗垃圾焚烧的底灰、底灰与布袋飞灰的混合灰分别进行熔融实验研究,并比较了熔融前后灰和熔渣的化学成分、物相、微观形貌、浸出毒性及重金属残留率. 结果表明,底灰主要由复杂的硅酸盐晶体组成,布袋飞灰含有大量的硬石膏(CaSO4)、氯化钠(NaCl)晶体,熔融后两种熔渣均为无定形非晶态的玻璃熔岩. 底灰、混合灰熔融后减容率分别达到78%和80.5%;熔融前布袋飞灰浸出液中Pb, Cd, Zn浓度远超过危险废物填埋限值,熔融后的熔渣中重金属固化在Si-O网格中,渗沥液中浓度极低,完全符合环保要求. 熔融后2种熔渣中Pb, Cd, Zn的残留率较低,而且混合灰熔渣中重金属残留率均低于底灰熔渣.     

生活垃圾焚烧飞灰浸出毒性适宜方法的研究

通过硫酸硝酸法(HJ/T 299-2007)和醋酸缓冲溶液法(HJ/T 300-2007)两种方法浸提,对生活垃圾焚烧飞灰中重金属浸出特性进行了实验研究。结果表明:相比于硫酸硝酸法,醋酸缓冲溶液法重金属提取效率明显较高,尤其是Pb。因为醋酸缓冲溶液法浸出液pH整体呈碱性,且与Pb的两性性质有关,在较强碱性环境下,其浸出有增加的趋势。生活垃圾焚烧飞灰潜在环境风险较大,在填埋处理及综合利用时应充分考虑其浸出特性,选择正确的浸出方法对飞灰处理及综合利用的重要性。     

电炉镍铁渣重金属浸出研究

通过分析电炉镍铁渣的矿物成分和物相组成,考察不同粒度电炉镍铁渣的重金属含量,采用BCR(Bureau Community of Reference)连续提取方法和调节浸提剂pH值进行电炉镍铁渣的浸出测试。结果表明:粉末状电炉镍铁渣的重金属含量最高,完整电炉镍铁渣的重金属含量小于破损的重金属含量;电炉镍铁渣属于一般工业废物,不属于危险废弃物;水溶态中重金属Cd更容易浸出,重金属Cu、Ni在弱酸环境下更容易浸出,在可还原状态下重金属Cr、Pb和Mn更容易浸出,在可氧化态下Zn和Cu更容易浸出;除Cu和Pb外,pH值的降低会导致电炉镍铁渣中的重金属浸出量增大,呈L型浸出曲线,Cu在碱性环境下会加速浸出,而Pb只有在强碱环境下才会大量浸出,因此在强碱环境下要注意Pb的浸出检测。     

浸出液pH值对生活垃圾焚烧飞灰螯合物重金属Zn浸出结果影响的研究

通过对垃圾焚烧飞灰螯合物重金属浸出毒性检测过程中各个因素探究,发现浸提剂中醋酸含量、飞灰螯合物和浸提剂浸出反应后的pH(浸出终点pH)对于重金属Zn检测结果都有较大影响。因此对于飞灰螯合物重金属浸出毒性的检测,应精确控制浸提剂的配置方式,另外可通过浸提终点pH的指示作用,初步判断浸出液中重金属含量的大小。     

飞灰-污泥烧结物中重金属分布及形态分析

以垃圾焚烧飞灰与市政污泥为研究对象，探讨了飞灰与市政污泥混合物陶粒烧结温度和时间条件，开展了陶粒烧结物的形貌结构、物相分析及其重金属形态分布和含量变化。研究表明：在优化条件下，飞灰-市政污泥混合物在1150℃温度下烧结成型良好；陶粒烧结物中具有新矿物相生成，如CaAlSiO₄(OH)、CaSiO₃和CaAl₄O₇等矿物相，化学形态由不稳定形态转变为稳定形态；高温烧结后重金属Ba较为稳定的可氧化态F₃和残渣态F₄比例大幅度提高，其中残渣态F4所占比例提高到79%;Zn、Pb、Cu和Cr等金属可氧化态F₃可氧化态和残渣态F₄占比也得到了明显提高；Zn、Pb、Cu和Cr浸出浓度分别降低至0.33、0.003、0.03和0.01 mg/L，低于危险废弃物有害金属浸出浓度的最大允许限量。     

再生铅精炼碱渣中锡的富集研究

采用浸出-中和沉淀工艺回收富集再生铅精炼碱渣中锡。新产出碱渣在液固比3,反应时间1.5h,室温条件下浸出,锡浸出率达到93%以上;库存碱渣在液固比3,反应时间1.5 h,浸出温度60℃,氢氧化钠浓度100 g/L条件下锡浸出率达到68%的比较理想效果。通过对各种类型碱渣按照一定比例混合可以实现碱渣中锡的选择性浸出,浸出浆料中加入5‰的4‰PAM絮凝剂可以实现浸出浆料的快速液固分离。采用废旧铅酸电池拆解废硫酸对浸出液进行中和沉锡,在pH=6～8时浸出液中锡基本完全沉淀;中和沉淀物干燥后锡含量约为60%、铅小于2%、锑小于0.5%。