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赤泥重金属和放射性元素的毒性浸出和生物可给性

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环境科学研究 2017年第5期30卷 809-816页

作者：王春峰姚丹陈冠飞朱艳臣皇晓晨王连军河南师范大学环境学院黄淮水环境与污染防治教育部重点实验室河南省环境污染控制重点实验室河南新乡453007 南京理工大学环境与生物工程学院江苏省化工污染控制与资源化重点实验室江苏南京210094

以烧结法和拜耳法生产工艺中产生的赤泥为研究材料,对其重金属和放射性元素含量进行分析,并对两种赤泥中重金属和放射性元素浸出效果进行对比研究.结果表明:两种赤泥显现出不同的理化性质.赤泥中不同重金属的含量差别较大,其中烧结法和... 详细信息

以烧结法和拜耳法生产工艺中产生的赤泥为研究材料,对其重金属和放射性元素含量进行分析,并对两种赤泥中重金属和放射性元素浸出效果进行对比研究.结果表明:两种赤泥显现出不同的理化性质.赤泥中不同重金属的含量差别较大,其中烧结法和拜耳法赤泥中As、Pb、Cr的总含量分别为256.73、120.14、828.02 mg/kg和182.82、165.83、1 043.96 mg/kg,超过我国GB 15618—1995《土壤环境质量标准》.两种赤泥中Zn、As、Pb、Mn、Ni和Th等主要以残渣态的形式存在,可交换态较少,其TCLP浸出量与其存在于交换态金属含量相近.在PBET试验中,胃部消化阶段进行到1 h时,重金属(Cu、Zn除外)及放射性元素的浸出量达到最大,小肠阶段的浸出量明显降低,在胃部消化阶段1 h时拜耳法和烧结法赤泥Pb的浸出率分别达到95.28%和97.80%,表明赤泥中的重金属及放射性元素对人体存在着较大的潜在风险.

关键词：赤泥重金属放射性元素毒性浸出生物可给性

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复合硅酸盐水泥固化电解锰渣及毒性浸出

非金属矿 2020年第2期43卷 5-8页

作者：母维宏周新涛和森黄静罗中秋马越王路星邵周军昆明理工大学化学工程学院云南昆明650500 西昌学院机械与电气工程学院四川西昌615000

对原料电解锰渣(EMR)进行毒性浸出分析,以复合硅酸盐水泥(PC32.5R)为固化剂固化/稳定化处理EMR。研究不同PC32.5R掺量对固化体无侧限抗压强度和毒性浸出的影响,在此基础上,采用XRD和SEM分析固化体物相组成及微观形貌变化,探讨固化体在不... 详细信息

对原料电解锰渣(EMR)进行毒性浸出分析,以复合硅酸盐水泥(PC32.5R)为固化剂固化/稳定化处理EMR。研究不同PC32.5R掺量对固化体无侧限抗压强度和毒性浸出的影响,在此基础上,采用XRD和SEM分析固化体物相组成及微观形貌变化,探讨固化体在不同pH值浸取下的环境安全性。结果表明,EMR浸出液中Mn的浸出质量浓度为1082.43 mg/L,远超GB 8978-1996标准限值(2 mg/L)。采用PC32.5R对EMR进行固化处理,可满足EMR的无害化处理要求;从固化体的长期堆放考虑,EMR的处理量不宜超过85%。XRD和SEM结果表明,EMR中的含锰矿物MnSO4·2H2O、(NH4)2Mn(SO4)2·6H2O及可溶性Mn经PC32.5R固化后向更加稳定的锰钙辉石(CaMnSi2O6)和硅酸锰(MnSiO3)等难溶矿物相转变;同时水化凝胶可把EMR中的各组分胶结在一起,进而有效抑制EMR固化体中Mn的溶出。

关键词：电解锰渣复合硅酸盐水泥毒性浸出固化/稳定化

碱激发螯合生活垃圾焚烧飞灰力学性能和毒性浸出特性

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硅酸盐通报 2024年第10期43卷 3765-3771页

作者：卢诗琳丁秀明罗琦叶伟开董发鑫吴培喜马俊汪峻峰深圳大学土木与交通工程学院深圳518061 防灾科技学院土木工程学院廊坊065201 中国建筑第八工程局有限公司深圳518000

生活垃圾焚烧飞灰螯合固化后,仍存在一定环境隐患,填埋会占用大量土地,将其再利用可以减缓填埋场的压力。本文采用碱激发技术制备螯合飞灰-矿粉基碱激发胶凝材料,除探讨碱激发螯合飞灰的可行性以外,还研究了氧化钙掺量对胶凝材料性能的... 详细信息

