REMOVAL OF CADMIUM IN LEACHATE FROM WASTE ALUMINA BEADS USING ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGY

US Air Force uses alumina beads (aluminum oxide) as a blast media in routine maintenance operations. These spent alumina beads fail to pass the TCLP test for their cadmium contents. A chemical process consisting of leaching and electrochemical methods is investigated for the feasibility of treating the alumina beads. Dilute nitric acid was found the most effective solution for cadmium leaching. Electrochemical reduction was able to reduce cadmium content in the leachate from 180 mg/L to 15 mg/L. With consumable aluminum electrodes, electrochemical coagulation reduced the cadmium concentration to less than 1 mg/L. Electroflotation was effective for metal sludge, ferric, aluminum, and ferrous hydroxide separations with the assistance of commercial surfactants.     

用弗雷德盐去除土壤淋洗液中的镉

用模拟酸雨(pH=4)对高镉土壤(全镉为10.590 mg/kg)进行浸取。实验结果表明,模拟酸雨对土壤中镉的浸出率仅为其总镉的1%左右,但浸出液中镉的含量(0.108 mg/L)仍远高出GB 3838—2002地表水Ⅴ类水质的要求,也高于GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准(<0.01 mg/L),必须予以处理。弗雷德盐是以聚合铝为主要原料人工合成的层状双羟合物,它能以同晶取代、吸附或共沉淀形式去除水体中的重金属镉离子。研究表明,土壤浸出液中大量的Al3+、Fe3+会影响弗雷德盐对淋洗液中镉的去除,但处理后的镉含量仍可达到GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准。     

利用铝型材厂废铝渣制备聚合氯化铝的研究

以铝渣为原料,研究聚合氯化铝的制备工艺。通过单因素实验法考察了反应温度、反应时间、盐酸浓度、液料比（盐酸铝渣体积质量比）4个因素对氧化铝溶出率的影响。在单因素实验的基础上,通过正交实验,确定最佳工艺条件为：反应温度为90 ℃、反应时间为30 min、盐酸浓度为8 mol/L、液料比为1.5 mL/g。在最优的条件下,氧化铝的溶出率为13.01%。将自制的聚合氯化铝用于处理造纸中段废水,结果令人满意。     

蒸发母液中锂的提取

在神华集团“一步酸溶法”粉煤灰生产氧化铝工艺的蒸发结晶工序中,锂及其他金属元素（K、Na、Mg、Ca等）长期富集,分离结晶氯化铝的母液中锂含量高达429mg/L。为了提取蒸发母液中的锂元素,研究人员采用喷雾焙烧技术和纯水浸出技术,成功实现了高酸度和饱和氯化铝溶液中铝、锂元素的有效分离。结果表明：在最佳的实验条件下,即热风温度为390℃、料浆浓度为200g/L、料浆流速为60g/L时,室温下料浆中锂离子提取率高达93.67%（质量分数）。XRD表征手段证实：当焙烧产物为无定形氧化铝,并含有钠明矾石物相时,焙烧产物中锂离子提取率较高,可能归因于钠明矾石中钠离子数量较多及钠离子的尺寸效应引起的。该方法有效解决了蒸发母液中的锂元素高效回收问题。     

新法铝热炼镁还原渣提取高白氢氧化铝

新法铝热炼镁工艺以白云石和菱镁石为原料、以铝粉为还原剂,在真空还原获得金属镁的同时得到富含CaO·2Al₂O₃的还原渣,该还原渣可通过氢氧化钠和碳酸钠的混合碱液溶出得到铝酸钠溶液,并通过碳酸化分解制备氢氧化铝。以该工艺所得还原渣为原料,系统地研究各溶出条件对氧化铝溶出率的影响,并对碳分所得氢氧化铝进行性能检测。结果表明,在氢氧化钠浓度80 g·L^-1、碳碱浓度110 g·L^-1、溶出时间120 min、溶出温度95℃、液固比为6的条件下,炼镁还原渣中氧化铝的溶出率在85%以上。氢氧化铝产品白度均大于98,平均粒径为26.98 μm,能够达到高白氢氧化铝的要求。     

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。     

磷化铝处置残渣除氟实验研究

对含氟废水和含氟废渣中氟的去除,采用磷化铝处置残渣进行除氟实验研究.结果表明,含氟废水在pH为8～10,磷化铝处置残渣加入量为w=10％,0.1％PAM加入w=1％的条件下,废水中氟从1250 mg/L降至7.5 mg/L,除氟率达99.4％.处理后的含氟废水中氟低于GB8978-1996《污水综合排放标准》中氟化物(...     

