污酸废水中铜和砷的气-液梯级硫化与分离（英文）

通过气-液硫化反应初步分离污酸废水中的铜和砷,并将一级铜、砷分离渣按一定比例加入污酸原液中实现溶液中铜和渣中砷的置换分离。考察反应时间、温度和H2S用量对铜、砷去除率的影响,同时考察固液比、时间和温度对铜、砷置换反应的影响。当在50℃时加入20mmol/L的H2S时,在0.5min时间内即可使铜的去除率达到80%以上,且砷的去除率约为20%。将铜、砷一级分离渣按照10%以上的固液比例加入污酸废水中,在20℃下10min后由于铜、砷置换作用,废酸中铜和砷分离率达到99%以上。沉渣中主要物相为CuS,富集的铜渣中铜的质量分数为63.38%。     

铝钙粉浸出渣制备沸石及其对锌冶炼废水的吸附性能

以聚合氯化铝(PAC)生产过程中铝钙粉浸出渣为原料,通过酸浸-焙烧-水热晶化工艺制备沸石,并研究其对锌冶炼废水中重金属的去除效果。结果表明:铝钙粉浸出渣通过酸浸-焙烧-水热晶化过程,当原料n(SiO_2)/n(Al_2O_3)=2时,产物物相为结构完整的A型沸石;当原料n(SiO_2)/n(Al_2O_3)=6时,产物物相为结构完整的P型沸石。拟二级动力学方程计算得到A型沸石对Zn~(2+)、Cd~(2+)的平衡吸附量分别为97.09、12.39 mg/g,P型沸石对Zn~(2+)、Cd~(2+)的平衡吸附量分别为57.84、10.82mg/g。Freundlich吸附等温线拟合结果表明,A型沸石和P型沸石吸附Zn~(2+)、Cd~(2+)机理均为非均相表面的复杂吸附。当废水pH为8、吸附温度为25℃、吸附时间为150 min时,采用A型沸石处理锌冶炼废水,产渣量为1.1 g/L,废水中Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、总砷(AsT)浓度分别由1.68、13.12、147.00、15.14、4.06 mg/L降至0.06、0.05、0.52、0.03、0.01 mg/L,达到《铅、锌污染物排放标准》(GB25466—2010)。     

铝钙粉浸出渣的活化及其在锌冶炼废水处理中的应用

以PAC生产过程中铝钙粉浸出渣为原料,采用盐酸和氢氧化钠进行活化,并对其在锌冶炼废水中吸附重金属的性能进行研究。考察铝钙粉浸出渣及其活化产物结构、比表面积、孔结构的变化,分析了pH值、吸附时间和重金属浓度对其吸附性能的影响,并以氢氧化钠活化产物为吸附剂进行了工业实验。结果表明:铝钙粉浸出渣经盐酸和氢氧化钠活化后,其结构均由岛状变为层状。铝钙粉浸出渣、盐酸活化产物和氢氧化钠活化产物的比表面积分别为21.8、63.1、28.1 m~2/g,BJH孔径分别为36.06、43.54和236.35 nm,孔容分别为0.03、0.09和0.14cm~3/g。pH=8,吸附温度为25℃,吸附时间为150min时,由Langmuir方程得到铝钙粉浸出渣对Cd~(2+)、Zn~(2+)和As(V)的饱和吸附量分别为2.81、497.57和2.45mg/g,盐酸活化产物对Cd~(2+)、Zn~(2+)和As(V)的饱和吸附量分别为3.44、516.32和2.04 mg/g,氢氧化钠活化产物对Cd~(2+)、Zn~(2+)和As(V)的饱和吸附量分别为7.64、526.32和4.72 mg/g。工业实验结果表明:吸附过程具有化学吸附特征,废水中Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)和As(V)的浓度由1.68、13.12、147.00、15.14和1.56 mg/L降至0.01、0.05、0.52、0.03和0.02 mg/L,达到《铅、锌污染物排放标准》(GB25466—2010)。     

