铬渣-水泥体系物理性能及其Cr(Ⅵ)的控制研究

探讨了铬渣的胶凝活性,研究了不同掺量铬渣对水泥浆体性能的影响。同时,通过掺入沸石、粉煤灰及矿渣微粉等矿物外加剂,探讨了这3种矿物外加剂对铬渣-水泥体系物理性能的影响及其对Cr(Ⅵ)的控制作用。结果表明,铬渣具有良好的胶凝活性,矿渣微粉的加入对Cr(Ⅵ)的浸出有良好的控制作用。     

铬铁矿无钙焙烧渣的SO_2还原解毒

系统地对铬铁矿无钙焙烧渣进行了表征,并研究了SO_2还原解毒铬渣,提出了机械活化与SO_2还原相结合的解毒工艺。结果表明,该铬渣主要物相组成是(Fe,Mg)(Cr,Fe)_2O_4和MgAlFeO_4,铬渣中Cr_2O_3含量为12.23%,铬渣粒径越小,含有的总Cr(Ⅵ)、水溶性Cr(Ⅵ)、难溶性Cr(Ⅵ)量越小。SO_2还原解毒铬渣工艺过程中搅拌能有效强化外扩散过程,液固比增大有利于铬渣中Cr(Ⅵ)的浸出,铬渣中Cr(Ⅵ)的浸出随温度升高先增加后急剧降低,反应体系中压力变化对铬渣还原解毒效果影响不大。优化的SO_2还原解毒铬渣条件为:压力0.1 MPa、温度60℃、搅拌速度500 r·min~(-1)、反应时间60 min,此时铬渣中Cr(Ⅵ)的去除率达90%;机械活化90 min的铬渣进行SO_2还原解毒60 min后,渣中的Cr(Ⅵ)去除率达到98.1%,含量降至25 mg·kg~(-1)以下,达到国家排放标准。     

铬铁矿无钙焙烧渣的SO2还原解毒

系统地对铬铁矿无钙焙烧渣进行了表征,并研究了SO₂还原解毒铬渣,提出了机械活化与SO₂还原相结合的解毒工艺。结果表明,该铬渣主要物相组成是（Fe,Mg）（Cr,Fe）₂O₄和MgAlFeO₄,铬渣中Cr₂O₃含量为12.23%,铬渣粒径越小,含有的总Cr（Ⅵ）、水溶性Cr（Ⅵ）、难溶性Cr（Ⅵ）量越小。SO₂还原解毒铬渣工艺过程中搅拌能有效强化外扩散过程,液固比增大有利于铬渣中Cr（Ⅵ）的浸出,铬渣中Cr（Ⅵ）的浸出随温度升高先增加后急剧降低,反应体系中压力变化对铬渣还原解毒效果影响不大。优化的SO₂还原解毒铬渣条件为：压力0.1 MPa、温度60℃、搅拌速度500 r·min^-1、反应时间60 min,此时铬渣中Cr（Ⅵ）的去除率达90%;机械活化90 min的铬渣进行SO₂还原解毒60 min后,渣中的Cr（Ⅵ）去除率达到98.1%,含量降至25 mg·kg^-1以下,达到国家排放标准。     

用亚硫酸氢钠处理铬渣的探索

铬渣是重金属废渣的一种,其中水溶性Cr(Ⅵ)和酸溶性Cr(Ⅵ)的浸出,严重污染环境。湿法解毒是处理铬渣的一种重要手段,本实验选用亚硫酸氢钠还原铬渣浸出液中的Cr(Ⅵ)。结果表明,在酸性条件下Cr(Ⅵ)的还原效果最明显,Cr(Ⅵ)最大程度地被还原。反应过程中pH、亚硫酸氢钠用量对Cr(Ⅵ)的转化具有重要影响。     