生活垃圾焚烧飞灰螯合固化后,仍存在一定环境隐患,填埋会占用大量土地,将其再利用可以减缓填埋场的压力。本文采用碱激发技术制备螯合飞灰-矿粉基碱激发胶凝材料,除探讨碱激发螯合飞灰的可行性以外,还研究了氧化钙掺量对胶凝材料性能的影响。结果表明,在氧化钙掺量为4%(质量分数)时,固化体的抗压强度最高,而当氧化钙掺量超过4%时,固化体的抗压强度则会缓慢减小。氧化钙的加入促进了C-S-H凝胶水化产物的形成,显著提高了材料的抗压强度。同时,通过浸出试验发现掺入氧化钙的固化体的重金属浸出浓度低于未掺氧化钙的固化体,并且满足规定《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)限制值。

关键词：生活垃圾焚烧飞灰螯合飞灰碱激发胶凝材料抗压强度毒性浸出

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皂化渣固化电解锰渣机理及毒性浸出研究

应用化工 2023年第6期52卷 1697-1700页

作者：杨博陈菁林宋旭陆永东魏建明重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室重庆400074 湖北楚晟科路桥技术开发有限公司湖北襄阳441100

基于“以废治废”思路,以皂化渣固化电解锰渣,不同固化方法的毒性浸出对比表明,30%皂化渣+3%生石灰复合,可实现对电解锰渣的无害化处理,SEM结果显示,经皂化渣和生石灰固化处理后,含锰的颗粒状矿物向更稳定的块状转变,有效的将各组分胶... 详细信息

基于“以废治废”思路,以皂化渣固化电解锰渣,不同固化方法的毒性浸出对比表明,30%皂化渣+3%生石灰复合,可实现对电解锰渣的无害化处理,SEM结果显示,经皂化渣和生石灰固化处理后,含锰的颗粒状矿物向更稳定的块状转变,有效的将各组分胶结在一起,从而抑制了Mn^(2+)的浸出。最后,通过柱浸试验验证了本研究固化方法的长期环保特性。

关键词：电解锰渣皂化渣固化毒性浸出

生活垃圾焚烧飞灰毒性浸出规律及水洗预处理废水资源化处理探索

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生活垃圾焚烧飞灰毒性浸出规律及水洗预处理废水资源化处理探索

作者：张晓樵上海大学

学位级别：硕士

随着城市生活垃圾焚烧技术的推广,对焚烧产生的危险废物飞灰的资源化利用也逐渐成为研究热点。飞灰水泥窑共处置是目前国内资源化主要途径之一。通常,共处置前会选取水洗方式对飞灰进行预处理,但该过程产生的废水具有高p H、高重金属浓... 详细信息