锌冶炼污酸处理的生命周期评价（英文）

采用生命周期评价方法对锌冶炼过程中的两种污酸处置工艺进行评价和对比。结果表明,气液硫化法的环境影响主要为人体毒性、非生物资源耗竭和全球变暖潜值,这些环境问题主要由中和-蒸发-结晶与电渗析单元造成;同时传统石灰石中和法中的硫化单元也是环境影响的主要来源,且石灰石中和法的总环境影响比气液硫化法高很多。结合敏感性分析发现,气液硫化法和石灰石中和法敏感度因子均为电和硫化钠(60%),且石灰石中和法处置单位污酸的总成本约为气液硫化法的27倍。     

锌冶炼中浸渣锌还原浸出机制与动力学

以锌冶炼中浸渣为研究对象,研究中浸渣的化学成分及锌的存在形态,锌主要以铁酸锌形式存在。采用SO2做还原剂,研究温度、初始硫酸浓度、二氧化硫分压对锌浸出效率的影响,并分析中浸渣中锌还原浸出反应机制及动力学。结果表明:H+在锌还原浸出过程中起关键作用,锌还原浸出反应活化能为31.67 k J/mol,为化学反应控制;SO2做还原剂时,反应时间、液固比及初始酸度均大幅降低。反应最佳工艺条件:初始硫酸浓度80 g/L、温度95℃、液固比(L/S)10 m L/g、二氧化硫分压200 k Pa、反应时间120 min。该工艺条件下,中浸渣中锌浸出率达99%以上。XRD和ICP分析表明:中浸渣中铁酸锌分解,硫化锌在该反应条件下未完全浸出,还原浸出渣中主要化学成分为铅和锌,主要物相为Pb SO4和Zn S。     

含Al、Ca复合除氟剂在含氟硫酸锌溶液中的除氟性能

采用共沉淀法制备新型的含Al、Ca复合除氟剂。结果表明:在含100 g/L Zn~(2+)、160 g/L H2SO4和450 mg/L F-的硫酸锌电解液中复合除氟剂除氟的最优条件为:p H=3,t=90 min,w=4 g/L,θ=25℃。此时,F-浓度可降低至20 mg/L以下,除氟率可达96%,除氟剂吸附容量达108 mg/g。结果表明:仅当Cl-浓度大于800 mg/L时,复合除氟剂的除氟率降至93%。SO4~(2-)和Zn~(2+)的浓度对复合除氟剂的除氟效果没有影响,除氟率一直保持在96%左右,除氟过程锌损失率小于5%。吸附平衡曲线结果表明:该型复合除氟剂的吸附过程符合Langmuir单层吸附模型,最大理论吸附容量143.3 mg/g。     

二氧化硫还原分解铁酸锌及锌浸渣工艺

锌冶炼浸出渣中锌主要以铁酸锌的形式存在,针对锌浸渣中铁酸锌难于分解的问题,以铁酸锌作为研究对象,研究二氧化硫作用下铁酸锌中锌的溶出和Fe(Ⅲ)的还原行为。考察初始硫酸浓度、液固比、二氧化硫通入量、反应时间、反应温度对二氧化硫还原分解铁酸锌行为的影响。结果表明:最佳反应条件如下,初始硫酸浓度120 g/L、液固比11:1、二氧化硫通入量0.41×10~(-2)mol/g、反应时间120 min、反应温度105℃。在最佳反应条件下,对锌浸渣开展还原浸出实验,锌的浸出率能达到99%以上,Fe(Ⅲ)的还原率能达到98%。通过ICP-MS和XRD分析表明,锌浸渣中的铁酸锌完全分解,还原浸出渣的主要成分为锌和铅,分别以ZnS和PbSO_4的形式存在。     