解毒铬渣中残余Cr(Ⅵ)溶取方法探讨

测定解毒铬渣中残余Cr(Ⅵ)的含量有助于判断微波方法处理铬渣的有效性。研究在微波辐照下,以煤为还原剂得到的解毒铬渣中残余Cr(Ⅵ)的溶取方法,并分别讨论了溶取剂、煤量、固液比等影响因素对溶取效果的影响。结果表明,解毒铬渣中的Cr(Ⅵ)可用质量分数为1%的NaOH为溶取剂,固液比(g∶mL)为1∶1 000,在高温高压、密闭环境下溶取,经冷却、过滤后用二苯碳酰二肼分光光度法测定残余Cr(Ⅵ)含量。     

煅烧-碱浸法从钒铬还原渣中分离回收钒铬

通过煅烧-碱浸法从钒铬还原渣中分离回收钒铬,考察了煅烧反应过程并探讨了煅烧-碱浸条件对浸出钒的影响。结果表明:煅烧过程中Cr(Ⅲ)和V(Ⅳ)反应生成中间产物CrVO4,随后CrVO4分解为Cr2O3和V2O5;相同浓度条件下,在V2O5浸出效果方面NaOH要优于Na2CO3,提高浸出介质浓度和延长浸出时间有利于V2O5的浸出,而浸出温度对V2O5浸出无明显影响,钒铬还原渣在850℃煅烧1.5 h后经3 mol·L?1 NaOH在90℃浸出1.5 h,滤渣中的Cr2O3质量分数高于96%,钒、铬的浸出率分别为87.3%和小于1%,另外,利用酸性铵盐法能够沉淀滤液中97%的钒。     

铬渣玻璃化固化铬离子

以铬渣为主要原料,加以石英砂等矿物原料制成玻璃,采用X射线衍射仪判断玻璃化程度;采用粉末法制成玻璃水浸溶液,并用原子吸收分光光度计测定玻璃中铬离子浸出率;分析温度、硅氧比fSi对浸出率的影响。研究表明:铬渣玻璃化后,常温状态下,玻璃中铬离子浸出率为3.4×10-7/h左右,溶液中Cr6+浓度为2.5×10-10左右,固化效果突出,能较好地解决环境污染问题;铬离子浸出率与玻璃中硅氧比有关,较小的硅氧比有利于减少Cr6+浸出率,并提高铬渣使用量,使用中fSi宜小于0.25。     

铬渣-水泥体系的性能及Cr(Ⅵ)渗出的控制研究

本文探讨了铬渣的胶凝活性，研究了不同掺量铬渣对水泥浆体性能的影响。同时，通过矿渣微粉的掺入，探讨了矿粉对铬渣一水泥体系性能的影响厦其对其Cr（Ⅵ）浸出的控制作用。结果表明，铬渣具有良好的胶凝活性，矿渣微粉的复合掺入对Cr（Ⅵ）的浸出有良好的控制作用。     

铬渣中铬的浸取实验研究

以铬渣为原料,加入钠盐,通过高温煅烧将不溶性的铬氧化物转变为可溶性的铬酸盐,从而达到分离提取铬的目的。研究结果表明:高温煅烧的最佳工艺条件为:煅烧温度600℃,m(氢氧化钠)=0g,m(Na_2CO_3)∶m(铬渣)=2∶5,m(NaNO_3)∶m(铬渣)=3∶5,煅烧时间2.5h。在最佳工艺条件下,铬浸出率可达91.38%     

铬污染紫色黏土的资源化再利用研究

选择四川省具有代表性的铬污染紫色黏土作为研究对象,选用FeSO4对污染土壤中Cr(Ⅵ)进行解毒,使土壤中浸出Cr(Ⅵ)浓度(1745.13±27.93)mg/kg,总铬(1768.83±57.24)mg/kg分别降到(17.65±2.28)mg/kg和(69.79±8.61)mg/kg,同时测定不同药剂投加量下,被还原土壤中浸出Cr(Ⅵ)以及浸出总铬的变化趋势以及铬在土壤的各形态的相互转变情况;发现FeSO4主要将铬形态由水溶+碳酸盐结合态转变到铁锰结合态;之后对还原解毒后的土壤进行马弗炉高温煅烧实验后污染土壤的浸出Cr(Ⅵ)和总铬浓度分别降至1.11±0.59mg/kg、1.69±0.34mg/kg,该浓度远远低于国家要求生产的砖块和砌块的浸出浓度标准限值,为铬污染土壤的资源化再利用提供了理论基础。     

