2022年第10期目录
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    重有色金属
  • 潘越,叶华,李昊昱
    摘要:
    以废旧三元正极材料作为原料,提出了还原焙烧与氨基磺酸浸出相结合的工艺,提高锂的回收效率,同时实现组分的分步分离回收。在焙烧温度650 ℃、碳用量10%、还原焙烧时间90 min条件下,三元正极材料被还原为Li2CO3、NiO、MnO、Ni、Co的混合物,还原焙烧产物分步浸出,水浸回收锂,酸浸回收镍、钴、锰。采用氨基磺酸浸出水浸渣,最佳酸浸条件:氨基磺酸浓度0.75 mol/L、浸出温度60 ℃、固液比28 g/L、浸出时间40 min,此条件下镍、钴、锰的浸出率分别可以达到98.77%、98.71%、98.45%。
  • 孙旭东,汪胜东,蒋训雄,李达,冯林永,张登高,蒋伟,赵峰
    摘要:
    以富钴结壳SO2还原浸出液为试验原料,开展了除铁、硫化沉淀、制备硫酸锰、硫酸锰焙烧分解、硫循环利用试验,以实现浸出液分离制备硫酸锰及硫循环应用,并确定较优工艺参数,探究锰分解回收及硫循环利用的可能性。结果表明,1)除铁过程:在pH=3.5、时间360 min、通氧气条件下,除铁率达到99%以上;2)硫化沉淀过程:以NaHS为沉淀剂,当S/Co=3时,Ni、Co沉淀率达到98%以上;3)制备硫酸锰过程:在蒸发温度120 ℃,搅拌速度350 r/min,时间3 h时,结晶物主要成分为MnSO4·H2O,Mn含量为27.95%;4)硫循环过程:硫化沉淀后液经蒸发得到的硫酸锰,在无烟煤配比7%、焙烧温度800 ℃、焙烧时间15~30 min时,硫酸锰分解率最高达到96.72%,分解产物为Mn3O4,焙烧过程产生的气体直接进行富钴结壳浸出,Ni、Co、Cu、Mn浸出率均达到95%以上,浸出效果较好,实现了硫循环利用。
  • 邬建辉,王翊民,严润
    摘要:
    使用新型萃取剂HBL110从粗硫酸镍溶液中直接萃取镍。结果表明,萃取的较优条件为:萃取剂皂化率60%、萃取相比VO︰VA=2︰1、料液起始pH=2.2、萃取时间5 min,经5级逆流萃取,镍萃取率为98.63%,铁、钴、锌、钙、镁的萃取分别为10.41%、22.86%、8.42%、1.75%、1.38%。有机相经酸洗后反萃,反萃的较优条件为:反萃剂H2SO4浓度1.0 mol/L、反萃相比VO︰VA=4︰1、反萃时间5 min,该条件下进行4级逆流反萃,镍的反萃率为98.85%,反萃液镍浓度为31.11 g/L,且反萃液杂质含量低。
  • 钟晓聪,任亚辉,陈晨,严康,王瑞祥
    摘要:
    采用微电流辅助置换方法从低镉含锌溶液(Cd2+ 1 g/L, Zn2+ 20 g/L)中提取海绵镉,研究了电流密度、搅拌速度、硫酸浓度和反应温度对提镉率、残留镉浓度、锌消耗量和海绵镉品位的影响。结果表明,增大电流密度和搅拌速度可以显著加快置换速度,降低残留镉浓度。硫酸浓度和反应温度对提镉率、残留镉浓度影响不大,但是浓度适中的硫酸和提高反应温度均有利于提高海绵镉品位。微电流辅助置换提镉优化工艺参数为:电流密度1 mA/cm2、搅拌速度400 r/min、硫酸浓度10 g/L、温度35 ℃。在该条件下进行置换反应2 h,提镉率达99.2%、残留镉浓度降至20.4 mg/L、海绵镉品位为98.2%。相较传统置换工艺,微电流辅助置换提镉工艺可以加快置换速度、降低残留镉浓度、提高海绵镉品位。
  • 刘兵泽,黄玉柱,刘浩,史玉姣,刘宇倩,周合理,胡宇杰
    摘要:
    考察了PbSO4-ZnO-C体系中各组分在Na2CO3熔盐中的反应行为,揭示了PbSO4固硫还原炼铅的反应机理。结果表明:在873~1 123 K的温度范围内,PbSO4首先和Na2CO3反应生成PbO和Na2SO4,PbO和Na2SO4再分别被还原成金属Pb和Na2S;温度大于1 123 K时,Na2S和ZnO反应生成ZnS和Na2O,Na2O再和CO2反应生成Na2CO3。Na2CO3在PbSO4-C-ZnO固硫还原熔炼体系中不仅是充当反应介质,改善反应体系的传热、传质和动量传递效果,同时也是主要反应物之一;ZnO在反应过程中不仅是固硫剂,同时也是Na2CO3熔盐的再生剂。
  • 王府,冯建华,卢晓锋,李亦婧,郭勇
    摘要:
    采用循环伏安法研究镍电解液中杂质铅、锌、硫、硒在镍电解精炼中的电化学行为。结果表明,铅、锌在阴极还原为金属单质,硫、硒则与镍离子生成NixSy及NixSey。采用阴极极化法研究了电解工艺条件即温度、pH、氯离子浓度对杂质铅、锌、硫、硒的还原电势的影响。在工业生产中可根据杂质控制的需要来调整电解条件,从而减少部分杂质元素在阴极析出的总量。
  • 占焕武,魏涛,叶栋,谢妮,杨永明,蒋学先,何贵香
    摘要:
    从电解液温度、电解液中铜和酸的浓度、阳极泥沉降、结垢清洗等方面对顶侧双向平行流和底侧双向平行流铜电解槽生产情况及条件进行比较。结果表明,顶侧双向平行流有利于阳极泥沉降,可降低阴极铜含银,阳极泥清洗时间短;底侧双向平行流电解液流动更为简单,循环条件好,但不利于阳极泥沉降、不便于清洗。高银阳极宜采用顶侧双向平行流,利于提高银回收率;低砷高锑高杂阳极,阳极中摩尔比As/(Sb+Bi)<2,阳极泥沉降差,宜采用顶侧双向平行流,提高阳极泥沉降;高电流密度(大于400 A/m2),阳极中摩尔比As/(Sb+Bi)>2,阳极泥沉降好,宜采用底侧双向平行流,循环条件更好。
  • 轻有色金属
  • 吴荔荔,李文英,路贵民
    摘要:
    锂电解槽相比于镁、铝电解槽电流小,产量低,随着市场对金属锂的需求逐年上升,开发设计大电流锂电解槽可以为工业实际运用提供参考。以大电流锂电解槽为研究对象,运用有限元软件COMSOL建立锂电解槽电解质-氯气气液两相流模型,采用Euler-Euler两相流模型并耦合k-ε模型用于求解电解液速度,分析了槽内电势、电流密度及流场分布规律。结果表明,电解槽内的极间空间顶部皆存回流情况,越靠近电解槽内部,回流现象越明显;电解槽内壁处湍流黏度较高,涡流强度大;每对电极对应的电解质循环具有明显的界限,随着阴阳极对靠近电解槽内壁面数增加,电解液循环效果越好。
  • 侯佳鑫,李占兵,李少鹏,李会泉,武文粉,庄艳歆
    摘要:
    二次铝灰是铝工业熔铸过程产生的危险废弃物,可用于制备高值镁铝尖晶石材料,但其中的硅易转化为低膨胀性硅酸盐,影响产品品质。提出二次铝灰酸解渣温和脱硅—成型烧结制备镁铝尖晶石工艺,考察了NaOH浓度、液固比、温度和时间对脱硅率的影响,并对脱硅过程进行了动力学计算与转化行为分析。结果表明,脱硅过程的最优反应条件为:NaOH浓度100 g/L、液固比6 mL/g、反应温度70 ℃、反应时间10 min,硅脱除率可达49.60%。当轻质氧化镁添加量20%、成型压力150 MPa、烧结温度1 600 ℃、烧结时间3 h时,所制备的镁铝尖晶石体积密度为2.76 g/cm3,显气孔率为21.85%,满足工业使用要求。本研究可为二次铝灰的资源化利用提供新思路。
  • 稀贵金属
  • 马海燕,雒国清,李慧,王晓明
    摘要:
    研究了不同的真空烧结条件对钠还原制备钽粉的比表面积、表面微观形貌的影响。通过拟合得到不同比表面积钽粉的初始烧结温度、比表面积随真空烧结温度变化的经验方程,以及钽粉经高温烧结后比表面积变化拟合关系式。当在初始烧结温度以下进行烧结时,粉末的比表面积、微观形貌没有较大变化,当烧结温度高于初始烧结温度时,粉末的比表面积随真空烧结温度增加而减少,而粉末形貌表现为细枝晶粗大化。
  • 丰章哲,刘金辉,阳奕汉,王如意,刑拥国,梁大业
    摘要:
    铀的原位浸出是通过溶浸液与铀矿物相互作用来实现的,地浸采铀过程中溶浸液与含矿层中各种矿物反应,会使溶浸液中各种离子组分大量增高,当离子浓度达到饱和或过饱和时,又会产生化学沉淀,造成含矿层堵塞。以巴彦乌拉铀矿C12采区为研究对象,根据浸出液化学成分数据,通过地球化学模拟计算采区运行过程中矿物饱和指数,研究地浸过程中矿物的溶解-沉淀特征。计算结果表明,酸法地浸过程中石膏、Fe(OH)3、针铁矿和赤铁矿是地浸采铀过程中易产生沉淀的矿物。地浸6.5天后石膏即处于沉淀状态;Fe(OH)3在pH大于6.71~6.89条件下、针铁矿在pH大于4.6~5.0条件下、赤铁矿在pH大于4.62~4.87时处于沉淀状态。pH是影响矿物溶解与沉淀的关键因素。
  • 白向林,吴喜龙,赵雨,李勇,姚艳波,马王蕊,王彪,陈一辉
    摘要:
    以等离子炉富集产出的铂钯铑铁合金溶解造液萃钯后的余液为原料,选择TOA-TBP混合萃取剂萃取分离铂。研究单一TBP、TOA以及混合体系对铂的萃取行为。结果表明,对于贱金属较高的溶液体系,100%TBP对铂的萃取率仅有80.9%,单一TOA在高浓度下铂的萃取率接近100%,但铑的共萃率也随之上升,最高可达到82.86%。而95%TBP-5%TOA的混合体系在0.5 mol/L HCI,相比为1,旋转速度100 r/min条件下,铂的萃取率达到99.9%以上,铑的共萃率仅为0.2%。选择稀盐酸洗涤负载有机相,10 mol/L盐酸反萃,铂的反萃率达到97.2%。TOA-TBP混合体系可以实现铂铑高效分离,且该体系对铂的萃取具有协同效应。
  • 材料与设备
  • 崔正元,王俊,刘亚飞,陈彦彬
    摘要:
    采用高温固相法制备了Nb掺杂Li1.16Mn0.56Ni0.28O2正极材料。研究发现Nb掺杂能够增大一次颗粒尺寸,降低比表面积。当掺杂量≤0.1%(质量分数)时,a、c值线性增长并遵循Vegard定律,表明Nb进入富锂锰基材料晶体结构中过渡金属位;掺杂量>0.1%时,部分Nb以化合物的形式存在于晶界或表面。0.1%掺杂量样品电化学性能最佳:0.1 C放电比容量和库伦效率分别为256.9 mAh/g和87.8%,0.5 C循环80周后容量保持率为85.4%。进入晶格后的Nb5+扩大了Li层间距有利于Li+的脱嵌,同时形成更强的Nb—O键,抑制晶格氧的流失,稳定材料的结构。
  • 邓信忠,薛志爽,梁海,陈秋杨,鲁思文,朱启
    摘要:
    石墨烯复合气凝胶是以(氧化)石墨烯为主体形成的三维网状交联的多孔材料,因其具有超高的比表面积、良好的结构稳定性、优异的机械性能以及独特的网状交联结构,被广泛应用于废水处理。追踪国内外的相关研究进展,系统介绍了水热还原法、化学交联法、自组装法和模板法制备石墨烯复合气凝胶的方法,并对其优缺点进行对比。重点论述了石墨烯复合气凝胶在重金属离子吸附方面的应用,并对其在大规模生产和实际应用中存在的问题及研究前景进行展望。
  • 童震松,赵志龙,石培良
    摘要:
    低温选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂是目前烟气脱硝领域研究的热点。利用超声浸渍法制备了FeOx-CeOx-MnOx-TiO2/石墨烯低温SCR脱硝催化剂,研究和分析了FeOx添加量对催化剂脱硝性能的影响,并借助TEM、XPS分析探究了FeOx在催化剂中的作用及内在机制。结果表明,当Fe/Mn摩尔比为0.2时,催化剂具有最佳的脱硝效果,在140 ℃即具有90%的NO转化率;同时对催化剂的抗SO2和抗水性能进行了测定,表明FeOx的添加有利于其抗性的提升,在SO2和水共存的情况下,仍具有80%以上的NO转化率。在此基础上,通过对比SCR反应前后催化剂的FT-IR分析结果,剖析了可能的抗SO2抗水机理
  • 环境工程
  • 洪昌寿,辛佳怡,李邵,汪弘,钟永明,李向阳,刘永