硫酸亚铁在高温水溶液中的结晶行为

针对赤铁矿法除铁过程中硫酸亚铁结晶会造成管道堵塞、除铁后液铁离子浓度较高等问题,通过研究硫酸亚铁的结晶行为,探索硫酸亚铁晶体对沉铁过程的影响,研究静止吸附、温度、Zn~(2+)浓度、Mg~(2+)浓度对硫酸亚铁结晶行为的影响。结果表明:随着温度的升高硫酸亚铁的溶解度降低,在160～180℃之间硫酸亚铁的溶解度急剧下降,硫酸亚铁大量结晶。Zn~(2+)和Mg~(2+)的加入都会降低硫酸亚铁的溶解度,硫酸亚铁溶解度急剧降低区间从160～170℃变为170～180℃。当温度190℃时,Fe~(2+)浓度为30 g/L,Zn~(2+)浓度为140 g/L,Mg~(2+)浓度为5 g/L,反应后液Fe~(2+)浓度为1.4 g/L,94.71%的Fe~(2+)结晶。     

铁基生物絮凝剂去除废水中的氟和铅

采用自制的铁基生物絮凝剂对废水中氟、铅进行脱除。考察铁基生物絮凝剂投加量、pH、反应时间对F、Pb2+去除效果的影响。结果表明:随铁基生物絮凝剂投加量的增加,F、Pb2+去除率上升;酸性条件有利于F去除率的提高,碱性条件有利于Pb2+去除率的提高;随反应时间的延长,F、Pb2+去除率先上升后下降。在铁基生物絮凝剂投加量为7.5%(体积分数),pH值为6,反应时间为20 min的条件下,F、Pb2+去除率分别为69.75%和99.89%,水中残余F、Pb2+浓度分别为6.05 mg/L和0.226 mg/L,均低于国家《铅、锌工业污染物排放标准》(GB25466—2010)规定的限值。     

抗硫碳钢在CO2／H2S溶液中的腐蚀电化学行为

通过失重法、动电位极化扫描、交流阻抗测试等方法研究抗硫碳钢在CO2/H2S共存的3%NaCl溶液中的腐蚀电化学行为.结果表明:在30℃时,溶液的pH值愈小,硫化膜在电极表面上的沉积量愈少,阴、阳极极化的程度越低;溶液的pH值降低,硫化膜由富S型转变为保护性较弱的富Fe型,且Cr(OH)3和Cr2O3含量的降低,在一定程度上降低了硫化膜的保护作用.溶液的pH=4和H2S浓度>100 mg/L时,H2S对抗硫碳钢的阳极过程无促进作用;溶液的pH=2时,随H2S浓度的增大,电极反应为H+的自催化反应.     

湿法炼锌窑渣与污酸联合浸出新工艺

湿法炼锌过程中产生的窑渣含有大量的有价金属。锌冶炼污酸具有成分复杂、酸度高、含有大量的砷及其他重金属离子的特点。根据锌窑渣和污酸的理化性质,将二者进行联合浸出处理,考察反应时间、反应温度、液固比、H_2O_2加入量、窑渣粒径对锌窑渣与污酸联合浸出行为的影响。结果表明:在反应时间3 h、反应温度50℃、液固比(mL/g) 10:1、H_2O_2加入量为16 mL、窑渣粒径75～106μm条件下进行二段逆流浸出,铜、铁、锌的浸出率均高于90%。浸出后液的酸度从172.48 g/L降至20 g/L左右,砷浓度达9 g/L左右,为后续沉砷处理提供了条件。另外,对浸出渣进行分析,可知浸出渣中主要物相为CaSO_4·2H_2O、SiO_2和焦炭,其中银品位最高达484.7 g/t,可作为提银原料。     

