铜污泥中重金属形态分布及浸出毒性分析

结合目前有色冶金工业上普遍采用的石灰铁盐法工艺特点,首次采用改进的BCR连续提取法与毒性浸出实验相结合的方法对铜污泥（中和渣与铁砷渣污泥）的重金属形态分布与浸出毒性进行了系统的研究。结果表明：采用改进的BCR方法对铜冶炼污泥重金属元素形态进行提取,形态提取具有较高的回收率;As、Zn、Pb与Cd为中和渣与铁砷渣污泥中主要的重金属元素（质量含量As＞Zn＞Pb＞Cd）,其中中和渣含As高达58 566 mg/kg（折合5.85%）,铁砷渣含As为12 582 mg/kg（折合1.26%）;两种重金属形态分布差异主要体现在As的形态分布上,铁砷渣污泥中重金属稳定性较好,特别是砷的稳定性较中和渣高;中和渣污泥中,As主要以弱酸态形式存在（占68.01%）,Zn、Pb与Cd主要以残渣态存在;铁砷渣污泥中,As、Zn、Pb与Cd主要以残渣态存在,其中残渣态As占59.21%;浸出毒性结果显示两种污泥中砷的浸出毒性都远远超过国标GB 5085.3-2007规定值,因此铜冶炼厂污泥属于含高砷危险废弃物,而以弱酸态As为主的中和渣污泥浸出毒性较高,而主要以残渣态As存在的铁砷渣污泥浸出毒性较低。     

磷酸体系应用于失效磷酸铁锂电池正极材料回收的研究

以H_3PO_4-H2O_2溶液对除铝后的失效磷酸铁锂电池正极材料进行浸出锂实验,采用ICP-OES测定浸出液中Li+和Fe3+浓度,研究了H2O_2及H_3PO_4加入量、液固质量比(L/S)、反应温度、搅拌转速、反应时间及体系终态pH值对Li浸出率的影响,并对终态pH值为3.5得到的滤渣进行XRD分析,结果表明,Li浸出率随H2O_2及H_3PO_4加入量的增加而增大,但当H2O_2与H_3PO_4用量分别高于1.2倍、1.1倍反应计量时,锂浸出率增速趋缓;随着液固质量比的增大,Li浸出率呈现先增大后减小的趋势;在30~60℃反应温度对Li浸出率影响不明显;Li浸出率随搅拌转速的提高和反应时间的延长而增大,但搅拌转速高于30 r×min~(-1)、反应时间超过3.0 h后Li浸出率变化不明显;体系终态pH为3.5时,锂浸出率为99.21%、铁沉淀率为99.99%,浸出渣为Fe PO_4·2H2O。     

污泥焚烧灰渣中重金属的检测和毒性分析

采用ICP-OES和原子荧光光度计分析了污泥及其焚烧灰渣中重金属的种类和浓度,并对灰渣中重金属的浸出毒性进行分析。结果表明污泥焚烧灰渣中重金属种类多、浓度高,可依据不同重金属的挥发性大小将污泥中重金属划分为极易挥发重金属、易挥发重金属、中等挥发重金属和难挥发重金属四大类,实际污染控制中应重点关注重金属Hg、As、Cd、Pb四种重金属的控制;同时,毒性浸出实验结果表明污泥焚烧之后灰渣中重金属稳定性得到极大提高,可直接进行填埋处理,但做建材使用时仍存在很大的浸出风险。     

污泥焚烧底灰的理化性质及再利用技术

污泥焚烧底灰的处理处置与资源化利用是污泥焚烧过程中必须解决的难题。该文通过对两种不同的污泥焚烧底灰的粒径、抗剪、压缩固结性、渗透性以及重金属含量等理化性质进行了研究,并将其与原生污泥性质进行对比,分析焚烧处理对污泥理化性质的影响,并进一步根据焚烧底灰性质,探索其再利用途径。结果表明污泥焚烧底灰属于砂土,且抗剪强度较污泥焚烧前有明显增大,可达76．23～80．03kPa;重金属含量有所超标,但重金属浸出量均小于相应标准限定值,可进行路基材料、cO2捕集、填海造陆等再利用。     

