重有色金属
张正阳,王海北,孙留根,杨玮娇,彭煜华,李拓夫,杨永强
摘要:
电子废弃物(E-waste)由于其本身具有有害物质与有价元素共存的两面性特征,因此在无害化处理的同时应当充分考虑资源化的问题。一般来说,电子废物资源化在经济方面主要的驱动力是贵金属的回收,其次是其它金属元素,如铜、钴、镍、锂等。重点介绍了通过氯化火法冶金和氯化湿法冶金从电子废弃物中提取贵金属及其它有价金属的技术。
储凌燕,孙红娟,彭同江
摘要:
石棉尾矿酸浸分离制备系列高纯硅镁化合物粉体材料是石棉尾矿高值化利用的重要途径,但石棉尾矿的酸浸液中除主要含有Mg2+外,还含有如Fe3+、Fe2+等杂质离子。以石棉尾矿经焙烧、酸浸后的高镁酸性滤液为原料,氨水为中和剂,对滤液进行沉淀除铁,采用分光光度法测定滤液中铁离子的浓度,XRD、FT-IR等分析沉淀产物的物相结构变化。结果表明,在反应终点pH=4.5、反应温度80 ℃、反应时间10 min条件下,沉淀物主要由针铁矿和黄铵铁矾构成,铁的去除率可达99.71%,镁损失率仅为3.39%,悬浊液的过滤速度为3.46 mL/min,产物过滤性能好,铁离子去除率高。
冯金婷,秦庆伟,陈荣升,汤海波,曾素琴,徐文俊,王明细
摘要:
采用H2SO4-H2O2体系对低品位铅冰铜进行了氧化浸出研究,利用ICP、XRF、粒度分析、XRD和SEM-EDS等手段对铅冰铜进行了物质组成研究,并分析了浸出动力学过程。结果表明:在初始硫酸浓度210 g/L、浸出温度70 ℃、搅拌速度400 r/min、过氧化氢与铅冰铜的质量比5、浸出时间180 min和液固比11的条件下,铜浸出率可达90.69%。动力学分析表明,低品位铅冰铜的硫酸氧化浸出过程符合未反应收缩核模型,反应活化能为9.67 kJ/mol,浸出过程受扩散控制。
谭泽,王辉,黄司平,曾德文
摘要:
以各种回收的资源(磷酸铁锂正极粉、钛白副产品硫酸亚铁等)为原料生产磷酸铁时,产生的磷酸母液会逐渐富集Li+、Na+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Ni2+、Al3+等金属离子杂质,需要分离金属离子,以便磷酸回用。采用电渗析法对磷酸母液进行净化除杂,并探索了电流密度对除杂效率的影响。结果表明,在较合理的工艺参数长期运行的条件下,各杂质离子的去除率为(%):Li+ 41.18、Na+ 54.55、Ca2+ 64.29、Mg2+ 54.02、Mn2+ 35.71、Ni2+ 46.38、Al3+ 16.67,除杂后的磷酸母液可重新用于磷酸铁的生产,避免了磷资源的损失。电流密度的增加会增加电耗,降低电流效率,而在电解液替换流量与电流量的比相同的条件下,杂质去除率也会降低。较优的运行电流密度为2 A/dm2。使用阳离子膜面积为1 dm2的电渗析装置时,磷酸铁母液除杂处理量为52.14 mL/h,阴极液(150 g/L硫酸溶液)的消耗量为10.41 mL/h。
张伟,吴才贵,宫晓丹,胡东风,张登凯,廖彬,饶帅
摘要:
介绍了某锌冶炼厂采用P507+N235组成的双溶剂萃取体系从硫酸浸出液中萃取砷铁的生产情况,并对高酸砷铁反萃溶液返回锌冶炼系统存在的问题进行分析。采用膜分离工艺处理反萃溶液,对比分析纳滤膜和扩散渗析膜分离的工艺条件和投资运行成本。结果表明,纳滤膜和扩散渗析膜均可以有效分离溶液中杂质元素:其中采用纳滤膜工艺时,截留浓液中铁、砷、锌、硫酸和油份的截留率分别为91.2%、88.55%、87.5%、47.44%和50%,酸回收利用率为52.56%;采用扩散渗析膜工艺,渗析残液中铁、砷、锌、硫酸和油份的截留率分别92%、87.94%、90%、5.13%和75%,酸回收利用率为94.87%。截留浓液和渗析残液均采用石灰中和法脱除溶液中的砷铁,过滤溶液返回系统实现资源循环利用,扩散渗析膜相比纳滤膜投资少,操作维护简单,生产成本低,更适合用于工业生产。
轻有色金属
刘坤捷,黄魁,董海丽,黄国亮,卢远桓,王俊桢
摘要:
以磷酸为浸出剂、抗坏血酸为还原剂浸出废旧三元锂离子电池正极材料,分别探究磷酸浓度、抗坏血酸浓度、固液比、反应温度、反应时间对Li、Ni、Co和Mn浸出率的影响。结果表明,在磷酸浓度0.6 mol/L、抗坏血酸浓度0.1 mol/L、固液比20 g/L、反应温度60 ℃、反应时间60 min的条件下,Li、Ni、Co和Mn的浸出率可分别达到99.65%、97.45%、99.51%和98.89%。采用未反应收缩核模型对浸出动力学数据进行拟合,Li、Ni、Co和Mn的反应活化能分别为38.79、44.63、42.47和41.63 kJ/mol,Li、Ni、Co和Mn在浸出过程受表面化学反应控制,Li最容易浸出,Ni最难浸出。
鲁兴武,张恩玉,殷勤生,陈一博,程亮,李俞良
摘要:
根据浸出液中离子的特点,采用碳酸盐沉淀锂和钙,除钙渣经过硫酸浸出,浸出液采用冠醚类萃取剂14C4分离回收锂。萃取条件为:萃取剂浓度0.5 mol/L、氯仿作为稀释剂、pH=10.0~11.0、萃取时间4 min、萃取温度40 ℃、萃取相比1︰1,锂三级萃取率达到98.21%。负载有机相采用2 mol/L盐酸溶液单级反萃,反萃时间2 min,相比O/A=4,锂单级反萃取率达到98.6%,锂浓度可以达到11.90 g/L。
武国宝,齐利娟,韦舒耀,韩东战
摘要:
对煤下铝土矿进行了焙烧、碱浸脱硅和精矿溶出试验。在970~1 020 ℃焙烧10 min后,焙烧矿中的CT可降低至0.03%以下,ST可降低至0.20%以下;焙烧矿经过碱浸脱硅后,精矿A/S提高到10.02~11.25,脱硅过程氧化铝回收率大于98%。在溶出温度265 ℃、铝酸钠溶液Na2OK=236 g/L、石灰添加量12%、溶出液αK=1.45左右、溶出时间60 min的条件下,精矿的氧化铝溶出率达到83.94%~85.04%,相对溶出率达到92.13%~94.46%。溶出赤泥中的Na2O含量低于1%,为赤泥安全堆存和综合利用创造了良好的基础条件。