FV(520)B 不锈钢高温高压条件下硫化腐蚀初始阶段机理研究

目的研究高温高压条件下FV(520)B不锈钢硫化初始阶段的腐蚀机理。方法在573 K,H2S分压为1.5 MPa条件下制备硫化腐蚀试样,利用XPS,SEM等分析硫化膜成分、元素含量及分布。结果硫化膜为双层膜结构,外层成分为Fe7S8,Fe S2和Ni(1-x)S,内层成分为Fe7S8,Fe S2,Ni(1-x)S和Cr2S3。XPS数据显示Fe7S8,Fe S2中存在Fe2+和Fe3+,且Fe3+平均原子数分数分别为36.53%和35.78%,Ni(1-x)S硫化物中存在Ni2+,Ni3+,且Ni3+的平均质量分数约为32.08%。结论铁镍硫化物的主要缺陷为阳离子缺陷,且缺陷浓度较高,内层中Cr2S3抑制Fe,Ni离子向外迁移,但硫化初期阶段Cr2S3的含量少,抑制作用不明显。     

剩余污泥与人造沸石复合体系去除废水中的钙离子

采用剩余污泥与人造沸石复合体系去除废水中的Ca2 ,考察了各因素对Ca2 去除的影响。结果表明:沸石与废水的固液比是影响Ca2 去除的最关键因素,温度和pH值的影响较大,而反应时间在最初10min内影响显著,之后则影响较小;在25℃,初始pH值8.04条件下,反应1h,Ca2 的去除率随着固液比的增加而增大,初始Ca2 的质量浓度为801.60mg/L时,保持沸石与废水固液比为3:100,Ca2 的去除率达到80.38%,剩余Ca2 仅为157.31mg/L;升高温度对Ca2 去除有促进作用,Ca2 的去除率从20℃时的77.30%增大到45℃时的90.71%;Ca2 去除在最初的50min内吸附达到平衡。人造沸石的红外光谱图表明脱钙过程主要是化学吸附。     

锌湿法冶金过程中臭氧氧化沉淀除去微量钴

为有效去除锌湿法冶金过程中的微量钴,探索采用臭氧氧化净化ZnSO4溶液中钴的可行性,考察搅拌速度、反应温度、气体流量、溶液pH值、钴离子浓度、锌离子浓度等因素对除钴效果的影响。结果表明:在锌离子初始浓度100 g/L、钴离子初始浓度20 mg/L、温度30℃、气体流量800 mL/min、pH=5.0、搅拌速度800 r/min等条件下,反应30 min后,钴浓度可降至0.2 mg/L,除钴率高达99%。     

ZnS晶种对拜耳法中硫化钠脱锌技术的影响

实验研究了Zn S晶种对拜耳法中硫化钠脱锌技术的影响,证明了Zn S晶种可以提高硫化钠脱锌效率,考察了硫化钠浓度、反应温度、反应时间、Zn S晶种对除锌效果的影响,结果表明,在反应温度为60℃,反应时间为90min,硫化钠浓度为0.4g/L,Zn S晶种添加量为40mg/L的条件下可以将拜耳液中锌杂质脱除到15mg/L以下,达到国家标准。     

恒定的pH值和Fe~(2+)浓度下X65碳钢的CO_2腐蚀行为

在初始pH值为5.80和初始Fe~(2+)浓度为20 mg/L的条件下,采用离子交换树脂调节腐蚀过程中的pH值和Fe~(2+)浓度,使p H值和Fe~(2+)浓度在整个腐蚀过程中保持恒定。采用开路电位测试、线性极化技术、扫描电镜等手段研究了X65钢的CO_2腐蚀行为,并与非恒定条件(腐蚀过程中不调节pH值和Fe~(2+)浓度)下X65钢的CO_2腐蚀行为进行了对比。结果表明,在非恒定的pH值和Fe~(2+)浓度下,X65钢的腐蚀速率在120 h后迅速下降,220 h后腐蚀速率约为0.5 mm/a,样品表面的FeCO3膜完整且致密。在恒定的pH值和Fe~(2+)浓度下,X65钢的腐蚀速率在160 h后才开始缓慢下降,220 h后腐蚀速率仍高达4.5 mm/a,样品表面FeCO3膜的裂纹较多,且与基体之间存在明显间隙。因此,在密闭容器中维持相对恒定的pH值和Fe~(2+)浓度对获得与油气田现场一致的CO_2腐蚀行为规律十分重要。     