    摘要:
    为使覆盖后的铀尾矿库滩面长期稳定可靠,以我国南方湿润区某铀尾矿库为研究对象,采用自制模拟滩面覆土层氡析出试验装置,通过开展吸附试验验证木质素磺酸钙(木钙)吸附氡气性能;开展低掺量木钙改良红黏土对铀尾矿的覆盖控氡试验,研究其作为覆土层对铀尾矿库滩面的氡气阻滞效果,以及改良红黏土的强度特性。结果表明:木钙对氡具有较明显的吸附性能,6%及8%掺量木钙改良红黏土的降氡率较素红黏土分别高9%和12%;木钙改良红黏土的强度在0~6%掺量内增强,在6%~8%略微减少,但整体而言强度均有所提升。
  • 左国强,李晓乐,张晓杰,苏小莉,张文生
    摘要:
    针对冶金行业产生的含铅废水导致的环境污染问题,以太行山脉盛产的野生冬凌草为载体,采用液相化学还原法制备了冬凌草负载纳米零价铁(RR-nZVI),并用于去除水中的Pb2+,详细考察了酸度、温度、RR-nZVI投加量、Pb2+初始浓度和反应时间对Pb2+去除率的影响。通过FTIR、XRD、SEM等手段对RR-nZVI去除Pb2+的机理进行分析。结果表明,RR-nZVI投加量0.6 g/L、pH=5.0、Pb2+初始浓度200 mg/L、室温下反应60 min时,Pb2+的去除率达到了99.9%,吸附量达到394.7 mg/g。动力学试验表明,RR-nZVI对溶液中Pb2+的吸附符合Lagergren准二级动力学模型,吸附过程主要受化学吸附控制。Langmuir模型能较好地描述RR-nZVI对Pb2+的吸附过程,吸附以单层吸附为主。当Pb2+的初始浓度小于10 mg/L时,滤液中的Fe2+浓度低于国家《铅、锌工业污染物排放标准(GB 25466—2010)》中规定的限量要求,不会对环境造成二次污染,为含Pb2+废水的处理提供了一种有效的可供选择的材料。
  • 张益硕,周仲魁,杨顺景,李蕊,李龙祥,李荆瑜,樊小磊
    摘要:
    重金属污染会导致土壤生态结构、功能、理化性质发生改变,极大地减少农作物产量,危害生态环境和人体健康,已经成为全球主要的环境污染之一。为修复土壤重金属污染,开发了数种土壤修复技术。探讨了各种修复技术的原理、优缺点、适用性,提出了未来土壤重金属污染的研究方向应该是联合修复技术。
  • 孟磊,吴亮亮,李昊,龚雪刚,王琼
    摘要:
    为探究某典型铜矿区废石堆场及配套酸性水库对周边环境产生的风险,对矿区周边土壤、地表水和沉积物进行调查分析,并开展生态环境风险评价。现状调查结果表明,矿区周边土壤pH为2.3~8.03,土壤出现不同程度酸化现象。酸性水库下游河流监测断面总氮和锰超过地表水Ⅲ类标准,最大超标倍数分别为0.74倍和4.8倍。沉积物中铜、镉、锌在各采样点存在不同程度超标,最大超标倍数分别为8.24倍、18.67倍和0.03倍。风险评价结果表明,土壤中铜、镉、砷、汞四种重金属存在中高以上潜在生态风险,沉积物中镉的单因素污染物生态危害程度在酸性水库下游及河流上游表现为极高,铜在河流下游为较高。地表水污染物浓度不会对水生生物造成较大风险。
  • 苗雨,林星杰,罗纯,张弛
    摘要:
    采用自制铁基生物絮凝剂(BPFS)对羧甲基壳聚糖(CMC)进行改性,并研究其对废水中氟的去除。考察了羧甲基壳聚糖CMC/Fe质量比、BPFS-CMC投加量、pH、反应时间对氟离子去除效果的影响。结果表明,水中残余氟离子浓度随CMC/Fe质量比升高而升高;随改性羧甲基壳聚糖投加量的增加而降低,而且与羧甲基壳聚糖单独处理含氟废水相比,氟离子去除效果有明显提高,当BPFS-CMC投加量为3%(体积分数)时,氟离子去除率由33.05%提高到62.70%;酸性条件有利于氟离子的去除;随反应时间的增加,氟离子浓度缓慢下降。当羧甲基壳聚糖CMC/Fe质量比为0.05,投加量3%,pH=5,反应时间10 min时,水中残余氟离子浓度为7.78 mg/L,低于国家《铅、锌工业污染物排放标准》(GB 25466—2010)规定的限值。
    重有色金属
  • 潘越,叶华,李昊昱
    摘要:
    以废旧三元正极材料作为原料,提出了还原焙烧与氨基磺酸浸出相结合的工艺,提高锂的回收效率,同时实现组分的分步分离回收。在焙烧温度650 ℃、碳用量10%、还原焙烧时间90 min条件下,三元正极材料被还原为Li2CO3、NiO、MnO、Ni、Co的混合物,还原焙烧产物分步浸出,水浸回收锂,酸浸回收镍、钴、锰。采用氨基磺酸浸出水浸渣,最佳酸浸条件:氨基磺酸浓度0.75 mol/L、浸出温度60 ℃、固液比28 g/L、浸出时间40 min,此条件下镍、钴、锰的浸出率分别可以达到98.77%、98.71%、98.45%。
  • 孙旭东,汪胜东,蒋训雄,李达,冯林永,张登高,蒋伟,赵峰
    摘要:
    以富钴结壳SO2还原浸出液为试验原料,开展了除铁、硫化沉淀、制备硫酸锰、硫酸锰焙烧分解、硫循环利用试验,以实现浸出液分离制备硫酸锰及硫循环应用,并确定较优工艺参数,探究锰分解回收及硫循环利用的可能性。结果表明,1)除铁过程:在pH=3.5、时间360 min、通氧气条件下,除铁率达到99%以上;2)硫化沉淀过程:以NaHS为沉淀剂,当S/Co=3时,Ni、Co沉淀率达到98%以上;3)制备硫酸锰过程:在蒸发温度120 ℃,搅拌速度350 r/min,时间3 h时,结晶物主要成分为MnSO4·H2O,Mn含量为27.95%;4)硫循环过程:硫化沉淀后液经蒸发得到的硫酸锰,在无烟煤配比7%、焙烧温度800 ℃、焙烧时间15~30 min时,硫酸锰分解率最高达到96.72%,分解产物为Mn3O4,焙烧过程产生的气体直接进行富钴结壳浸出,Ni、Co、Cu、Mn浸出率均达到95%以上,浸出效果较好,实现了硫循环利用。
  • 邬建辉,王翊民,严润
    摘要:
    使用新型萃取剂HBL110从粗硫酸镍溶液中直接萃取镍。结果表明,萃取的较优条件为:萃取剂皂化率60%、萃取相比VO︰VA=2︰1、料液起始pH=2.2、萃取时间5 min,经5级逆流萃取,镍萃取率为98.63%,铁、钴、锌、钙、镁的萃取分别为10.41%、22.86%、8.42%、1.75%、1.38%。有机相经酸洗后反萃,反萃的较优条件为:反萃剂H2SO4浓度1.0 mol/L、反萃相比VO︰VA=4︰1、反萃时间5 min,该条件下进行4级逆流反萃,镍的反萃率为98.85%,反萃液镍浓度为31.11 g/L,且反萃液杂质含量低。
  • 钟晓聪,任亚辉,陈晨,严康,王瑞祥
    摘要:
    采用微电流辅助置换方法从低镉含锌溶液(Cd2+ 1 g/L, Zn2+ 20 g/L)中提取海绵镉,研究了电流密度、搅拌速度、硫酸浓度和反应温度对提镉率、残留镉浓度、锌消耗量和海绵镉品位的影响。结果表明,增大电流密度和搅拌速度可以显著加快置换速度,降低残留镉浓度。硫酸浓度和反应温度对提镉率、残留镉浓度影响不大,但是浓度适中的硫酸和提高反应温度均有利于提高海绵镉品位。微电流辅助置换提镉优化工艺参数为:电流密度1 mA/cm2、搅拌速度400 r/min、硫酸浓度10 g/L、温度35 ℃。在该条件下进行置换反应2 h,提镉率达99.2%、残留镉浓度降至20.4 mg/L、海绵镉品位为98.2%。相较传统置换工艺,微电流辅助置换提镉工艺可以加快置换速度、降低残留镉浓度、提高海绵镉品位。
  • 刘兵泽,黄玉柱,刘浩,史玉姣,刘宇倩,周合理,胡宇杰
    摘要:
    考察了PbSO4-ZnO-C体系中各组分在Na2CO3熔盐中的反应行为,揭示了PbSO4固硫还原炼铅的反应机理。结果表明:在873~1 123 K的温度范围内,PbSO4首先和Na2CO3反应生成PbO和Na2SO4,PbO和Na2SO4再分别被还原成金属Pb和Na2S;温度大于1 123 K时,Na2S和ZnO反应生成ZnS和Na2O,Na2O再和CO2反应生成Na2CO3。Na2CO3在PbSO4-C-ZnO固硫还原熔炼体系中不仅是充当反应介质,改善反应体系的传热、传质和动量传递效果,同时也是主要反应物之一;ZnO在反应过程中不仅是固硫剂,同时也是Na2CO3熔盐的再生剂。
  • 王府,冯建华,卢晓锋,李亦婧,郭勇
    摘要:
    采用循环伏安法研究镍电解液中杂质铅、锌、硫、硒在镍电解精炼中的电化学行为。结果表明,铅、锌在阴极还原为金属单质,硫、硒则与镍离子生成NixSy及NixSey。采用阴极极化法研究了电解工艺条件即温度、pH、氯离子浓度对杂质铅、锌、硫、硒的还原电势的影响。在工业生产中可根据杂质控制的需要来调整电解条件,从而减少部分杂质元素在阴极析出的总量。
  • 占焕武,魏涛,叶栋,谢妮,杨永明,蒋学先,何贵香
    摘要:
    从电解液温度、电解液中铜和酸的浓度、阳极泥沉降、结垢清洗等方面对顶侧双向平行流和底侧双向平行流铜电解槽生产情况及条件进行比较。结果表明,顶侧双向平行流有利于阳极泥沉降,可降低阴极铜含银,阳极泥清洗时间短;底侧双向平行流电解液流动更为简单,循环条件好,但不利于阳极泥沉降、不便于清洗。高银阳极宜采用顶侧双向平行流,利于提高银回收率;低砷高锑高杂阳极,阳极中摩尔比As/(Sb+Bi)<2,阳极泥沉降差,宜采用顶侧双向平行流,提高阳极泥沉降;高电流密度(大于400 A/m2),阳极中摩尔比As/(Sb+Bi)>2,阳极泥沉降好,宜采用底侧双向平行流,循环条件更好。
  • 轻有色金属
  • 吴荔荔,李文英,路贵民
    摘要:
    锂电解槽相比于镁、铝电解槽电流小,产量低,随着市场对金属锂的需求逐年上升,开发设计大电流锂电解槽可以为工业实际运用提供参考。以大电流锂电解槽为研究对象,运用有限元软件COMSOL建立锂电解槽电解质-氯气气液两相流模型,采用Euler-Euler两相流模型并耦合k-ε模型用于求解电解液速度,分析了槽内电势、电流密度及流场分布规律。结果表明,电解槽内的极间空间顶部皆存回流情况,越靠近电解槽内部,回流现象越明显;电解槽内壁处湍流黏度较高,涡流强度大;每对电极对应的电解质循环具有明显的界限,随着阴阳极对靠近电解槽内壁面数增加,电解液循环效果越好。
  • 侯佳鑫,李占兵,李少鹏,李会泉,武文粉,庄艳歆
    摘要:
    二次铝灰是铝工业熔铸过程产生的危险废弃物,可用于制备高值镁铝尖晶石材料,但其中的硅易转化为低膨胀性硅酸盐,影响产品品质。提出二次铝灰酸解渣温和脱硅—成型烧结制备镁铝尖晶石工艺,考察了NaOH浓度、液固比、温度和时间对脱硅率的影响,并对脱硅过程进行了动力学计算与转化行为分析。结果表明,脱硅过程的最优反应条件为:NaOH浓度100 g/L、液固比6 mL/g、反应温度70 ℃、反应时间10 min,硅脱除率可达49.60%。当轻质氧化镁添加量20%、成型压力150 MPa、烧结温度1 600 ℃、烧结时间3 h时,所制备的镁铝尖晶石体积密度为2.76 g/cm3,显气孔率为21.85%,满足工业使用要求。本研究可为二次铝灰的资源化利用提供新思路。
  • 稀贵金属
  • 马海燕,雒国清,李慧,王晓明
    摘要:
    研究了不同的真空烧结条件对钠还原制备钽粉的比表面积、表面微观形貌的影响。通过拟合得到不同比表面积钽粉的初始烧结温度、比表面积随真空烧结温度变化的经验方程,以及钽粉经高温烧结后比表面积变化拟合关系式。当在初始烧结温度以下进行烧结时,粉末的比表面积、微观形貌没有较大变化,当烧结温度高于初始烧结温度时,粉末的比表面积随真空烧结温度增加而减少,而粉末形貌表现为细枝晶粗大化。
  • 丰章哲,刘金辉,阳奕汉,王如意,刑拥国,梁大业
    摘要:
    铀的原位浸出是通过溶浸液与铀矿物相互作用来实现的,地浸采铀过程中溶浸液与含矿层中各种矿物反应,会使溶浸液中各种离子组分大量增高,当离子浓度达到饱和或过饱和时,又会产生化学沉淀,造成含矿层堵塞。以巴彦乌拉铀矿C12采区为研究对象,根据浸出液化学成分数据,通过地球化学模拟计算采区运行过程中矿物饱和指数,研究地浸过程中矿物的溶解-沉淀特征。计算结果表明,酸法地浸过程中石膏、Fe(OH)3、针铁矿和赤铁矿是地浸采铀过程中易产生沉淀的矿物。地浸6.5天后石膏即处于沉淀状态;Fe(OH)3在pH大于6.71~6.89条件下、针铁矿在pH大于4.6~5.0条件下、赤铁矿在pH大于4.62~4.87时处于沉淀状态。pH是影响矿物溶解与沉淀的关键因素。
  • 白向林,吴喜龙,赵雨,李勇,姚艳波,马王蕊,王彪,陈一辉
    摘要:
    以等离子炉富集产出的铂钯铑铁合金溶解造液萃钯后的余液为原料,选择TOA-TBP混合萃取剂萃取分离铂。研究单一TBP、TOA以及混合体系对铂的萃取行为。结果表明,对于贱金属较高的溶液体系,100%TBP对铂的萃取率仅有80.9%,单一TOA在高浓度下铂的萃取率接近100%,但铑的共萃率也随之上升,最高可达到82.86%。而95%TBP-5%TOA的混合体系在0.5 mol/L HCI,相比为1,旋转速度100 r/min条件下,铂的萃取率达到99.9%以上,铑的共萃率仅为0.2%。选择稀盐酸洗涤负载有机相,10 mol/L盐酸反萃,铂的反萃率达到97.2%。TOA-TBP混合体系可以实现铂铑高效分离,且该体系对铂的萃取具有协同效应。
  • 材料与设备
  • 崔正元,王俊,刘亚飞,陈彦彬
    摘要:
    采用高温固相法制备了Nb掺杂Li1.16Mn0.56Ni0.28O2正极材料。研究发现Nb掺杂能够增大一次颗粒尺寸,降低比表面积。当掺杂量≤0.1%(质量分数)时,a、c值线性增长并遵循Vegard定律,表明Nb进入富锂锰基材料晶体结构中过渡金属位;掺杂量>0.1%时,部分Nb以化合物的形式存在于晶界或表面。0.1%掺杂量样品电化学性能最佳:0.1 C放电比容量和库伦效率分别为256.9 mAh/g和87.8%,0.5 C循环80周后容量保持率为85.4%。进入晶格后的Nb5+扩大了Li层间距有利于Li+的脱嵌,同时形成更强的Nb—O键,抑制晶格氧的流失,稳定材料的结构。
  • 邓信忠,薛志爽,梁海,陈秋杨,鲁思文,朱启
    摘要:
    石墨烯复合气凝胶是以(氧化)石墨烯为主体形成的三维网状交联的多孔材料,因其具有超高的比表面积、良好的结构稳定性、优异的机械性能以及独特的网状交联结构,被广泛应用于废水处理。追踪国内外的相关研究进展,系统介绍了水热还原法、化学交联法、自组装法和模板法制备石墨烯复合气凝胶的方法,并对其优缺点进行对比。重点论述了石墨烯复合气凝胶在重金属离子吸附方面的应用,并对其在大规模生产和实际应用中存在的问题及研究前景进行展望。
  • 童震松,赵志龙,石培良
    摘要:
    低温选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂是目前烟气脱硝领域研究的热点。利用超声浸渍法制备了FeOx-CeOx-MnOx-TiO2/石墨烯低温SCR脱硝催化剂,研究和分析了FeOx添加量对催化剂脱硝性能的影响,并借助TEM、XPS分析探究了FeOx在催化剂中的作用及内在机制。结果表明,当Fe/Mn摩尔比为0.2时,催化剂具有最佳的脱硝效果,在140 ℃即具有90%的NO转化率;同时对催化剂的抗SO2和抗水性能进行了测定,表明FeOx的添加有利于其抗性的提升,在SO2和水共存的情况下,仍具有80%以上的NO转化率。在此基础上,通过对比SCR反应前后催化剂的FT-IR分析结果,剖析了可能的抗SO2抗水机理
  • 环境工程
  • 洪昌寿,辛佳怡,李邵,汪弘,钟永明,李向阳,刘永
    摘要:
    为使覆盖后的铀尾矿库滩面长期稳定可靠,以我国南方湿润区某铀尾矿库为研究对象,采用自制模拟滩面覆土层氡析出试验装置,通过开展吸附试验验证木质素磺酸钙(木钙)吸附氡气性能;开展低掺量木钙改良红黏土对铀尾矿的覆盖控氡试验,研究其作为覆土层对铀尾矿库滩面的氡气阻滞效果,以及改良红黏土的强度特性。结果表明:木钙对氡具有较明显的吸附性能,6%及8%掺量木钙改良红黏土的降氡率较素红黏土分别高9%和12%;木钙改良红黏土的强度在0~6%掺量内增强,在6%~8%略微减少,但整体而言强度均有所提升。
  • 左国强,李晓乐,张晓杰,苏小莉,张文生
    摘要:
    针对冶金行业产生的含铅废水导致的环境污染问题,以太行山脉盛产的野生冬凌草为载体,采用液相化学还原法制备了冬凌草负载纳米零价铁(RR-nZVI),并用于去除水中的Pb2+,详细考察了酸度、温度、RR-nZVI投加量、Pb2+初始浓度和反应时间对Pb2+去除率的影响。通过FTIR、XRD、SEM等手段对RR-nZVI去除Pb2+的机理进行分析。结果表明,RR-nZVI投加量0.6 g/L、pH=5.0、Pb2+初始浓度200 mg/L、室温下反应60 min时,Pb2+的去除率达到了99.9%,吸附量达到394.7 mg/g。动力学试验表明,RR-nZVI对溶液中Pb2+的吸附符合Lagergren准二级动力学模型,吸附过程主要受化学吸附控制。Langmuir模型能较好地描述RR-nZVI对Pb2+的吸附过程,吸附以单层吸附为主。当Pb2+的初始浓度小于10 mg/L时,滤液中的Fe2+浓度低于国家《铅、锌工业污染物排放标准(GB 25466—2010)》中规定的限量要求,不会对环境造成二次污染,为含Pb2+废水的处理提供了一种有效的可供选择的材料。
  • 张益硕,周仲魁,杨顺景,李蕊,李龙祥,李荆瑜,樊小磊
    摘要:
    重金属污染会导致土壤生态结构、功能、理化性质发生改变,极大地减少农作物产量,危害生态环境和人体健康,已经成为全球主要的环境污染之一。为修复土壤重金属污染,开发了数种土壤修复技术。探讨了各种修复技术的原理、优缺点、适用性,提出了未来土壤重金属污染的研究方向应该是联合修复技术。
  • 孟磊,吴亮亮,李昊,龚雪刚,王琼
    摘要:
    为探究某典型铜矿区废石堆场及配套酸性水库对周边环境产生的风险,对矿区周边土壤、地表水和沉积物进行调查分析,并开展生态环境风险评价。现状调查结果表明,矿区周边土壤pH为2.3~8.03,土壤出现不同程度酸化现象。酸性水库下游河流监测断面总氮和锰超过地表水Ⅲ类标准,最大超标倍数分别为0.74倍和4.8倍。沉积物中铜、镉、锌在各采样点存在不同程度超标,最大超标倍数分别为8.24倍、18.67倍和0.03倍。风险评价结果表明,土壤中铜、镉、砷、汞四种重金属存在中高以上潜在生态风险,沉积物中镉的单因素污染物生态危害程度在酸性水库下游及河流上游表现为极高,铜在河流下游为较高。地表水污染物浓度不会对水生生物造成较大风险。
  • 苗雨,林星杰,罗纯,张弛
    摘要:
    采用自制铁基生物絮凝剂(BPFS)对羧甲基壳聚糖(CMC)进行改性,并研究其对废水中氟的去除。考察了羧甲基壳聚糖CMC/Fe质量比、BPFS-CMC投加量、pH、反应时间对氟离子去除效果的影响。结果表明,水中残余氟离子浓度随CMC/Fe质量比升高而升高;随改性羧甲基壳聚糖投加量的增加而降低,而且与羧甲基壳聚糖单独处理含氟废水相比,氟离子去除效果有明显提高,当BPFS-CMC投加量为3%(体积分数)时,氟离子去除率由33.05%提高到62.70%;酸性条件有利于氟离子的去除;随反应时间的增加,氟离子浓度缓慢下降。当羧甲基壳聚糖CMC/Fe质量比为0.05,投加量3%,pH=5,反应时间10 min时,水中残余氟离子浓度为7.78 mg/L,低于国家《铅、锌工业污染物排放标准》(GB 25466—2010)规定的限值。
    重有色金属
  • 潘越,叶华,李昊昱
    摘要:
    以废旧三元正极材料作为原料,提出了还原焙烧与氨基磺酸浸出相结合的工艺,提高锂的回收效率,同时实现组分的分步分离回收。在焙烧温度650 ℃、碳用量10%、还原焙烧时间90 min条件下,三元正极材料被还原为Li2CO3、NiO、MnO、Ni、Co的混合物,还原焙烧产物分步浸出,水浸回收锂,酸浸回收镍、钴、锰。采用氨基磺酸浸出水浸渣,最佳酸浸条件:氨基磺酸浓度0.75 mol/L、浸出温度60 ℃、固液比28 g/L、浸出时间40 min,此条件下镍、钴、锰的浸出率分别可以达到98.77%、98.71%、98.45%。
  • 孙旭东,汪胜东,蒋训雄,李达,冯林永,张登高,蒋伟,赵峰
    摘要:
    以富钴结壳SO2还原浸出液为试验原料,开展了除铁、硫化沉淀、制备硫酸锰、硫酸锰焙烧分解、硫循环利用试验,以实现浸出液分离制备硫酸锰及硫循环应用,并确定较优工艺参数,探究锰分解回收及硫循环利用的可能性。结果表明,1)除铁过程:在pH=3.5、时间360 min、通氧气条件下,除铁率达到99%以上;2)硫化沉淀过程:以NaHS为沉淀剂,当S/Co=3时,Ni、Co沉淀率达到98%以上;3)制备硫酸锰过程:在蒸发温度120 ℃,搅拌速度350 r/min,时间3 h时,结晶物主要成分为MnSO4·H2O,Mn含量为27.95%;4)硫循环过程:硫化沉淀后液经蒸发得到的硫酸锰,在无烟煤配比7%、焙烧温度800 ℃、焙烧时间15~30 min时,硫酸锰分解率最高达到96.72%,分解产物为Mn3O4,焙烧过程产生的气体直接进行富钴结壳浸出,Ni、Co、Cu、Mn浸出率均达到95%以上,浸出效果较好,实现了硫循环利用。
  • 邬建辉,王翊民,严润
    摘要:
    使用新型萃取剂HBL110从粗硫酸镍溶液中直接萃取镍。结果表明,萃取的较优条件为:萃取剂皂化率60%、萃取相比VO︰VA=2︰1、料液起始pH=2.2、萃取时间5 min,经5级逆流萃取,镍萃取率为98.63%,铁、钴、锌、钙、镁的萃取分别为10.41%、22.86%、8.42%、1.75%、1.38%。有机相经酸洗后反萃,反萃的较优条件为:反萃剂H2SO4浓度1.0 mol/L、反萃相比VO︰VA=4︰1、反萃时间5 min,该条件下进行4级逆流反萃,镍的反萃率为98.85%,反萃液镍浓度为31.11 g/L,且反萃液杂质含量低。
  • 钟晓聪,任亚辉,陈晨,严康,王瑞祥
    摘要:
    采用微电流辅助置换方法从低镉含锌溶液(Cd2+ 1 g/L, Zn2+ 20 g/L)中提取海绵镉,研究了电流密度、搅拌速度、硫酸浓度和反应温度对提镉率、残留镉浓度、锌消耗量和海绵镉品位的影响。结果表明,增大电流密度和搅拌速度可以显著加快置换速度,降低残留镉浓度。硫酸浓度和反应温度对提镉率、残留镉浓度影响不大,但是浓度适中的硫酸和提高反应温度均有利于提高海绵镉品位。微电流辅助置换提镉优化工艺参数为:电流密度1 mA/cm2、搅拌速度400 r/min、硫酸浓度10 g/L、温度35 ℃。在该条件下进行置换反应2 h,提镉率达99.2%、残留镉浓度降至20.4 mg/L、海绵镉品位为98.2%。相较传统置换工艺,微电流辅助置换提镉工艺可以加快置换速度、降低残留镉浓度、提高海绵镉品位。
  • 刘兵泽,黄玉柱,刘浩,史玉姣,刘宇倩,周合理,胡宇杰
    摘要:
    考察了PbSO4-ZnO-C体系中各组分在Na2CO3熔盐中的反应行为,揭示了PbSO4固硫还原炼铅的反应机理。结果表明:在873~1 123 K的温度范围内,PbSO4首先和Na2CO3反应生成PbO和Na2SO4,PbO和Na2SO4再分别被还原成金属Pb和Na2S;温度大于1 123 K时,Na2S和ZnO反应生成ZnS和Na2O,Na2O再和CO2反应生成Na2CO3。Na2CO3在PbSO4-C-ZnO固硫还原熔炼体系中不仅是充当反应介质,改善反应体系的传热、传质和动量传递效果,同时也是主要反应物之一;ZnO在反应过程中不仅是固硫剂,同时也是Na2CO3熔盐的再生剂。