稀贵金属
刘晓飞,刘金辉,阳奕汉,邢拥国,王如意,胡鹏飞,罗跃,李立尧
摘要:
地浸采铀是一种通过溶浸液与砂岩矿层中含铀矿物发生溶解反应的矿石原位开采方法,厘清矿层及矿层上覆下伏含水层三维结构,对提高地浸采铀效率具有重要意义。在资料收集的基础上,结合测井数据,采用地质统计学方法,对地浸采区地层及矿层进行精细刻画,建立了相应三维地质模型,根据模型模拟结果分析了含矿含水层的空间结构特征。结果表明,含矿含水层主要岩性为粗砂岩;含矿含水层各种岩性孔隙连通性较好,透水岩性分布较均匀;采区地层倾向大致为325°,倾角为6.76°。顶部隔水层厚度呈南部和中部较厚、北部和西部较薄的特点,发育7个隔水顶板天窗;矿层贴近隔水底板,厚度由北部向各个方向逐渐减薄,矿层厚度与含矿含水层厚度呈正相关。三维地质结构模型的构建完整、直观地展示了巴彦乌拉铀矿C12采区地层、岩体的三维空间分布特征,可以为进一步开展地浸采铀数值模拟研究提供科学依据。
杜林海,胡凯光,黄一鸣,周少波,王欢欢,杨玺鹏
摘要:
采用电渗析法分离铀浸出矿浆中的铀,研究了电渗析法分离铀浸出矿浆中铀的分离富集率,验证电渗析法分离铀浸出矿浆中铀的可行性,并通过模拟试验探寻各条件对电渗析法处理能力及电耗的影响。试验结果表明:电压的提高同时会提高处理能力但是耗电量随之增加;操作温度的提高可以降低电耗及提高处理能力。用电渗析法分离铀矿浆中的铀,流程简单且无需使用任何的化学试剂,该方法可适用于铀浸出矿浆的固液分离,为铀浸出矿浆分离提供新思路。
胡越,张一敏,薛楠楠,郑秋实
摘要:
搅拌槽是湿法提钒工业应用的重要设备,但在实际应用中存在矿物混合不均匀、易沉积在搅拌槽底部的问题。运用计算流体动力学(CFD)FLUENT软件,采用多重参考系法(MRF)、标准的k-ε方程、欧拉—欧拉多相流模型,对不同底部形状搅拌槽进行固液流场数值模拟。研究表明,平底搅拌槽对大粒径颗粒易产生固相沉积,圆底搅拌槽能有效解决沉积问题且搅拌更加均匀,槽内搅拌死区大幅下降。对槽内不同位置流场进行考察,圆弧底搅拌槽的湍动能、速度均优于平底搅拌槽,有利于提高固液混合效率。
张小贞,王伟,陈俊南,路殿坤,谢锋
摘要:
研究了银硫代硫酸盐在活性炭上的吸附行为。考察了硫代硫酸钠和亚硫酸钠浓度、温度和溶液pH对活性炭吸附银硫代硫酸盐的影响,采用了多种动力学模型拟合吸附过程,并通过XPS和FT-IR检测手段对其机理进行表征。结果表明:银硫代硫酸盐在活性炭上的吸附动力学符合准二级动力学模型,活性炭对银硫代硫酸盐的吸附等温线符合Freundlich模型。银在活性炭的吸附容量随着温度的升高而略有下降。在下述最佳条件下:温度25 ℃、初始pH=8、初始银浓度500 mg/L、n(Na2S2O3)/n(AgNO3)=8(摩尔比)、n(Na2S2O3)/n(Na2SO3)=5(摩尔比)、吸附时间5 h,活性炭对银硫代硫酸盐络合物的饱和吸附容量最高可达18 mg/g。
雒国清,李慧,陈学清,王晓明
摘要:
为制备出大比表面积的高性能钽粉,根据钠还原氟钽酸钾制备钽粉的过程分析,对其主要影响因素(还原温度、稀释剂比例、还原速度、搅拌转速)对钽粉性能的影响进行了研究。结果表明,随着还原温度降低,还原的钽粉比表面积增大;还原温度提高会增加还原过程中反应容器的腐蚀,造成金属杂质增加。稀释剂比例增加,有利于生成大比表面积钽粉,但会降低钽粉收率,且杂质含量增加。注钠速度、搅拌转速不是主要影响钽粉比表面积的关键因素。
环境工程
李冠超,杨波,孙功明,高柏,方正,丁燕
摘要:
以某地区8个煤矿和13个燃煤电厂为研究对象,通过室外取样与室内检测,对粉煤灰生产利用中放射性核素238U、232Th、226Ra、40K进行比活度分析和评价。结果表明,在原煤到粉煤灰过程中,4种放射性核素(238U、232Th、226Ra、40K)的富集系数在2.15~3.79,富集系数与燃煤浓缩比基本一致,确定转移系数为3.79;在粉煤灰到粉煤灰砖中,4种放射性核素(238U、232Th、226Ra、40K)的富集系数为0.65~1.04,富集系数与粉煤灰掺比基本相同,确定转移系数为0.70。整个过程放射性核素未发生损失,且不因放射性水平高低影响其转移系数。粉煤灰砖放射性水平评价表明,该地区8类粉煤灰砖符合国家标准要求,适用于任何途径(除X-8外均可作为建筑主体);剩余5类粉煤灰砖仅可用于建筑物的外饰面等与人体接触不密切的建筑上,后续仍需加强该类粉煤灰砖在生产、使用等方面的监督。该地区13类粉煤灰砖的γ辐射吸收剂量率水平较高,但其中6类粉煤灰砖的年有效剂量率低于全国推荐值,表明对人体的辐射危害较小,可以用于建筑材料使用。
王新宇,张卫民,王玉罡,卢琪愿
摘要:
通过液相还原法制备了活性炭负载纳米零价铁-羟基磷灰石(AC@Fe0-HAP)复合材料,研究了pH、AC@Fe0-HAP投加量、Mn(Ⅱ)初始浓度和反应时间对AC@Fe0-HAP吸附Mn(Ⅱ)的效果。采用吸附动力学模型、等温吸附线模型进行拟合,进一步了解复合材料吸附机理。结果表明,当pH=5、温度25 ℃、Mn(Ⅱ)初始浓度5 mg/L、投加量0.10 g时,AC@Fe0-HAP对Mn(Ⅱ)的吸附效果最好,在反应时间为120 min时达到吸附平衡,吸附量为1.86 mg/g。AC@Fe0-HAP对Mn(Ⅱ)的吸附更加符合Langmuir等温线模型和准二级动力学模型,吸附过程主要为化学吸附、单层吸附。
侯宗武,傅平丰,邓威,王晓飞,陈雨齐,李佳,薛天利
摘要:
以矿渣、钢渣、脱硫石膏和氢氧化钙为主要原料,复配硫酸铁盐制备含铁复配药剂,考察其对土壤中砷和锑的钝化效果,研究土壤中砷、锑和铁的形态分布,土壤物相组成及砷、锑价态的变化,探究砷和锑的钝化机理。结果表明,当含铁复配药剂掺加15%(质量分数)的硫酸亚铁,使用量为20%,搭配质量浓度为2%的过氧化氢使用,砷和锑的浸出浓度分别从69.72和172.67 μg/L下降到6.95和1.61 μg/L。钝化处理后,土壤中砷和锑的非特异性吸附态(F1)分别降低了7.3%和11.7%,特异性吸附态(F2)分别降低了2.7%和0.9%,有效态砷、锑转变成铁/铝氧化物结合态和残渣态;土壤中无定形和结晶态铁氧化物含量显著增加,出现针铁矿和水铁矿相,部分砷由As(Ⅲ)转变成As(Ⅴ),钝化修复后土壤中砷、锑生成Fe-As、Fe-Sb和Ca-Sb沉淀。
高建明,蔡宗平,孙水裕,邓阳红,廖小健,关智杰,周佳丽,陈华山,刘敬勇
摘要:
以磷酸二氢钙(Ca(H2PO4)2)为原料配制淋洗剂,对某矿区周边镉(Cd)污染土壤进行淋洗修复。分析了不同配制条件下淋洗剂中Ca2+、总磷含量及其对Cd污染土壤的淋洗效果,并在此基础上进一步分析了液固比、淋洗时间对修复效果的影响。对淋洗过程进行动力学分析,分析了淋洗前后土壤Cd形态分布。结果表明:淋洗剂中Ca2+、总磷含量与Ca(H2PO4)2投加量呈正相关,且未加热条件下配制的淋洗剂中Ca2+、总磷含量、pH更高。采用投加量为0.07 mol的Ca(H2PO4)2与去离子水混合加热配制的淋洗剂,在液固比5、淋洗时间3 h的条件下,淋洗效果最优,土壤Cd去除率高达70.83%。Elovich方程可以较好地拟合淋洗过程,解吸过程为非均相扩散过程。淋洗后,弱酸提取态及可还原态Cd得到有效去除。淋洗修复方法可行,为去除土壤中的Cd提供新思路。
范凌,甘文军,吴卫蔚,要茹旋,毛磊
摘要:
生物炭具有高度发达的孔隙结构、丰富的表面官能团和大量表面电荷,具有较好的吸附能力,又因其原料易得,成本低廉而受到广泛关注。以小麦秸秆为制备生物炭的原料,用Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)对生物炭进行改性,研究了不同炭化—浸渍工艺对铁改性的生物炭吸附六价铬效果的影响。结果表明,先浸渍后炭化的工艺优于先炭化后浸渍工艺。吸附效果最佳的炭化温度为450 ℃;Fe(Ⅲ)有利于生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附,Fe(Ⅱ)有利于生物炭磁性的增强。采用先浸渍后炭化工艺,炭化温度为450 ℃,2 g/L的Fe(Ⅲ)改性生物炭在30 ℃、pH=2的100 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中吸附21 h,Cr(Ⅵ)的去除率达到99.99%。
董佳甜,杜雪虹,李向东
摘要:
矿产资源的开发过程中会产生大量酸性矿山废水(Acid mine drainage,AMD),会对矿区生态环境造成严重危害。可渗透反应屏障(Permeable reactive barrier,PRB)可以有效中和酸性废水并去除废排水中的有害金属离子。通过进行PRB箱体试验,旨在研究石灰石作为填料介质中和酸性和处理污染物的潜能,以及PRB在运行过程中化学堵塞的发生机理。结果表明:石灰石填料中和酸性和重金属去除能力较好,试验终止时出水的pH维持在6.29,重金属离子去除率最高接近于100%;PRB处理过程中,以铁为主的矿物沉淀是化学堵塞的主要原因,并且堵塞程度表现为进水区域>中间区域>出水区域;PRB装置的堵塞对水力特性的影响明显,进水反应区域的相对渗透率降低了56.1%,出口区降低了27.6%。
楚敬龙,席利丽,谈浩,刘楠楠,谭海伟,刘芳
摘要:
针对锌浸出渣产量大、环境危害性高、富含可利用的有价金属、综合利用技术种类多而缺乏适用性评估等问题,通过分析多种锌浸出渣综合利用技术的优缺点及现状,构建了锌浸出渣综合利用技术评价指标体系,并采用定量评价方法,计算了各种锌浸出渣综合利用技术的加权平均综合指数,给出了推荐和可行两个层次的综合利用技术分类,可为锌冶炼厂的工艺选择或提标改造提供借鉴。
重有色金属
张正阳,王海北,孙留根,杨玮娇,彭煜华,李拓夫,杨永强
摘要:
电子废弃物(E-waste)由于其本身具有有害物质与有价元素共存的两面性特征,因此在无害化处理的同时应当充分考虑资源化的问题。一般来说,电子废物资源化在经济方面主要的驱动力是贵金属的回收,其次是其它金属元素,如铜、钴、镍、锂等。重点介绍了通过氯化火法冶金和氯化湿法冶金从电子废弃物中提取贵金属及其它有价金属的技术。
储凌燕,孙红娟,彭同江
摘要:
石棉尾矿酸浸分离制备系列高纯硅镁化合物粉体材料是石棉尾矿高值化利用的重要途径,但石棉尾矿的酸浸液中除主要含有Mg2+外,还含有如Fe3+、Fe2+等杂质离子。以石棉尾矿经焙烧、酸浸后的高镁酸性滤液为原料,氨水为中和剂,对滤液进行沉淀除铁,采用分光光度法测定滤液中铁离子的浓度,XRD、FT-IR等分析沉淀产物的物相结构变化。结果表明,在反应终点pH=4.5、反应温度80 ℃、反应时间10 min条件下,沉淀物主要由针铁矿和黄铵铁矾构成,铁的去除率可达99.71%,镁损失率仅为3.39%,悬浊液的过滤速度为3.46 mL/min,产物过滤性能好,铁离子去除率高。
冯金婷,秦庆伟,陈荣升,汤海波,曾素琴,徐文俊,王明细
摘要:
采用H2SO4-H2O2体系对低品位铅冰铜进行了氧化浸出研究,利用ICP、XRF、粒度分析、XRD和SEM-EDS等手段对铅冰铜进行了物质组成研究,并分析了浸出动力学过程。结果表明:在初始硫酸浓度210 g/L、浸出温度70 ℃、搅拌速度400 r/min、过氧化氢与铅冰铜的质量比5、浸出时间180 min和液固比11的条件下,铜浸出率可达90.69%。动力学分析表明,低品位铅冰铜的硫酸氧化浸出过程符合未反应收缩核模型,反应活化能为9.67 kJ/mol,浸出过程受扩散控制。
谭泽,王辉,黄司平,曾德文
摘要:
以各种回收的资源(磷酸铁锂正极粉、钛白副产品硫酸亚铁等)为原料生产磷酸铁时,产生的磷酸母液会逐渐富集Li+、Na+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Ni2+、Al3+等金属离子杂质,需要分离金属离子,以便磷酸回用。采用电渗析法对磷酸母液进行净化除杂,并探索了电流密度对除杂效率的影响。结果表明,在较合理的工艺参数长期运行的条件下,各杂质离子的去除率为(%):Li+ 41.18、Na+ 54.55、Ca2+ 64.29、Mg2+ 54.02、Mn2+ 35.71、Ni2+ 46.38、Al3+ 16.67,除杂后的磷酸母液可重新用于磷酸铁的生产,避免了磷资源的损失。电流密度的增加会增加电耗,降低电流效率,而在电解液替换流量与电流量的比相同的条件下,杂质去除率也会降低。较优的运行电流密度为2 A/dm2。使用阳离子膜面积为1 dm2的电渗析装置时,磷酸铁母液除杂处理量为52.14 mL/h,阴极液(150 g/L硫酸溶液)的消耗量为10.41 mL/h。
张伟,吴才贵,宫晓丹,胡东风,张登凯,廖彬,饶帅
摘要:
介绍了某锌冶炼厂采用P507+N235组成的双溶剂萃取体系从硫酸浸出液中萃取砷铁的生产情况,并对高酸砷铁反萃溶液返回锌冶炼系统存在的问题进行分析。采用膜分离工艺处理反萃溶液,对比分析纳滤膜和扩散渗析膜分离的工艺条件和投资运行成本。结果表明,纳滤膜和扩散渗析膜均可以有效分离溶液中杂质元素:其中采用纳滤膜工艺时,截留浓液中铁、砷、锌、硫酸和油份的截留率分别为91.2%、88.55%、87.5%、47.44%和50%,酸回收利用率为52.56%;采用扩散渗析膜工艺,渗析残液中铁、砷、锌、硫酸和油份的截留率分别92%、87.94%、90%、5.13%和75%,酸回收利用率为94.87%。截留浓液和渗析残液均采用石灰中和法脱除溶液中的砷铁,过滤溶液返回系统实现资源循环利用,扩散渗析膜相比纳滤膜投资少,操作维护简单,生产成本低,更适合用于工业生产。
轻有色金属
刘坤捷,黄魁,董海丽,黄国亮,卢远桓,王俊桢
摘要:
以磷酸为浸出剂、抗坏血酸为还原剂浸出废旧三元锂离子电池正极材料,分别探究磷酸浓度、抗坏血酸浓度、固液比、反应温度、反应时间对Li、Ni、Co和Mn浸出率的影响。结果表明,在磷酸浓度0.6 mol/L、抗坏血酸浓度0.1 mol/L、固液比20 g/L、反应温度60 ℃、反应时间60 min的条件下,Li、Ni、Co和Mn的浸出率可分别达到99.65%、97.45%、99.51%和98.89%。采用未反应收缩核模型对浸出动力学数据进行拟合,Li、Ni、Co和Mn的反应活化能分别为38.79、44.63、42.47和41.63 kJ/mol,Li、Ni、Co和Mn在浸出过程受表面化学反应控制,Li最容易浸出,Ni最难浸出。
鲁兴武,张恩玉,殷勤生,陈一博,程亮,李俞良
摘要:
根据浸出液中离子的特点,采用碳酸盐沉淀锂和钙,除钙渣经过硫酸浸出,浸出液采用冠醚类萃取剂14C4分离回收锂。萃取条件为:萃取剂浓度0.5 mol/L、氯仿作为稀释剂、pH=10.0~11.0、萃取时间4 min、萃取温度40 ℃、萃取相比1︰1,锂三级萃取率达到98.21%。负载有机相采用2 mol/L盐酸溶液单级反萃,反萃时间2 min,相比O/A=4,锂单级反萃取率达到98.6%,锂浓度可以达到11.90 g/L。
武国宝,齐利娟,韦舒耀,韩东战
摘要:
对煤下铝土矿进行了焙烧、碱浸脱硅和精矿溶出试验。在970~1 020 ℃焙烧10 min后,焙烧矿中的CT可降低至0.03%以下,ST可降低至0.20%以下;焙烧矿经过碱浸脱硅后,精矿A/S提高到10.02~11.25,脱硅过程氧化铝回收率大于98%。在溶出温度265 ℃、铝酸钠溶液Na2OK=236 g/L、石灰添加量12%、溶出液αK=1.45左右、溶出时间60 min的条件下,精矿的氧化铝溶出率达到83.94%~85.04%,相对溶出率达到92.13%~94.46%。溶出赤泥中的Na2O含量低于1%,为赤泥安全堆存和综合利用创造了良好的基础条件。
稀贵金属
刘晓飞,刘金辉,阳奕汉,邢拥国,王如意,胡鹏飞,罗跃,李立尧
摘要:
地浸采铀是一种通过溶浸液与砂岩矿层中含铀矿物发生溶解反应的矿石原位开采方法,厘清矿层及矿层上覆下伏含水层三维结构,对提高地浸采铀效率具有重要意义。在资料收集的基础上,结合测井数据,采用地质统计学方法,对地浸采区地层及矿层进行精细刻画,建立了相应三维地质模型,根据模型模拟结果分析了含矿含水层的空间结构特征。结果表明,含矿含水层主要岩性为粗砂岩;含矿含水层各种岩性孔隙连通性较好,透水岩性分布较均匀;采区地层倾向大致为325°,倾角为6.76°。顶部隔水层厚度呈南部和中部较厚、北部和西部较薄的特点,发育7个隔水顶板天窗;矿层贴近隔水底板,厚度由北部向各个方向逐渐减薄,矿层厚度与含矿含水层厚度呈正相关。三维地质结构模型的构建完整、直观地展示了巴彦乌拉铀矿C12采区地层、岩体的三维空间分布特征,可以为进一步开展地浸采铀数值模拟研究提供科学依据。
杜林海,胡凯光,黄一鸣,周少波,王欢欢,杨玺鹏
摘要:
采用电渗析法分离铀浸出矿浆中的铀,研究了电渗析法分离铀浸出矿浆中铀的分离富集率,验证电渗析法分离铀浸出矿浆中铀的可行性,并通过模拟试验探寻各条件对电渗析法处理能力及电耗的影响。试验结果表明:电压的提高同时会提高处理能力但是耗电量随之增加;操作温度的提高可以降低电耗及提高处理能力。用电渗析法分离铀矿浆中的铀,流程简单且无需使用任何的化学试剂,该方法可适用于铀浸出矿浆的固液分离,为铀浸出矿浆分离提供新思路。
胡越,张一敏,薛楠楠,郑秋实
摘要:
搅拌槽是湿法提钒工业应用的重要设备,但在实际应用中存在矿物混合不均匀、易沉积在搅拌槽底部的问题。运用计算流体动力学(CFD)FLUENT软件,采用多重参考系法(MRF)、标准的k-ε方程、欧拉—欧拉多相流模型,对不同底部形状搅拌槽进行固液流场数值模拟。研究表明,平底搅拌槽对大粒径颗粒易产生固相沉积,圆底搅拌槽能有效解决沉积问题且搅拌更加均匀,槽内搅拌死区大幅下降。对槽内不同位置流场进行考察,圆弧底搅拌槽的湍动能、速度均优于平底搅拌槽,有利于提高固液混合效率。