随着城市生活垃圾焚烧技术的推广,对焚烧产生的危险废物飞灰的资源化利用也逐渐成为研究热点。飞灰水泥窑共处置是目前国内资源化主要途径之一。通常,共处置前会选取水洗方式对飞灰进行预处理,但该过程产生的废水具有高p H、高重金属浓度、高钙钾钠复盐的特点,其直接排放不仅污染环境,也会造成大量富氯钙盐资源的浪费。如何实现预处理废水的规模化处理,回收工业用盐原料成为垃圾焚烧飞灰水泥窑共处置技术大规模工业化推广亟需解决的瓶颈问题。此外,研究飞灰毒性快速判断方法能有效提高飞灰资源化效率,目前国内该方面研究依然处于空白。本文以上海市固体废物处置中心为研究基地,对垃圾焚烧飞灰中重金属毒性浸出行为与游离Ca O含量的关系进行了深入分析,讨论分析了酸化、医疗废物焚烧烟气碳酸化、混凝絮凝和碳酸钠强化去除等处理方法对水洗废水中重金属的解毒去除效果,并基于确立的最佳工艺参数对水洗废水资源化处理过程进行中试工程示范试验。主要取得了如下成果:一、垃圾焚烧飞灰毒性浸出规律与毒性浸出行为的快速评估(1)飞灰中Pb毒性浸出合格率与f-Ca O含量存在较强关联。当f-Ca O含量小于6%时为酸浸出阶段,飞灰的酸中和容量由于中和作用被耗尽,Pb呈现出较高的浸出毒性。随着f-Ca O含量不断降低,浸出液p H随之降低,Pb浸出浓度急剧升高,毒性浸出合格率在0%-75%范围内波动。当f-Ca O含量在6%-12%之间时,浸出液处于中性或碱性,Pb浸出能力因吸附和沉淀而减弱,常表现Pb的浸出毒性不超标;当f-Ca O含量大于12%时,使平衡时的p H值上升到11以上,两性金属Pb在强碱性环境下溶解度升高,形成可溶性的氢氧根阴离子配合物而浸出,浸出合格率在0%-33%范围内。在判定Pb毒性浸出的阈值为0.5 ppm的条件下,当f-Ca O含量在0%-4%时,所有的样品全部超标。f-Ca O含量在4%-9%范围时,合格率从11%逐渐上升到62%。f-Ca O含量在9%-12%范围时,所有样品的浸出均低于0.5 ppm,合格率为100%。f-Ca O含量在12%-15%范围时,合格率逐渐从33%降低到0%。飞灰中Zn毒性浸出合格率与f-Ca O含量存在较强关联。当f-Ca O含量小于6%时为酸浸出阶段,此时浸出液p H浸出毒性。随着f-Ca O含量不断降低,浸出液p H随之降低,Zn浸出浓度急剧升高,合格率在0%-94%范围内波动。当f-Ca O含量大于6%时,浸出液处于中性或碱性,此时Zn浸出能力因吸附和沉淀而减弱,常表现Zn的浸出毒性不超标。在判定Zn毒性浸出是否合格的阈值调整为1 ppm的条件下,当f-Ca O含量在0%-3%时,所有的样品全部超标,合格率为0%。f-Ca O含量在3%-9%范围时,合格率在5.26%和53.85%之间波动。f-Ca O含量在9%-10%范围时,合格率上升至80%。f-Ca O含量在10%-15%范围时,所有样品Zn的浸出均低于1 ppm,合格率为100%。Cr浸出率较低,全部低于毒性浸出5 ppm的限值。这是由于Cr与飞灰中主要矿物相的结合紧密,不易浸出,主要以Cr O42-和Cr2O72-结合其它金属元素共存。游离Ca O含量和浸出液p H与Cr的毒性浸出之间并不存在明显的线性关系。这与Cr在浸出液中以阴离子形态存在有关。主成分因子分析表明,Pb,Zn的TCLP浸出毒性与f-Ca O含量和浸出液p H之间具有较强的相关性,而与重金属总量和氧化钙总量无关。(2)毒性浸出的快速评估。由于垃圾焚烧飞灰TCLP毒性浸出中主要关注的Pb,Zn两种重金属与游离Ca O含量具有较强的关联。针对美国环保部TCLP毒性浸出测试耗时多于18小时、效率低和操作不便的弊端,通过化学滴定法测定f-Ca O含量,可以在三十分钟内快速评估飞灰毒性浸出风险。当f-Ca O含量在6%-12%之间时,可以保证Pb、Zn的毒性浸出达标。为了保证飞灰中Pb,Zn在极端条件下浸出仍达标,将判别Pb,Zn毒性浸出的阈值降低为0.5 ppm,1 ppm后,f-Ca O含量应控制在10%到12%之间。二、飞灰水洗废水重金属碳化解毒及资源化关键技术研究(1)通过酸化,混凝絮凝,医疗废物焚烧烟气碳酸化,碳酸钠强化去除等手段可以有效降低Pb和Zn的浓度,使其达到DB31/199-2009排放标准。综合比较分析各个处理手段的处理效果,得出飞灰水洗废水解毒工艺适合的工艺参数:焚烧烟气碳化水洗废水至p H=8,然后按照4 g/L投加絮凝剂混合搅拌,后期按照0.25 mol/L碳酸钠强化去除效果。水洗废水中Pb和Zn的去除率可以分别达到100%和91%,两者的浓度均可达到DB31/199-2009排放标准。另外,由于飞灰来源和成分极其复杂,水洗废

关键词：垃圾焚烧飞灰毒性浸出重金属资源回收

砷代羟磷酸钠亚铁石固溶体的制备及其砷毒性浸出特性研究

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砷代羟磷酸钠亚铁石固溶体的制备及其砷毒性浸出特性研究

作者：张明琴昆明理工大学

学位级别：硕士

砷及其化合物都是对人体及其他生物体有高毒害作用的致癌物质。含砷废水是砷害的主要来源之一,其处理方式主要为化学沉淀法。砷沉淀率和所得砷渣的稳定性是考核处理技术的主要指标,如何在获得高砷沉淀率的基础上,提高砷渣的稳定性,是处... 详细信息