  • 王府,冯建华,卢晓锋,李亦婧,郭勇
    摘要:
    采用循环伏安法研究镍电解液中杂质铅、锌、硫、硒在镍电解精炼中的电化学行为。结果表明,铅、锌在阴极还原为金属单质,硫、硒则与镍离子生成NixSy及NixSey。采用阴极极化法研究了电解工艺条件即温度、pH、氯离子浓度对杂质铅、锌、硫、硒的还原电势的影响。在工业生产中可根据杂质控制的需要来调整电解条件,从而减少部分杂质元素在阴极析出的总量。
  • 占焕武,魏涛,叶栋,谢妮,杨永明,蒋学先,何贵香
    摘要:
    从电解液温度、电解液中铜和酸的浓度、阳极泥沉降、结垢清洗等方面对顶侧双向平行流和底侧双向平行流铜电解槽生产情况及条件进行比较。结果表明,顶侧双向平行流有利于阳极泥沉降,可降低阴极铜含银,阳极泥清洗时间短;底侧双向平行流电解液流动更为简单,循环条件好,但不利于阳极泥沉降、不便于清洗。高银阳极宜采用顶侧双向平行流,利于提高银回收率;低砷高锑高杂阳极,阳极中摩尔比As/(Sb+Bi)<2,阳极泥沉降差,宜采用顶侧双向平行流,提高阳极泥沉降;高电流密度(大于400 A/m2),阳极中摩尔比As/(Sb+Bi)>2,阳极泥沉降好,宜采用底侧双向平行流,循环条件更好。
  • 轻有色金属
  • 吴荔荔,李文英,路贵民
    摘要:
    锂电解槽相比于镁、铝电解槽电流小,产量低,随着市场对金属锂的需求逐年上升,开发设计大电流锂电解槽可以为工业实际运用提供参考。以大电流锂电解槽为研究对象,运用有限元软件COMSOL建立锂电解槽电解质-氯气气液两相流模型,采用Euler-Euler两相流模型并耦合k-ε模型用于求解电解液速度,分析了槽内电势、电流密度及流场分布规律。结果表明,电解槽内的极间空间顶部皆存回流情况,越靠近电解槽内部,回流现象越明显;电解槽内壁处湍流黏度较高,涡流强度大;每对电极对应的电解质循环具有明显的界限,随着阴阳极对靠近电解槽内壁面数增加,电解液循环效果越好。
  • 侯佳鑫,李占兵,李少鹏,李会泉,武文粉,庄艳歆
    摘要:
    二次铝灰是铝工业熔铸过程产生的危险废弃物,可用于制备高值镁铝尖晶石材料,但其中的硅易转化为低膨胀性硅酸盐,影响产品品质。提出二次铝灰酸解渣温和脱硅—成型烧结制备镁铝尖晶石工艺,考察了NaOH浓度、液固比、温度和时间对脱硅率的影响,并对脱硅过程进行了动力学计算与转化行为分析。结果表明,脱硅过程的最优反应条件为:NaOH浓度100 g/L、液固比6 mL/g、反应温度70 ℃、反应时间10 min,硅脱除率可达49.60%。当轻质氧化镁添加量20%、成型压力150 MPa、烧结温度1 600 ℃、烧结时间3 h时,所制备的镁铝尖晶石体积密度为2.76 g/cm3,显气孔率为21.85%,满足工业使用要求。本研究可为二次铝灰的资源化利用提供新思路。
  • 稀贵金属
  • 马海燕,雒国清,李慧,王晓明
    摘要:
    研究了不同的真空烧结条件对钠还原制备钽粉的比表面积、表面微观形貌的影响。通过拟合得到不同比表面积钽粉的初始烧结温度、比表面积随真空烧结温度变化的经验方程,以及钽粉经高温烧结后比表面积变化拟合关系式。当在初始烧结温度以下进行烧结时,粉末的比表面积、微观形貌没有较大变化,当烧结温度高于初始烧结温度时,粉末的比表面积随真空烧结温度增加而减少,而粉末形貌表现为细枝晶粗大化。
  • 丰章哲,刘金辉,阳奕汉,王如意,刑拥国,梁大业
    摘要:
    铀的原位浸出是通过溶浸液与铀矿物相互作用来实现的,地浸采铀过程中溶浸液与含矿层中各种矿物反应,会使溶浸液中各种离子组分大量增高,当离子浓度达到饱和或过饱和时,又会产生化学沉淀,造成含矿层堵塞。以巴彦乌拉铀矿C12采区为研究对象,根据浸出液化学成分数据,通过地球化学模拟计算采区运行过程中矿物饱和指数,研究地浸过程中矿物的溶解-沉淀特征。计算结果表明,酸法地浸过程中石膏、Fe(OH)3、针铁矿和赤铁矿是地浸采铀过程中易产生沉淀的矿物。地浸6.5天后石膏即处于沉淀状态;Fe(OH)3在pH大于6.71~6.89条件下、针铁矿在pH大于4.6~5.0条件下、赤铁矿在pH大于4.62~4.87时处于沉淀状态。pH是影响矿物溶解与沉淀的关键因素。
  • 白向林,吴喜龙,赵雨,李勇,姚艳波,马王蕊,王彪,陈一辉
    摘要:
    以等离子炉富集产出的铂钯铑铁合金溶解造液萃钯后的余液为原料,选择TOA-TBP混合萃取剂萃取分离铂。研究单一TBP、TOA以及混合体系对铂的萃取行为。结果表明,对于贱金属较高的溶液体系,100%TBP对铂的萃取率仅有80.9%,单一TOA在高浓度下铂的萃取率接近100%,但铑的共萃率也随之上升,最高可达到82.86%。而95%TBP-5%TOA的混合体系在0.5 mol/L HCI,相比为1,旋转速度100 r/min条件下,铂的萃取率达到99.9%以上,铑的共萃率仅为0.2%。选择稀盐酸洗涤负载有机相,10 mol/L盐酸反萃,铂的反萃率达到97.2%。TOA-TBP混合体系可以实现铂铑高效分离,且该体系对铂的萃取具有协同效应。
  • 材料与设备
  • 崔正元,王俊,刘亚飞,陈彦彬
    摘要:
    采用高温固相法制备了Nb掺杂Li1.16Mn0.56Ni0.28O2正极材料。研究发现Nb掺杂能够增大一次颗粒尺寸,降低比表面积。当掺杂量≤0.1%(质量分数)时,a、c值线性增长并遵循Vegard定律,表明Nb进入富锂锰基材料晶体结构中过渡金属位;掺杂量>0.1%时,部分Nb以化合物的形式存在于晶界或表面。0.1%掺杂量样品电化学性能最佳:0.1 C放电比容量和库伦效率分别为256.9 mAh/g和87.8%,0.5 C循环80周后容量保持率为85.4%。进入晶格后的Nb5+扩大了Li层间距有利于Li+的脱嵌,同时形成更强的Nb—O键,抑制晶格氧的流失,稳定材料的结构。