不同异位修复工艺对高浓度铬渣污染土壤中Cr的去除特性

以我国某铬盐厂的两种不同污染特性铬渣污染土壤（A土和B土）为研究对象,探讨了三种异位修复工艺（淋洗、稳定化、湿法解毒）去除铬渣污染土壤中总Cr和Cr（Ⅵ）的效果,并采用改进BCR顺序提取法分析了不同修复工艺对土壤中各形态Cr的去除效果。实验结果表明,三种异位修复工艺对铬污染土壤中Cr（Ⅵ）的去除效果为湿法解毒 > 稳定化 > 淋洗,湿法解毒工艺对A土、B土中Cr（Ⅵ）的去除率分别高达83.26%、92.94%;对铬污染土壤总铬去除效果最佳的是异位淋洗工艺,异位淋洗工艺对A土、B土总铬消减分别达54.87%、80.16%。异位淋洗工艺实现了对水溶态Cr（Ⅵ）、酸溶态Cr（Ⅵ）的泥水分离,是总铬消减的主要原因;稳定化工艺和湿法解毒工艺降低了土壤pH,促进了水溶态Cr、酸溶态Cr及可还原态Cr向可氧化态Cr的转化,因此土中总Cr并未发生显著消减。高浓度铬渣污染土壤经三种异位修复工艺处理后,A土Cr（Ⅵ）仍然残留736.6 mg·kg^-1,B土Cr（Ⅵ）仍然残留245.47 mg·kg^-1,酸溶态Cr的残留是导致三种工艺修复Cr（Ⅵ）效果受限的主要原因。     

固化铬渣的解毒研究

为了处理某含有较低毒性的固化铬渣,首先通过超声破解的方法浸出固化铬渣中的六价铬,再利用水合肼对浸出液中的六价铬进行还原处理,并探讨多种因素对六价铬还原的影响。结果表明：超声处理5 h可以使大部分的六价铬从固化铬渣中浸出;在碱性范围内,投料比、反应温度、反应时间及pH对六价铬的还原影响显著。反应的最佳实验条件为：反应温度为60 ℃、浸出液的pH为8.5、n（水合肼）∶ n（六价铬）=130∶1、反应时间为30　min。在最佳实验条件下,六价铬的去除率达到了98.6%,六价铬的最终质量浓度为0.09 mg/L。     

交联薯渣黄原酸酯对废水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

交联薯渣黄原酸酯(CCX)废水中Cr(Ⅵ)离子的吸附,探讨了pH值、温度、吸附时间、CCX含硫量、Cr(Ⅵ)初始浓度等因素对其吸附效果的影响。结果表明,当CCX加入量为理论加入量的3.0倍时,pH为2.5,在45℃下搅拌反应50 min,对Cr(Ⅵ)的吸附容量为37.76 mg/g,去除率达到99.69%,处理后的废水中Cr(Ⅵ)浓度为0.15 mg/L,低于国标排放标准(0.5 mg/L)。并通过红外光谱和热重分析,对CCX吸附Cr(Ⅵ)的机理进行了探讨。     

高岭土负载壳聚糖处理铬渣污染地下水

采用高岭土负载壳聚糖复合吸附剂吸附处理铬渣污染的地下水,确定了最佳反应条件:壳聚糖与高岭土质量比为0.06,pH为4,吸附时间60 min,吸附剂用量为2.00 g/L,在此条件下去除率可达94.67%,Cr(Ⅵ)由0.5mg/L降至0.026 mg/L,可满足GB/T 14848—1993的Ⅲ类标准要求。该吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合Freundlich、Langmuir和D-R吸附等温模型,主要以物理吸附为主。研究表明高岭土负载壳聚糖适于处理铬渣污染的地下水。     