黄陵煤泥制备聚氯化铝铁絮凝剂及絮凝性能研究

黄陵煤泥灰中Al2O3占19.67%,Fe2O3占7.23%,为了利用其较高的铝、铁含量,通过对煤泥灰进行煅烧活化、酸浸、聚合等过程,制备无机高分子絮凝剂聚氯化铝铁(PAFC)。正交实验表明,对铝铁浸出率影响最大的因素是煅烧温度,其次是酸浸时间,并得出最佳工艺条件为:煅烧温度800℃,煅烧时间2.5 h,盐酸浓度6 mol/L,液固比6,酸浸时间4.5 h。自制PAFC的红外光谱和扫描电镜图分析表明,产品中铝铁元素得到了很好的聚合。煤泥水絮凝实验表明,当PAFC投加量为30 mg/L,p H为6~8时,絮凝效果最好,透光率达到91.7%。     

电感耦合等离子体质谱法测定仿真饰品用塑料珠中可萃取的铅和镉含量

为了解仿真饰品用塑料珠对人体的安全性,讨论了用不同萃取方法(模拟人工汗液、0.07 mol/L的盐酸溶液、4%的乙酸溶液)处理塑料珠后,通过ICP-MS法测定塑料珠中可萃取的铅和镉的含量。实验结果表明,在弱酸性溶液条件下,塑料珠中的铅和镉对人体有潜在的健康危害。本方法操作简便,灵敏度高,准确性好,可以在高盐的情况下直接测定铅和镉的含量。在选定的实验条件下,铅和镉的浓度在0~20μg/L范围内线性关系良好,铅和镉的检出限分别为0.71μg/L和0.01μg/L,相对标准偏差(RSD)<1%。     

[EMIM]HSO4离子液体的合成及其在氧化铝电解中的应用

以N-甲基咪唑为原料合成了[EMIM]HSO4离子液体,采用红外光谱、核磁氢谱和热分析对产物进行了表征,并测定了与电解相关的物理性质,如密度、表面张力、粘度和电导率等,通过研究Al2O3在[EMIM]HSO4离子液体中的溶解度和电化学行为,探讨了其直接电解的可能性. 结果表明,[EMIM]HSO4在加热至270℃前比较稳定,密度和粘度均随温度升高而减小,在100℃时摩尔电导率为2.890 S×cm2/mol,满足电解质要求. 20℃时测得Al2O3在[EMIM]HSO4中的溶解度为3.81 g/L,满足直接电沉积对溶解度的要求. Al2O3在Pt电极上能发生电沉积,在-0.26 V发生铝的欠电位沉积,-0.54 V发生铝的沉积,电解过程受扩散控制.     

制备高纯超细氧化铝粉体新方法

以99.99% 高纯铝板为阳极原料,采用电化学方法制备氧化铝前体氢氧化铝,讨论分析了氢氧化铝的焙烧温度、保温时间对制备高纯超细氧化铝的影响,考察了不同电流密度放电对氧化铝形貌和粒度的影响。结果表明：在70 mA·cm^-2的较高电流密度下铝/空气电池放电过程可得到平均粒度为268 nm的氢氧化铝;制备的氢氧化铝经洗涤,在1400℃焙烧,保温3 h,可得到平均粒度为200 nm,形貌为近似球状的99.99% 的超细氧化铝粉体;而低电流密度所得氧化铝颗粒团聚严重。主要原因是高电流密度使放电过程中产生的氢氧化铝晶体的介稳区宽度变窄所致。     

电石渣烧结法从赤泥回收氧化铝

拜耳法赤泥中含有一定数量的氧化铝,从赤泥中回收氧化铝对于节约资源、改善环境、实现可持续发展都具有重要的意义。实验以电石渣为助剂活化赤泥,并考察了活化条件和浸出条件对赤泥中氧化铝浸出率的影响。实验得到最佳活化条件：电石渣与赤泥质量比为2.5、烧成温度为1 250 ℃、烧成时间为120 min。最佳浸出条件：浸出温度为85 ℃、浸出时间为120 min、Na2CO3质量分数为8%、液固比为3.0。在此条件下,赤泥中氧化铝的浸出率高达88.1%,得到的浸出残渣是一种良好的水泥混合材料。     

铝灰的回收利用和无害化处理研究及应用进展

铝灰是铝冶炼过程中产生的危险废物,铝灰中的氮化铝、氟化物、氯化物等具有易浸出的特性,加剧了对环境的污染,如何对铝灰资源化利用变成亟需解决的难题。本文阐述了不同铝灰的来源、成分及其危害,详细介绍了火法/湿法工艺对氧化铝和氮化铝、氟化物、氯化物的无害化处理及回收。通过综述铝灰无害化处理及回收利用工艺并结合实验提出了三步处理实现铝灰零废物排放的构想,即水洗预处理-铝资源湿法浸出-废渣利用,最后展望了铝灰综合利用未来的发展方向。     

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.     