污水污泥页岩烧结制品的重金属固化与水环境浸出稳定性

提高重金属固化程度与浸出稳定性是含重金属污水污泥处置和利用的前提。采用污水污泥并模拟提高其重金属Cr、Cu、Pb的含量,与页岩混合制备烧结砖和陶粒制品,研究重金属在页岩制品高温烧制过程中的固化率以及制品中重金属的水环境浸出稳定性,通过X射线衍射和扫描电子显微镜分析含重金属矿物的赋存形态和页岩制品微观形貌对重金属固化与浸出稳定性影响。与相同条件下焚烧纯污水污泥相比,重金属在页岩制品烧制过程中固化率明显提高,浸出毒性明显降低,重金属在页岩制品中易形成稳定的尖晶石型矿物以及页岩制品所具有的致密微观结构;相比烧结砖,陶粒中重金属固化程度和浸出稳定性更高,因为陶粒在更高温度下有利于尖晶石型矿物和致密结构形成。     

矿物质化合物对含油污泥焚烧过程中重金属迁移转化的影响

为了厘清矿物质化合物对含油污泥焚烧过程中重金属迁移转化的影响规律,以胜利油田罐底含油污泥为研究对象,在水平管式炉上分别进行了含油污泥添加CaO、Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO后的焚烧实验,对获得的焚烧底灰分别进行了重金属总量、浸出特性以及风险性分析。研究结果表明：矿物质在焚烧过程中形成的残渣对重金属均有一定的吸附作用,CaO对Cu、Cr、Pb和As的吸附效果最好,其中Cu的残留率达到93.40%。不同矿物质化合物对重金属浸出的抑制效果不同,其中Al₂O₃对Cr、Zn、Pb、As、Cd的浸出特性表现出了最强的抑制效果,且Zn、Pb和As的浸出率均低于5%。矿物质对重金属风险性影响的规律性不强,CaO和Al₂O₃对降低Zn和As的风险性效果较为显著,Zn和As生物有效态含量均低于18%。     

水洗焚烧飞灰作混合材所制备的水泥性能及重金属固化能力

焚烧飞灰是一种有重金属浸出风险的危险固体废弃物,将之无害化与资源化是理想的处置方式。本文研究焚烧飞灰水洗灰后作混合材对所制备水泥性能及重金属固化能力的影响。结果表明：水洗灰中依旧含有较高的氯,但是合适掺量下的水洗灰加入水泥后会促进水泥的粉磨,延长水泥的凝结时间,提升水泥的力学性能,5%掺量下3d和28d抗压强度分别提升了26.01%和4.52%。大部分重金属的浸出量低于设备检测下限未被检测到,少部分重金属浸出浓度远低于相关规范给出的限值。证明水洗焚烧飞灰有作混合材的潜力,在将其氯进一步处置后能增大在水泥中的添加量。     

面向道路利用的污泥焚烧灰渣性质测试与分析

近年来,污泥焚烧逐渐成为污泥处理的主要方式之一,但焚烧灰渣中含有重金属等有害物质,一旦处置不当将导致对环境的负面影响,因此,合理的处理方式非常重要。对污泥焚烧灰渣进行道路利用可实现解决处置问题与节约筑路成本的双赢,文中对上海市两座大型污泥处理厂A和B的污泥焚烧灰渣的粒度分布、矿物组分以及重金属含量等进行了测试与分析。研究表明,污泥焚烧灰渣的粒度分布与道路面层所需的矿物填料相似,并且其矿物组成与道路基层所需的火山灰质等水泥辅料相似,此外,焚烧灰渣中重金属元素含量除Cr外均能满足标准,且浸出浓度超标的风险较低。因此,污泥焚烧灰渣作为道路建材具有一定的应用前景。     