一氧化碳脱毒铬渣制备水泥矿物掺合料

实验研究了模拟一氧化碳工业废气解毒的脱毒铬渣制备水泥矿物掺合料时,其添加比对胶砂试件抗压、抗折强度及凝结时间的影响,测定了试件中总铬（Cr）和六价铬Cr（Ⅵ）浸出浓度,并采用半动态浸出实验测定其有效扩散系数D和扩散因子L。结果表明,细磨后的脱毒铬渣符合水泥矿物掺合料的性能要求,随着添加比例的增加,胶砂凝结时间增加,抗压、抗折强度下降,但各实验组试件均达到C60的强度等级要求。试件中Cr（Ⅵ）和总Cr的D值达到10^-10~10^-9数量级,L值>9,迁移能力极低,证明制备矿物掺合料是一种安全有效的脱毒铬渣资源化处置方法。     

黄磷尾气解毒铬渣

研究了黄磷尾气解毒铬渣。实验方法及工艺条件：将六价铬（铬酸钠）质量分数为1%的铬渣粉碎至粒度小于75 μm,取5 g样品加入石英管中,加热到600 ℃,反应20 min,然后在黄磷尾气气氛中冷却至200 ℃以下。实验结果表明,在上述条件下可以将铬渣中六价铬质量分数降至0.3 mg/kg,并且铬渣不会返黄。     

有机改性膨润土用于含铬废水处理和 铬污染土壤修复的探究

用有机改性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）对钠基膨润土进行改性,研究了钠基膨润土改性前后对废水中Cr（Ⅵ）的吸附效果。探讨了吸附时间、溶液pH、膨润土投加量、吸附温度等对吸附效果的影响。实验得到钠基膨润土的最佳吸附条件：40 min、pH=7.0、15 g/L、20～30 ℃;改性膨润土的最佳吸附条件：40 min、pH=6.0、10 g/L、30 ℃。通过有机改性,吸附效果从50%显著提升至95%以上,表明改性膨润土对废水中Cr（Ⅵ）具有更好的去除效果。实验进一步探讨了改性膨润土对Cr（Ⅵ）的吸附规律,改性膨润土对Cr（Ⅵ）的吸附行为符合Langmuir方程,还初步考察了改性膨润土应用于铬污染土壤的修复效果,对铬污染土壤的修复效果明显优于钠基膨润土,去除率达90%以上。     

粉煤灰硬化体中Cr(Ⅵ)的渗滤溶出行为

模拟雨水通过土壤的渗滤过程,进行了粉煤灰硬化体渗滤溶出试验.研究了外界水渗透通过粉煤灰硬化体时,其中可溶性Cr(Ⅵ)在硬化体、土壤、渗滤液中的迁移转换规律,评估了粉煤灰硬化体中Cr(Ⅵ)的溶出及其对土壤和地下水可能产生的影响.结果表明:水渗透通过粉煤灰硬化体时,会将其中部分的Cr(Ⅵ)带出,转移到土壤和渗滤液中;渗滤液中Cr(Ⅵ)的累计量与时间的对数呈线性增加关系,Cr(Ⅵ)的溶出过程主要受扩散控制;渗滤后体系中可溶性Cr(Ⅵ)总量显著减少,说明Cr(Ⅵ)在从硬化体向土壤和渗滤液中的迁移过程中还存在着形态的变化.灰色关联分析表明:溶出过程中,Cr(Ⅵ)的溶出与Ca2 和Na 的溶出有较密切的相关性.     

煅烧-碱浸法从钒铬还原渣中分离回收钒铬

通过煅烧-碱浸法从钒铬还原渣中分离回收钒铬,考察了煅烧反应过程并探讨了煅烧-碱浸条件对浸出钒的影响。结果表明：煅烧过程中Cr（Ⅲ）和V（Ⅳ） 反应生成中间产物CrVO₄,随后CrVO₄分解为Cr₂O₃和V₂O₅;相同浓度条件下,在V₂O₅浸出效果方面NaOH要优于Na₂CO₃,提高浸出介质浓度和延长浸出时间有利于V₂O₅的浸出,而浸出温度对V₂O₅浸出无明显影响,钒铬还原渣在850℃煅烧1.5 h后经3 mol·L^-1 NaOH在90℃浸出1.5 h,滤渣中的Cr₂O₃质量分数高于96%,钒、铬的浸出率分别为87.3%和小于1%,另外,利用酸性铵盐法能够沉淀滤液中97%的钒。