  • 邓信忠,薛志爽,梁海,陈秋杨,鲁思文,朱启
    摘要:
    石墨烯复合气凝胶是以(氧化)石墨烯为主体形成的三维网状交联的多孔材料,因其具有超高的比表面积、良好的结构稳定性、优异的机械性能以及独特的网状交联结构,被广泛应用于废水处理。追踪国内外的相关研究进展,系统介绍了水热还原法、化学交联法、自组装法和模板法制备石墨烯复合气凝胶的方法,并对其优缺点进行对比。重点论述了石墨烯复合气凝胶在重金属离子吸附方面的应用,并对其在大规模生产和实际应用中存在的问题及研究前景进行展望。
  • 童震松,赵志龙,石培良
    摘要:
    低温选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂是目前烟气脱硝领域研究的热点。利用超声浸渍法制备了FeOx-CeOx-MnOx-TiO2/石墨烯低温SCR脱硝催化剂,研究和分析了FeOx添加量对催化剂脱硝性能的影响,并借助TEM、XPS分析探究了FeOx在催化剂中的作用及内在机制。结果表明,当Fe/Mn摩尔比为0.2时,催化剂具有最佳的脱硝效果,在140 ℃即具有90%的NO转化率;同时对催化剂的抗SO2和抗水性能进行了测定,表明FeOx的添加有利于其抗性的提升,在SO2和水共存的情况下,仍具有80%以上的NO转化率。在此基础上,通过对比SCR反应前后催化剂的FT-IR分析结果,剖析了可能的抗SO2抗水机理
  • 环境工程
  • 洪昌寿,辛佳怡,李邵,汪弘,钟永明,李向阳,刘永
    摘要:
    为使覆盖后的铀尾矿库滩面长期稳定可靠,以我国南方湿润区某铀尾矿库为研究对象,采用自制模拟滩面覆土层氡析出试验装置,通过开展吸附试验验证木质素磺酸钙(木钙)吸附氡气性能;开展低掺量木钙改良红黏土对铀尾矿的覆盖控氡试验,研究其作为覆土层对铀尾矿库滩面的氡气阻滞效果,以及改良红黏土的强度特性。结果表明:木钙对氡具有较明显的吸附性能,6%及8%掺量木钙改良红黏土的降氡率较素红黏土分别高9%和12%;木钙改良红黏土的强度在0~6%掺量内增强,在6%~8%略微减少,但整体而言强度均有所提升。
  • 左国强,李晓乐,张晓杰,苏小莉,张文生
    摘要:
    针对冶金行业产生的含铅废水导致的环境污染问题,以太行山脉盛产的野生冬凌草为载体,采用液相化学还原法制备了冬凌草负载纳米零价铁(RR-nZVI),并用于去除水中的Pb2+,详细考察了酸度、温度、RR-nZVI投加量、Pb2+初始浓度和反应时间对Pb2+去除率的影响。通过FTIR、XRD、SEM等手段对RR-nZVI去除Pb2+的机理进行分析。结果表明,RR-nZVI投加量0.6 g/L、pH=5.0、Pb2+初始浓度200 mg/L、室温下反应60 min时,Pb2+的去除率达到了99.9%,吸附量达到394.7 mg/g。动力学试验表明,RR-nZVI对溶液中Pb2+的吸附符合Lagergren准二级动力学模型,吸附过程主要受化学吸附控制。Langmuir模型能较好地描述RR-nZVI对Pb2+的吸附过程,吸附以单层吸附为主。当Pb2+的初始浓度小于10 mg/L时,滤液中的Fe2+浓度低于国家《铅、锌工业污染物排放标准(GB 25466—2010)》中规定的限量要求,不会对环境造成二次污染,为含Pb2+废水的处理提供了一种有效的可供选择的材料。
  • 张益硕,周仲魁,杨顺景,李蕊,李龙祥,李荆瑜,樊小磊
    摘要:
    重金属污染会导致土壤生态结构、功能、理化性质发生改变,极大地减少农作物产量,危害生态环境和人体健康,已经成为全球主要的环境污染之一。为修复土壤重金属污染,开发了数种土壤修复技术。探讨了各种修复技术的原理、优缺点、适用性,提出了未来土壤重金属污染的研究方向应该是联合修复技术。
  • 孟磊,吴亮亮,李昊,龚雪刚,王琼
    摘要:
    为探究某典型铜矿区废石堆场及配套酸性水库对周边环境产生的风险,对矿区周边土壤、地表水和沉积物进行调查分析,并开展生态环境风险评价。现状调查结果表明,矿区周边土壤pH为2.3~8.03,土壤出现不同程度酸化现象。酸性水库下游河流监测断面总氮和锰超过地表水Ⅲ类标准,最大超标倍数分别为0.74倍和4.8倍。沉积物中铜、镉、锌在各采样点存在不同程度超标,最大超标倍数分别为8.24倍、18.67倍和0.03倍。风险评价结果表明,土壤中铜、镉、砷、汞四种重金属存在中高以上潜在生态风险,沉积物中镉的单因素污染物生态危害程度在酸性水库下游及河流上游表现为极高,铜在河流下游为较高。地表水污染物浓度不会对水生生物造成较大风险。
  • 苗雨,林星杰,罗纯,张弛
    摘要:
    采用自制铁基生物絮凝剂(BPFS)对羧甲基壳聚糖(CMC)进行改性,并研究其对废水中氟的去除。考察了羧甲基壳聚糖CMC/Fe质量比、BPFS-CMC投加量、pH、反应时间对氟离子去除效果的影响。结果表明,水中残余氟离子浓度随CMC/Fe质量比升高而升高;随改性羧甲基壳聚糖投加量的增加而降低,而且与羧甲基壳聚糖单独处理含氟废水相比,氟离子去除效果有明显提高,当BPFS-CMC投加量为3%(体积分数)时,氟离子去除率由33.05%提高到62.70%;酸性条件有利于氟离子的去除;随反应时间的增加,氟离子浓度缓慢下降。当羧甲基壳聚糖CMC/Fe质量比为0.05,投加量3%,pH=5,反应时间10 min时,水中残余氟离子浓度为7.78 mg/L,低于国家《铅、锌工业污染物排放标准》(GB 25466—2010)规定的限值。

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