污泥不同热处理工艺产物磷的浸出回收实验研究

针对污泥阴燃处理灰渣开展了关于磷浸出回收性能的实验研究,并与传统焚烧和热解处理工艺所产生的焚烧灰和热解焦的磷浸出回收性能进行了分析对比。结果表明,热产物中磷含量与残碳含量有关,而热处理过程中磷留存率与反应剧烈程度等因素有关。热处理会降低污泥中磷的生物有效性,尤其是焚烧。污泥阴燃灰、焚烧灰和热解焦的磷浸出过程主要受反应物浓度和产物层扩散控制,浸出时间不应超过8 h。通过硫酸浸出污泥热处理产物的方法,单位质量热产物的磷浸出量为25.72~34.42 mg/g,可将原污泥中的磷回收59.30%~84.21%。进一步对浸出工艺进行工况优选,可在保持较高污泥磷回收率的同时大幅降低硫酸单位消耗量。     

污泥不同热处理工艺产物磷的浸出回收实验研究

针对污泥阴燃处理灰渣开展了关于磷浸出回收性能的实验研究,并与传统焚烧和热解处理工艺所产生的焚烧灰和热解焦的磷浸出回收性能进行了分析对比。结果表明,热产物中磷含量与残碳含量有关,而热处理过程中磷留存率与反应剧烈程度等因素有关。热处理会降低污泥中磷的生物有效性,尤其是焚烧。污泥阴燃灰、焚烧灰和热解焦的磷浸出过程主要受反应物浓度和产物层扩散控制,浸出时间不应超过8 h。通过硫酸浸出污泥热处理产物的方法,单位质量热产物的磷浸出量为25.72~34.42 mg/g,可将原污泥中的磷回收59.30%~84.21%。进一步对浸出工艺进行工况优选,可在保持较高污泥磷回收率的同时大幅降低硫酸单位消耗量。     

餐厨垃圾发酵液和洗涤剂联合作用对电镀污泥中重金属的浸出效果研究

以某城市电镀污泥为实验对象,研究单一餐厨垃圾发酵液、洗涤剂以及两者联合作用对电镀污泥中6种重金属的浸取效果。实验结果表明,发酵液对电镀污泥中重金属具有一定的浸出效果。污泥中6种重金属的浸出率从大到小排列为NiCuZnPbCrFe。在30.0±1.5℃温度下,浸出时间为12 h,餐厨垃圾发酵液与电镀污泥的固液比为20:1时,Ni的浸出率最大,可达43.98%。联合作用实验中,对于Cu和Pb,联合作用浸出效果最好,浸出率分别为23.96%和12.02%;对于Ni和Zn,洗涤剂的添加抑制了发酵液对这两种金属的浸出,相比于单一发酵液,浸出率从38.50%和11.80%下降到14.28%和3.31%;对于Fe和Cr,洗涤剂的添加能大幅度提高Fe、Cr的浸出率,效果好于单一发酵液浸出以及联合作用浸出。     

富硼渣硫酸浸出实验研究

以硼铁精矿含碳球团还原熔分得到的富硼渣为原料,研究了其物相成分,并进行硫酸浸出实验,探究了硫酸用量、反应温度、反应时间及液固比对硼浸出率的影响。结果表明,该富硼渣中三氧化二硼的质量分数达到20%,主要含遂安石相和橄榄石相。硫酸浸出实验中,硼浸出率随着硫酸用量、反应温度和反应时间的增加而增大,随着液固比的增大而减小。当硫酸用量为理论用量的80%、液固体积质量比为8 mL/g、反应温度为40 ℃、反应时间为60 min时,富硼渣中硼的浸出率达到93.56%。     

尾矿及其浸出液中重金属形态分析与评价

以人工添加重金属的钼尾矿为研究对象,采用BCR连续浸提法和TCLP浸出试验相结合的方法,研究尾矿中重金属的形态分布和浸出能力。结果表明,尾矿中重金属存在形式弱酸态和还原态总和均在90%以上,在合适的条件下很容易浸出;在pH 2.88的醋酸中浸提45 h,液固比大于80∶1 L/g时,重金属浸出率较大,而浸提温度、滤膜直径、振荡方式对重金属浸出率的影响因重金属的不同而有所不同,静置时间对重金属的浸出率影响可以忽略不计。     