张小贞,王伟,陈俊南,路殿坤,谢锋
摘要:
研究了银硫代硫酸盐在活性炭上的吸附行为。考察了硫代硫酸钠和亚硫酸钠浓度、温度和溶液pH对活性炭吸附银硫代硫酸盐的影响,采用了多种动力学模型拟合吸附过程,并通过XPS和FT-IR检测手段对其机理进行表征。结果表明:银硫代硫酸盐在活性炭上的吸附动力学符合准二级动力学模型,活性炭对银硫代硫酸盐的吸附等温线符合Freundlich模型。银在活性炭的吸附容量随着温度的升高而略有下降。在下述最佳条件下:温度25 ℃、初始pH=8、初始银浓度500 mg/L、n(Na2S2O3)/n(AgNO3)=8(摩尔比)、n(Na2S2O3)/n(Na2SO3)=5(摩尔比)、吸附时间5 h,活性炭对银硫代硫酸盐络合物的饱和吸附容量最高可达18 mg/g。
雒国清,李慧,陈学清,王晓明
摘要:
为制备出大比表面积的高性能钽粉,根据钠还原氟钽酸钾制备钽粉的过程分析,对其主要影响因素(还原温度、稀释剂比例、还原速度、搅拌转速)对钽粉性能的影响进行了研究。结果表明,随着还原温度降低,还原的钽粉比表面积增大;还原温度提高会增加还原过程中反应容器的腐蚀,造成金属杂质增加。稀释剂比例增加,有利于生成大比表面积钽粉,但会降低钽粉收率,且杂质含量增加。注钠速度、搅拌转速不是主要影响钽粉比表面积的关键因素。
环境工程
李冠超,杨波,孙功明,高柏,方正,丁燕
摘要:
以某地区8个煤矿和13个燃煤电厂为研究对象,通过室外取样与室内检测,对粉煤灰生产利用中放射性核素238U、232Th、226Ra、40K进行比活度分析和评价。结果表明,在原煤到粉煤灰过程中,4种放射性核素(238U、232Th、226Ra、40K)的富集系数在2.15~3.79,富集系数与燃煤浓缩比基本一致,确定转移系数为3.79;在粉煤灰到粉煤灰砖中,4种放射性核素(238U、232Th、226Ra、40K)的富集系数为0.65~1.04,富集系数与粉煤灰掺比基本相同,确定转移系数为0.70。整个过程放射性核素未发生损失,且不因放射性水平高低影响其转移系数。粉煤灰砖放射性水平评价表明,该地区8类粉煤灰砖符合国家标准要求,适用于任何途径(除X-8外均可作为建筑主体);剩余5类粉煤灰砖仅可用于建筑物的外饰面等与人体接触不密切的建筑上,后续仍需加强该类粉煤灰砖在生产、使用等方面的监督。该地区13类粉煤灰砖的γ辐射吸收剂量率水平较高,但其中6类粉煤灰砖的年有效剂量率低于全国推荐值,表明对人体的辐射危害较小,可以用于建筑材料使用。
王新宇,张卫民,王玉罡,卢琪愿
摘要:
通过液相还原法制备了活性炭负载纳米零价铁-羟基磷灰石(AC@Fe0-HAP)复合材料,研究了pH、AC@Fe0-HAP投加量、Mn(Ⅱ)初始浓度和反应时间对AC@Fe0-HAP吸附Mn(Ⅱ)的效果。采用吸附动力学模型、等温吸附线模型进行拟合,进一步了解复合材料吸附机理。结果表明,当pH=5、温度25 ℃、Mn(Ⅱ)初始浓度5 mg/L、投加量0.10 g时,AC@Fe0-HAP对Mn(Ⅱ)的吸附效果最好,在反应时间为120 min时达到吸附平衡,吸附量为1.86 mg/g。AC@Fe0-HAP对Mn(Ⅱ)的吸附更加符合Langmuir等温线模型和准二级动力学模型,吸附过程主要为化学吸附、单层吸附。
侯宗武,傅平丰,邓威,王晓飞,陈雨齐,李佳,薛天利
摘要:
以矿渣、钢渣、脱硫石膏和氢氧化钙为主要原料,复配硫酸铁盐制备含铁复配药剂,考察其对土壤中砷和锑的钝化效果,研究土壤中砷、锑和铁的形态分布,土壤物相组成及砷、锑价态的变化,探究砷和锑的钝化机理。结果表明,当含铁复配药剂掺加15%(质量分数)的硫酸亚铁,使用量为20%,搭配质量浓度为2%的过氧化氢使用,砷和锑的浸出浓度分别从69.72和172.67 μg/L下降到6.95和1.61 μg/L。钝化处理后,土壤中砷和锑的非特异性吸附态(F1)分别降低了7.3%和11.7%,特异性吸附态(F2)分别降低了2.7%和0.9%,有效态砷、锑转变成铁/铝氧化物结合态和残渣态;土壤中无定形和结晶态铁氧化物含量显著增加,出现针铁矿和水铁矿相,部分砷由As(Ⅲ)转变成As(Ⅴ),钝化修复后土壤中砷、锑生成Fe-As、Fe-Sb和Ca-Sb沉淀。
高建明,蔡宗平,孙水裕,邓阳红,廖小健,关智杰,周佳丽,陈华山,刘敬勇
摘要:
以磷酸二氢钙(Ca(H2PO4)2)为原料配制淋洗剂,对某矿区周边镉(Cd)污染土壤进行淋洗修复。分析了不同配制条件下淋洗剂中Ca2+、总磷含量及其对Cd污染土壤的淋洗效果,并在此基础上进一步分析了液固比、淋洗时间对修复效果的影响。对淋洗过程进行动力学分析,分析了淋洗前后土壤Cd形态分布。结果表明:淋洗剂中Ca2+、总磷含量与Ca(H2PO4)2投加量呈正相关,且未加热条件下配制的淋洗剂中Ca2+、总磷含量、pH更高。采用投加量为0.07 mol的Ca(H2PO4)2与去离子水混合加热配制的淋洗剂,在液固比5、淋洗时间3 h的条件下,淋洗效果最优,土壤Cd去除率高达70.83%。Elovich方程可以较好地拟合淋洗过程,解吸过程为非均相扩散过程。淋洗后,弱酸提取态及可还原态Cd得到有效去除。淋洗修复方法可行,为去除土壤中的Cd提供新思路。
范凌,甘文军,吴卫蔚,要茹旋,毛磊
摘要:
生物炭具有高度发达的孔隙结构、丰富的表面官能团和大量表面电荷,具有较好的吸附能力,又因其原料易得,成本低廉而受到广泛关注。以小麦秸秆为制备生物炭的原料,用Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)对生物炭进行改性,研究了不同炭化—浸渍工艺对铁改性的生物炭吸附六价铬效果的影响。结果表明,先浸渍后炭化的工艺优于先炭化后浸渍工艺。吸附效果最佳的炭化温度为450 ℃;Fe(Ⅲ)有利于生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附,Fe(Ⅱ)有利于生物炭磁性的增强。采用先浸渍后炭化工艺,炭化温度为450 ℃,2 g/L的Fe(Ⅲ)改性生物炭在30 ℃、pH=2的100 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中吸附21 h,Cr(Ⅵ)的去除率达到99.99%。
董佳甜,杜雪虹,李向东
摘要:
矿产资源的开发过程中会产生大量酸性矿山废水(Acid mine drainage,AMD),会对矿区生态环境造成严重危害。可渗透反应屏障(Permeable reactive barrier,PRB)可以有效中和酸性废水并去除废排水中的有害金属离子。通过进行PRB箱体试验,旨在研究石灰石作为填料介质中和酸性和处理污染物的潜能,以及PRB在运行过程中化学堵塞的发生机理。结果表明:石灰石填料中和酸性和重金属去除能力较好,试验终止时出水的pH维持在6.29,重金属离子去除率最高接近于100%;PRB处理过程中,以铁为主的矿物沉淀是化学堵塞的主要原因,并且堵塞程度表现为进水区域>中间区域>出水区域;PRB装置的堵塞对水力特性的影响明显,进水反应区域的相对渗透率降低了56.1%,出口区降低了27.6%。
楚敬龙,席利丽,谈浩,刘楠楠,谭海伟,刘芳
摘要:
针对锌浸出渣产量大、环境危害性高、富含可利用的有价金属、综合利用技术种类多而缺乏适用性评估等问题,通过分析多种锌浸出渣综合利用技术的优缺点及现状,构建了锌浸出渣综合利用技术评价指标体系,并采用定量评价方法,计算了各种锌浸出渣综合利用技术的加权平均综合指数,给出了推荐和可行两个层次的综合利用技术分类,可为锌冶炼厂的工艺选择或提标改造提供借鉴。
重有色金属
张正阳,王海北,孙留根,杨玮娇,彭煜华,李拓夫,杨永强
摘要:
电子废弃物(E-waste)由于其本身具有有害物质与有价元素共存的两面性特征,因此在无害化处理的同时应当充分考虑资源化的问题。一般来说,电子废物资源化在经济方面主要的驱动力是贵金属的回收,其次是其它金属元素,如铜、钴、镍、锂等。重点介绍了通过氯化火法冶金和氯化湿法冶金从电子废弃物中提取贵金属及其它有价金属的技术。
储凌燕,孙红娟,彭同江
摘要:
石棉尾矿酸浸分离制备系列高纯硅镁化合物粉体材料是石棉尾矿高值化利用的重要途径,但石棉尾矿的酸浸液中除主要含有Mg2+外,还含有如Fe3+、Fe2+等杂质离子。以石棉尾矿经焙烧、酸浸后的高镁酸性滤液为原料,氨水为中和剂,对滤液进行沉淀除铁,采用分光光度法测定滤液中铁离子的浓度,XRD、FT-IR等分析沉淀产物的物相结构变化。结果表明,在反应终点pH=4.5、反应温度80 ℃、反应时间10 min条件下,沉淀物主要由针铁矿和黄铵铁矾构成,铁的去除率可达99.71%,镁损失率仅为3.39%,悬浊液的过滤速度为3.46 mL/min,产物过滤性能好,铁离子去除率高。
冯金婷,秦庆伟,陈荣升,汤海波,曾素琴,徐文俊,王明细
摘要:
采用H2SO4-H2O2体系对低品位铅冰铜进行了氧化浸出研究,利用ICP、XRF、粒度分析、XRD和SEM-EDS等手段对铅冰铜进行了物质组成研究,并分析了浸出动力学过程。结果表明:在初始硫酸浓度210 g/L、浸出温度70 ℃、搅拌速度400 r/min、过氧化氢与铅冰铜的质量比5、浸出时间180 min和液固比11的条件下,铜浸出率可达90.69%。动力学分析表明,低品位铅冰铜的硫酸氧化浸出过程符合未反应收缩核模型,反应活化能为9.67 kJ/mol,浸出过程受扩散控制。
谭泽,王辉,黄司平,曾德文
摘要:
以各种回收的资源(磷酸铁锂正极粉、钛白副产品硫酸亚铁等)为原料生产磷酸铁时,产生的磷酸母液会逐渐富集Li+、Na+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Ni2+、Al3+等金属离子杂质,需要分离金属离子,以便磷酸回用。采用电渗析法对磷酸母液进行净化除杂,并探索了电流密度对除杂效率的影响。结果表明,在较合理的工艺参数长期运行的条件下,各杂质离子的去除率为(%):Li+ 41.18、Na+ 54.55、Ca2+ 64.29、Mg2+ 54.02、Mn2+ 35.71、Ni2+ 46.38、Al3+ 16.67,除杂后的磷酸母液可重新用于磷酸铁的生产,避免了磷资源的损失。电流密度的增加会增加电耗,降低电流效率,而在电解液替换流量与电流量的比相同的条件下,杂质去除率也会降低。较优的运行电流密度为2 A/dm2。使用阳离子膜面积为1 dm2的电渗析装置时,磷酸铁母液除杂处理量为52.14 mL/h,阴极液(150 g/L硫酸溶液)的消耗量为10.41 mL/h。
张伟,吴才贵,宫晓丹,胡东风,张登凯,廖彬,饶帅
摘要:
介绍了某锌冶炼厂采用P507+N235组成的双溶剂萃取体系从硫酸浸出液中萃取砷铁的生产情况,并对高酸砷铁反萃溶液返回锌冶炼系统存在的问题进行分析。采用膜分离工艺处理反萃溶液,对比分析纳滤膜和扩散渗析膜分离的工艺条件和投资运行成本。结果表明,纳滤膜和扩散渗析膜均可以有效分离溶液中杂质元素:其中采用纳滤膜工艺时,截留浓液中铁、砷、锌、硫酸和油份的截留率分别为91.2%、88.55%、87.5%、47.44%和50%,酸回收利用率为52.56%;采用扩散渗析膜工艺,渗析残液中铁、砷、锌、硫酸和油份的截留率分别92%、87.94%、90%、5.13%和75%,酸回收利用率为94.87%。截留浓液和渗析残液均采用石灰中和法脱除溶液中的砷铁,过滤溶液返回系统实现资源循环利用,扩散渗析膜相比纳滤膜投资少,操作维护简单,生产成本低,更适合用于工业生产。
轻有色金属