二次铝灰硫酸铵焙烧提铝过程氟的迁移规律

采用硫酸铵焙烧-水浸法回收二次铝灰中的铝是实现其无害化与资源化最重要的途径之一。二次铝灰的无害化与资源化利用要求尾渣氟的浸出毒性满足国标要求(无机氟化物质量浓度低于100 mg/L)。二次铝灰中氟的浸出毒性远高于100 mg/L,故需深入研究二次铝灰硫酸铵焙烧-水浸提铝过程氟的迁移规律。借助复合氟离子电极、XRD、XPS、SEM和XRF研究了二次铝灰硫酸铵焙烧-水浸提铝过程氟的迁移转化行为。结果表明,延长焙烧时间、提高焙烧温度、增大硫酸铵配比可促进二次铝灰中的氟进入焙烧尾气;延长浸出时间、提高浸出温度、增大液固比有利于降低浸出渣中氟的含量和占比。在焙烧温度450℃、焙烧时间2 h、物料配比6:1、浸出温度85℃、浸出时间80 min、液固比6:1条件下,二次铝灰中43.85%的氟以气态形式进入尾气,23.92%的氟进入浸出液中,32.23%的氟以AlF3和AlF3?3H2O形式残留在浸出渣中。焙烧尾气经脱氟、喷淋吸收,可转化为硫酸铵;浸出液脱氟后可制备聚合硫酸铝,用作水处理剂;浸出渣的浸出毒性符合国家标准,可用作建筑材料,从而实现二次铝灰的资源化与无害化处理。     

利用海南高岭土制备氧化铝条件的研究

采用海南高岭土为原料制备纳米氧化铝成本低,可以提高海南高岭土的产品附加值,对海南经济发展具有重要意义。本研究采用正交试验方法,研究了盐酸质量浓度、酸浸温度及干凝胶煅烧温度对纳米氧化铝的提取率和结晶度的影响。结果表明干凝胶煅烧温度对氧化铝的提取率和结晶度影响最显著。为了提高氧化铝的提取率和结晶度,优化配比方案为:酸浸温度95℃左右,盐酸质量浓度为333mg/L,煅烧温度为950℃。     

Metal recovery by aged beads prepared using cell-suspension from the waste of beer fermentation broth

Lead, copper, and cadmium were adsorbed onto aged calcium alginate beads containing cell-suspension from the waste of beer fermentation broth. Beads prepared by adding 0.6% (w/v) sodium alginate into the cell suspension from the waste of beer fermentation broth and making the cell suspension drop into the 1% (w/v) calcium alginate solution were stored in the 1% (w/v) calcium chloride solution for 1 year. The specific metal uptake of the aged cell-suspension immobilized bead was 312 mg Pb²⁺, 158 mg Cu²⁺, and 112 mg Cd²⁺/g bead dry weight at pH 7.5 of the metal solution, respectively. The relation between the specific metal uptake by the aged cell-suspension immobilized beads and the equilibrium metal concentration was nonlinearly regressed and well described by the Freundlich isotherm. The specific cadmium uptake capacity of aged cell-suspension immobilized beads was between the specific cadmium uptake capacities of commercial beads Duolite GT-73 and Amberite IRA-400 and higher than those of the fresh Saccharomyces cerevisiae ATCC 834 and Saccharomyces cerevisiae ATCC 24858 immobilized beads.     

粉煤灰提取氧化铝技术研究进展

粉煤灰的高附加值资源化关系经济建设和环境保护两大重要问题.粉煤灰是工业固体废料但也是一种重要的潜在铝资源,从粉煤灰中提取氧化铝备受瞩目.重点分析总结了粉煤灰中氧化铝提取技术进展,根据处理手段的不同,氧化铝提取技术分为烧结法和直接湿法浸出两大类.石灰石烧结法、碱石灰烧结法和纯碱烧结法是烧结法最主要的三种工艺,相关研究众多,但大多仅限于实验室;湿法酸浸潜力巨大,已有盐酸浸出法成功应用于工业,但浸出过程的研究亟待充实和深入;湿法碱浸工艺仅有很少量的实验室研究.因此,湿法酸浸工艺是未来研究的一个重要方向.     

假白榴正长岩提钾滤渣硅铝分离的研究

假白榴正长岩提钾滤渣中的主要物相为沸石Na6[AlSiO4]6.4H2O,富含氧化铝和氧化硅。采用高压水化学法,按CaO/SiO2=1.0(摩尔比)加入Ca(OH)2进行碱热浸取可实现滤渣中的硅铝分离。实验得出的优化条件为:反应温度280℃,反应时间30 min,碱的加入量为每处理100 g提钾滤渣需NaOH200 g。氧化铝的溶出率大于88%,碱浸滤液为高苛性比铝酸钠溶液,可用于制取氢氧化铝和氧化铝产品。该工艺在综合利用非水溶性钾矿的同时,为铝业生产提供了新资源。     

煤灰渣酸浸提铝试验

为实现煤炭资源化分级利用,对东北某热电厂循环流化床锅炉灰渣进行提铝研究。用硫酸在不同的反应条件下酸浸,以获得较高的铝浸出率和合适的酸浸条件,产品为富含硫酸铝的酸浸液和高硅提铝残渣。酸浸实验结果表明,较为合适的酸浸条件为:5mol/L的硫酸、105～110℃的酸浸温度、2h的反应时间和1:3的固液比,此时铝浸出率为91.5%,提铝残渣中SiO₂含量高达87.6%。X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明,原始煤灰渣中的铝元素主要以非晶态的化合物形式存在,而非晶态物质具有较高的化学反应活性,促成了较高的铝浸出率。因此,这种循环流化床锅炉的灰渣酸浸提铝提硅较为合适。