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。     

尾矿及其浸出液中重金属形态分析与评价

以人工添加重金属的钼尾矿为研究对象,采用BCR连续浸提法和TCLP浸出试验相结合的方法,研究尾矿中重金属的形态分布和浸出能力。结果表明,尾矿中重金属存在形式弱酸态和还原态总和均在90%以上,在合适的条件下很容易浸出;在pH 2.88的醋酸中浸提45 h,液固比大于80∶1 L/g时,重金属浸出率较大,而浸提温度、滤膜直径、振荡方式对重金属浸出率的影响因重金属的不同而有所不同,静置时间对重金属的浸出率影响可以忽略不计。     

水泥固化作用对固体废弃物中重金属浸出特性的影响

近年来,越来越多的固体废弃物以较高的消纳率再生用于生产混凝土、砂浆等水泥基材料。为了研究水泥固化作用对固体废弃物中重金属浸出特性的影响,对不同种类和不同掺量比例固体废弃物砂浆进行了系统的重金属浸出试验研究。结果表明,重金属浸出浓度随着固体废弃物掺量比例的提高而增大;不考虑物理稀释作用,同种类固体废弃物的砂浆试样折算后的重金属浸出浓度比较接近;随着养护龄期的延长,重金属浸出浓度呈降低趋势。     

利用水泥窑协同处置市政湿污泥的工程试验研究

由于水泥窑具有高温、碱性、负压和稳定的氧化环境等特点,利用水泥窑协同处置市政污泥不仅解决了污泥围城的问题,而且焚烧后的污泥残渣固化为熟料可节约原料,是一种符合无害化和资源化原则的污泥处置途径。依托于中材某水泥窑协同处置市政污泥项目,本文进行了81%含水率湿污泥直接入分解炉焚烧的试验。结果表明,水泥窑协同处置湿污泥对熟料的品质不会造成不利影响,熟料的强度和重金属及其浸出含量均在相关标准限值内。     

不同pH值浸取液对重金属长期浸出行为的影响

本文采用不同pH值的浸取液,研究了水泥胶砂样品中各重金属在浸取液中的长期浸出扩散行为。结果表明:Cd,Mn,As三种元素均未检出;Cu离子在水溶液中,仍然具有较强的浸出性;Cd、Pb、Cr(Ⅵ)的浸出迁移性则随着浸取液酸度的增大而增强;浸泡180d后,各重金属的固化率仍在99%以上,且表面浸出率处于10-5cm.d-1的数量级,说明水泥产品中重金属的迁移是一个长期而缓慢的过程,不会对环境产生危害。     

电镀污泥中重金属最佳浸出条件的实验研究

研究了电镀污泥中重金属的浸出方法,对几种常用的浸出剂进行对比实验,最终选定硫酸作为浸出荆,并确定最佳漫出工艺条件:污泥细度为100目,每2 g污泥溶解在10 mL、pH值为1.5的硫酸溶液中,常温下振荡1.5 h.在该奈件下,污泥中重金属Cu,Ni,Zn,Cr的浸出率最高,均迭95%以上,为后续回收工艺奠定了较好的基础...     

某铅锌矿尾矿及废石Pb、Zn释放规律实验研究

为研究铅锌矿废石和尾矿对环境的潜在影响和危害,采用静态浸出实验,研究了溶液pH值和温度对铅锌重金属离子溶出的影响;采用模拟降水动态淋滤实验方法,研究了不同酸度下,铅锌重金属离子随时间的溶出规律。结果表明,在模拟降水动态淋溶条件下,铅、锌离子都有一定的溶出浓度,离子溶出浓度随淋溶时间延长而降低;与Pb2+相比较,Zn2+的溶出受淋溶液pH值及淋溶时间的影响更大,对强酸性淋溶很敏感。