刘坤捷,黄魁,董海丽,黄国亮,卢远桓,王俊桢
摘要:
以磷酸为浸出剂、抗坏血酸为还原剂浸出废旧三元锂离子电池正极材料,分别探究磷酸浓度、抗坏血酸浓度、固液比、反应温度、反应时间对Li、Ni、Co和Mn浸出率的影响。结果表明,在磷酸浓度0.6 mol/L、抗坏血酸浓度0.1 mol/L、固液比20 g/L、反应温度60 ℃、反应时间60 min的条件下,Li、Ni、Co和Mn的浸出率可分别达到99.65%、97.45%、99.51%和98.89%。采用未反应收缩核模型对浸出动力学数据进行拟合,Li、Ni、Co和Mn的反应活化能分别为38.79、44.63、42.47和41.63 kJ/mol,Li、Ni、Co和Mn在浸出过程受表面化学反应控制,Li最容易浸出,Ni最难浸出。
鲁兴武,张恩玉,殷勤生,陈一博,程亮,李俞良
摘要:
根据浸出液中离子的特点,采用碳酸盐沉淀锂和钙,除钙渣经过硫酸浸出,浸出液采用冠醚类萃取剂14C4分离回收锂。萃取条件为:萃取剂浓度0.5 mol/L、氯仿作为稀释剂、pH=10.0~11.0、萃取时间4 min、萃取温度40 ℃、萃取相比1︰1,锂三级萃取率达到98.21%。负载有机相采用2 mol/L盐酸溶液单级反萃,反萃时间2 min,相比O/A=4,锂单级反萃取率达到98.6%,锂浓度可以达到11.90 g/L。
武国宝,齐利娟,韦舒耀,韩东战
摘要:
对煤下铝土矿进行了焙烧、碱浸脱硅和精矿溶出试验。在970~1 020 ℃焙烧10 min后,焙烧矿中的CT可降低至0.03%以下,ST可降低至0.20%以下;焙烧矿经过碱浸脱硅后,精矿A/S提高到10.02~11.25,脱硅过程氧化铝回收率大于98%。在溶出温度265 ℃、铝酸钠溶液Na2OK=236 g/L、石灰添加量12%、溶出液αK=1.45左右、溶出时间60 min的条件下,精矿的氧化铝溶出率达到83.94%~85.04%,相对溶出率达到92.13%~94.46%。溶出赤泥中的Na2O含量低于1%,为赤泥安全堆存和综合利用创造了良好的基础条件。
稀贵金属
刘晓飞,刘金辉,阳奕汉,邢拥国,王如意,胡鹏飞,罗跃,李立尧
摘要:
地浸采铀是一种通过溶浸液与砂岩矿层中含铀矿物发生溶解反应的矿石原位开采方法,厘清矿层及矿层上覆下伏含水层三维结构,对提高地浸采铀效率具有重要意义。在资料收集的基础上,结合测井数据,采用地质统计学方法,对地浸采区地层及矿层进行精细刻画,建立了相应三维地质模型,根据模型模拟结果分析了含矿含水层的空间结构特征。结果表明,含矿含水层主要岩性为粗砂岩;含矿含水层各种岩性孔隙连通性较好,透水岩性分布较均匀;采区地层倾向大致为325°,倾角为6.76°。顶部隔水层厚度呈南部和中部较厚、北部和西部较薄的特点,发育7个隔水顶板天窗;矿层贴近隔水底板,厚度由北部向各个方向逐渐减薄,矿层厚度与含矿含水层厚度呈正相关。三维地质结构模型的构建完整、直观地展示了巴彦乌拉铀矿C12采区地层、岩体的三维空间分布特征,可以为进一步开展地浸采铀数值模拟研究提供科学依据。
杜林海,胡凯光,黄一鸣,周少波,王欢欢,杨玺鹏
摘要:
采用电渗析法分离铀浸出矿浆中的铀,研究了电渗析法分离铀浸出矿浆中铀的分离富集率,验证电渗析法分离铀浸出矿浆中铀的可行性,并通过模拟试验探寻各条件对电渗析法处理能力及电耗的影响。试验结果表明:电压的提高同时会提高处理能力但是耗电量随之增加;操作温度的提高可以降低电耗及提高处理能力。用电渗析法分离铀矿浆中的铀,流程简单且无需使用任何的化学试剂,该方法可适用于铀浸出矿浆的固液分离,为铀浸出矿浆分离提供新思路。
胡越,张一敏,薛楠楠,郑秋实
摘要:
搅拌槽是湿法提钒工业应用的重要设备,但在实际应用中存在矿物混合不均匀、易沉积在搅拌槽底部的问题。运用计算流体动力学(CFD)FLUENT软件,采用多重参考系法(MRF)、标准的k-ε方程、欧拉—欧拉多相流模型,对不同底部形状搅拌槽进行固液流场数值模拟。研究表明,平底搅拌槽对大粒径颗粒易产生固相沉积,圆底搅拌槽能有效解决沉积问题且搅拌更加均匀,槽内搅拌死区大幅下降。对槽内不同位置流场进行考察,圆弧底搅拌槽的湍动能、速度均优于平底搅拌槽,有利于提高固液混合效率。
张小贞,王伟,陈俊南,路殿坤,谢锋
摘要:
研究了银硫代硫酸盐在活性炭上的吸附行为。考察了硫代硫酸钠和亚硫酸钠浓度、温度和溶液pH对活性炭吸附银硫代硫酸盐的影响,采用了多种动力学模型拟合吸附过程,并通过XPS和FT-IR检测手段对其机理进行表征。结果表明:银硫代硫酸盐在活性炭上的吸附动力学符合准二级动力学模型,活性炭对银硫代硫酸盐的吸附等温线符合Freundlich模型。银在活性炭的吸附容量随着温度的升高而略有下降。在下述最佳条件下:温度25 ℃、初始pH=8、初始银浓度500 mg/L、n(Na2S2O3)/n(AgNO3)=8(摩尔比)、n(Na2S2O3)/n(Na2SO3)=5(摩尔比)、吸附时间5 h,活性炭对银硫代硫酸盐络合物的饱和吸附容量最高可达18 mg/g。
雒国清,李慧,陈学清,王晓明
摘要:
为制备出大比表面积的高性能钽粉,根据钠还原氟钽酸钾制备钽粉的过程分析,对其主要影响因素(还原温度、稀释剂比例、还原速度、搅拌转速)对钽粉性能的影响进行了研究。结果表明,随着还原温度降低,还原的钽粉比表面积增大;还原温度提高会增加还原过程中反应容器的腐蚀,造成金属杂质增加。稀释剂比例增加,有利于生成大比表面积钽粉,但会降低钽粉收率,且杂质含量增加。注钠速度、搅拌转速不是主要影响钽粉比表面积的关键因素。
环境工程
李冠超,杨波,孙功明,高柏,方正,丁燕
摘要:
以某地区8个煤矿和13个燃煤电厂为研究对象,通过室外取样与室内检测,对粉煤灰生产利用中放射性核素238U、232Th、226Ra、40K进行比活度分析和评价。结果表明,在原煤到粉煤灰过程中,4种放射性核素(238U、232Th、226Ra、40K)的富集系数在2.15~3.79,富集系数与燃煤浓缩比基本一致,确定转移系数为3.79;在粉煤灰到粉煤灰砖中,4种放射性核素(238U、232Th、226Ra、40K)的富集系数为0.65~1.04,富集系数与粉煤灰掺比基本相同,确定转移系数为0.70。整个过程放射性核素未发生损失,且不因放射性水平高低影响其转移系数。粉煤灰砖放射性水平评价表明,该地区8类粉煤灰砖符合国家标准要求,适用于任何途径(除X-8外均可作为建筑主体);剩余5类粉煤灰砖仅可用于建筑物的外饰面等与人体接触不密切的建筑上,后续仍需加强该类粉煤灰砖在生产、使用等方面的监督。该地区13类粉煤灰砖的γ辐射吸收剂量率水平较高,但其中6类粉煤灰砖的年有效剂量率低于全国推荐值,表明对人体的辐射危害较小,可以用于建筑材料使用。
王新宇,张卫民,王玉罡,卢琪愿
摘要:
通过液相还原法制备了活性炭负载纳米零价铁-羟基磷灰石(AC@Fe0-HAP)复合材料,研究了pH、AC@Fe0-HAP投加量、Mn(Ⅱ)初始浓度和反应时间对AC@Fe0-HAP吸附Mn(Ⅱ)的效果。采用吸附动力学模型、等温吸附线模型进行拟合,进一步了解复合材料吸附机理。结果表明,当pH=5、温度25 ℃、Mn(Ⅱ)初始浓度5 mg/L、投加量0.10 g时,AC@Fe0-HAP对Mn(Ⅱ)的吸附效果最好,在反应时间为120 min时达到吸附平衡,吸附量为1.86 mg/g。AC@Fe0-HAP对Mn(Ⅱ)的吸附更加符合Langmuir等温线模型和准二级动力学模型,吸附过程主要为化学吸附、单层吸附。
侯宗武,傅平丰,邓威,王晓飞,陈雨齐,李佳,薛天利
摘要:
以矿渣、钢渣、脱硫石膏和氢氧化钙为主要原料,复配硫酸铁盐制备含铁复配药剂,考察其对土壤中砷和锑的钝化效果,研究土壤中砷、锑和铁的形态分布,土壤物相组成及砷、锑价态的变化,探究砷和锑的钝化机理。结果表明,当含铁复配药剂掺加15%(质量分数)的硫酸亚铁,使用量为20%,搭配质量浓度为2%的过氧化氢使用,砷和锑的浸出浓度分别从69.72和172.67 μg/L下降到6.95和1.61 μg/L。钝化处理后,土壤中砷和锑的非特异性吸附态(F1)分别降低了7.3%和11.7%,特异性吸附态(F2)分别降低了2.7%和0.9%,有效态砷、锑转变成铁/铝氧化物结合态和残渣态;土壤中无定形和结晶态铁氧化物含量显著增加,出现针铁矿和水铁矿相,部分砷由As(Ⅲ)转变成As(Ⅴ),钝化修复后土壤中砷、锑生成Fe-As、Fe-Sb和Ca-Sb沉淀。
高建明,蔡宗平,孙水裕,邓阳红,廖小健,关智杰,周佳丽,陈华山,刘敬勇
摘要:
以磷酸二氢钙(Ca(H2PO4)2)为原料配制淋洗剂,对某矿区周边镉(Cd)污染土壤进行淋洗修复。分析了不同配制条件下淋洗剂中Ca2+、总磷含量及其对Cd污染土壤的淋洗效果,并在此基础上进一步分析了液固比、淋洗时间对修复效果的影响。对淋洗过程进行动力学分析,分析了淋洗前后土壤Cd形态分布。结果表明:淋洗剂中Ca2+、总磷含量与Ca(H2PO4)2投加量呈正相关,且未加热条件下配制的淋洗剂中Ca2+、总磷含量、pH更高。采用投加量为0.07 mol的Ca(H2PO4)2与去离子水混合加热配制的淋洗剂,在液固比5、淋洗时间3 h的条件下,淋洗效果最优,土壤Cd去除率高达70.83%。Elovich方程可以较好地拟合淋洗过程,解吸过程为非均相扩散过程。淋洗后,弱酸提取态及可还原态Cd得到有效去除。淋洗修复方法可行,为去除土壤中的Cd提供新思路。
范凌,甘文军,吴卫蔚,要茹旋,毛磊
摘要:
生物炭具有高度发达的孔隙结构、丰富的表面官能团和大量表面电荷,具有较好的吸附能力,又因其原料易得,成本低廉而受到广泛关注。以小麦秸秆为制备生物炭的原料,用Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)对生物炭进行改性,研究了不同炭化—浸渍工艺对铁改性的生物炭吸附六价铬效果的影响。结果表明,先浸渍后炭化的工艺优于先炭化后浸渍工艺。吸附效果最佳的炭化温度为450 ℃;Fe(Ⅲ)有利于生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附,Fe(Ⅱ)有利于生物炭磁性的增强。采用先浸渍后炭化工艺,炭化温度为450 ℃,2 g/L的Fe(Ⅲ)改性生物炭在30 ℃、pH=2的100 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中吸附21 h,Cr(Ⅵ)的去除率达到99.99%。
董佳甜,杜雪虹,李向东
摘要:
矿产资源的开发过程中会产生大量酸性矿山废水(Acid mine drainage,AMD),会对矿区生态环境造成严重危害。可渗透反应屏障(Permeable reactive barrier,PRB)可以有效中和酸性废水并去除废排水中的有害金属离子。通过进行PRB箱体试验,旨在研究石灰石作为填料介质中和酸性和处理污染物的潜能,以及PRB在运行过程中化学堵塞的发生机理。结果表明:石灰石填料中和酸性和重金属去除能力较好,试验终止时出水的pH维持在6.29,重金属离子去除率最高接近于100%;PRB处理过程中,以铁为主的矿物沉淀是化学堵塞的主要原因,并且堵塞程度表现为进水区域>中间区域>出水区域;PRB装置的堵塞对水力特性的影响明显,进水反应区域的相对渗透率降低了56.1%,出口区降低了27.6%。
楚敬龙,席利丽,谈浩,刘楠楠,谭海伟,刘芳
摘要:
针对锌浸出渣产量大、环境危害性高、富含可利用的有价金属、综合利用技术种类多而缺乏适用性评估等问题,通过分析多种锌浸出渣综合利用技术的优缺点及现状,构建了锌浸出渣综合利用技术评价指标体系,并采用定量评价方法,计算了各种锌浸出渣综合利用技术的加权平均综合指数,给出了推荐和可行两个层次的综合利用技术分类,可为锌冶炼厂的工艺选择或提标改造提供借鉴。