亚硫酸钙型脱硫灰处理铝材生产中的铬化废水

利用亚硫酸钙型脱硫灰处理铝材生产中的铬化废水,以废治废,可同时脱除废水中的六价铬和氟离子,六价铬浓度可降至0.06 mg/L以下,氟离子浓度降至10 mg/L.相关工艺控制条件为:铬化废水pH在2.0～3.0之间,中和pH值7.5～8.5,脱硫灰用量(质量分数)3.0‰～4.0‰,反应时间10 min～15 min.     

Na_2S选择性浸出铜转炉烟灰中的砷及Fe_2(SO_4)_3稳定化砷（英文）

研究砷(As_2O_3)的Na_2S碱性浸出,以及用Fe_2(SO_4)_3沉淀砷。采用基于中心组合设计的响应面法对相关因素的影响进行定量和定性分析,提出用于参数优化的统计模型。结果表明,在Na_2S浓度100 g/L,固液比0.163 g/mL和温度80℃的最优预测条件下,89%的砷可从烟灰中去除。研究发现,固液比和Na_2S浓度是影响浸出过程的显著因素。在沉淀过程中,当pH为4.8、Fe~(3+)与砷的摩尔比和H_2O_2与砷的摩尔比分别为5:1和4:1时,浸出液中99.93%以上的砷以无定形砷酸铁的形式被除去。Fe~(3+)与砷的摩尔比和pH值为最显著因素,而且他们之间的相互作用也是显著的。     

铁酸锌选择性还原方法及其在锌焙砂处理中的应用

针对高铁锌焙砂现有冶炼方法的不足提出选择性还原-浸出处理锌焙砂工艺。锌焙砂中锌铁主要物相为铁酸锌,首先采用热力学软件Factsage对铁酸锌还原过程进行分析,得出铁酸锌选择性还原控制条件,并结合热重分析和化学分析对热力学分析结果进行验证。结果表明:以可溶性锌和亚铁含量为评价指标的最佳磁化焙烧条件为焙烧时间60 min,焙烧温度750℃,CO分压8%(体积分数),VCO/(VCO+VCO2)气氛比30%,此时的占总锌比率(可溶锌率)为91.89%,亚铁占总铁的比例(亚铁率)为51.19%。将上述理论计算和分析结果应用于锌焙砂处理,焙烧产物中的锌通过酸浸回收,铁以磁性氧化铁形式赋存于焙砂中;以铁锌浸出率为考察指标得出最佳浸出条件为温度30℃、初始酸度90 g/L、液固比10:1、反应时间10 min,此时选择性浸出效果较为理想。     

石墨负载纳米零价铁去除溶液中U(Ⅵ)

以液相还原法制备纳米零价铁,将其负载于石墨表面制备负载型纳米零价铁复合材料(G-nZVI),并用来去除溶液中的U(Ⅵ),考察初始溶液的pH、反应温度、反应时间、U(Ⅵ)的初始浓度以及固液比等因素对复合材料(G-nZVI)去除U(Ⅵ)影响。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术对反应前后的材料进行表征,分析其去除U(Ⅵ)的机理。结果表明:纳米零价铁颗粒分散在石墨粉的表面,没有产生团聚。反应后溶液中主要生成UO_2和U(Ⅳ)氢氧化物沉淀。石墨负载型纳米零价铁对U(Ⅵ)有很好的去除效果,在pH为4.0,温度为30℃,反应时间为60 min,固液比为0.25 g/L,初始U(Ⅵ)浓度为10 mg/L条件下,U(Ⅵ)的去除率和吸附容量分别达到99.67%和43.2 mg/g,说明该复合材料(G-nZVI)在含铀放射性废水的处理与环境修复中具有潜在的应用价值。