砷及其化合物都是对人体及其他生物体有高毒害作用的致癌物质。含砷废水是砷害的主要来源之一,其处理方式主要为化学沉淀法。砷沉淀率和所得砷渣的稳定性是考核处理技术的主要指标,如何在获得高砷沉淀率的基础上,提高砷渣的稳定性,是处理含砷废水的重要研究方向。本研究提出利用AsO43-与PO43-的相近性,AsO43-类质同象替代P043-形成较为稳定的无机砷化合物。本论文以七水合硫酸亚铁(FeS04·7H20)、磷酸(H3PO4)、砷酸(H3As04)和氢氧化钠(NaOH)为原料,在水热法合成羟磷酸钠亚铁石(Na2Fe(PO4)OH)基础上,制备了结晶良好的砷代羟磷酸钠亚铁石固溶体(Na2Fe(P04)1-x(ASO4)xOH)。系统讨论了砷掺量n(As/P)、反应时间t、反应温度T等因素对砷代羟磷酸钠亚铁石固溶体合成、结构及性能的影响,以制定出最佳合成方案,并通过定期砷毒性浸出实验,研究了其稳定性。主要研究结果如下:(1)系统地研究了反应时间t、反应温度T、初始液相pHinitial对水热合成羟磷酸钠亚铁石的影响。通过XRD、SEM-EDS、FT-IR等分析测试手段对沉淀物进行表征与分析,得出合成羟磷酸钠亚铁石最佳实验条件为:反应时间t为12 h、反应温度T为200℃、初始液相pHinitial为 8.0,此条件下形成的产物具有良好的晶体微观形貌和较高的沉淀率Y,Y约为75.60%。(2)在合成羟磷酸钠亚铁石体系中加入砷酸(H3As04),系统地研究了在初始液相pHinitial为 8.0的前提下,考察砷掺量n(As/P)、反应时间t、反应温度T对水热合成砷代羟磷酸钠亚铁石固溶体的影响。结果表明,合成砷代羟磷酸钠亚铁石固溶体最佳实验条件:砷掺量n(As/P)为0.35、反应时间t为12 h、反应温度T为200℃。此时,产物中砷原子含量As%约为2.54%,As/P原子比为0.345左右,砷沉淀率约为19.39%。(3)通过XPS、XRD、SEM-EDS、FT-IR等测试手段,对样品的晶相、形貌、基团以及化学组成等进行了研究,在最佳实验条件下合成的砷代羟磷酸钠亚铁石固溶体晶体结晶度最高。另外,其砷的浸出浓度也较低,这可能和晶体内原子间化学键稳固程度有关。(4)考察了不同条件下合成的砷代羟磷酸钠亚铁石固溶体砷毒性浸出特性。随着浸出时间的延长,砷的浸出浓度CAs呈先升高后趋于稳定的趋势,30 d时,浸出趋于平衡。在中性环境下砷的浸出浓度CAs稳定时为3.56 mg/L,砷浸出率μ为0.42%;在弱酸性(pH=4.0)和弱碱性(pH=9.0)环境下,砷的浸出浓度CAs稳定时分别为4.12 mg/L和3.95 mg/L,砷浸出率μ分别为0.49%和0.46%,砷在中性环境下的浸出浓度明显低于在酸性和碱性的环境中的浸出浓度,说明砷代羟磷酸钠亚铁石固溶体可以较稳定地存在于中性环境下。(5)利用XRD、SEM-EDS手段对溶解前后得到样品的物相组成、形貌、化学组成等进行比较、分析,结果表明溶解后样品的物相和元素组成不变,晶体表面特征变化不大。

关键词：砷代羟磷酸钠亚铁石固溶体水热合成毒性浸出稳定性

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不锈钢冶炼渣熔融还原及毒性浸出实验研究

上海金属 2011年第4期33卷 44-47页

作者：毛佳君陈文彬王强洪新上海大学钢铁冶金重点实验室上海200072

通过半工业化试验证实了可以通过铁浴熔融还原工艺快速回收不锈钢冶炼渣中的铬。采用X射线衍射分析、荧光分析和化学分析方法,得到不锈钢渣的初始成分及物相,熔融还原处理后熔渣中Cr最优收得率达到98.6%,渣中残铬量最低可降至0.063%。... 详细信息

通过半工业化试验证实了可以通过铁浴熔融还原工艺快速回收不锈钢冶炼渣中的铬。采用X射线衍射分析、荧光分析和化学分析方法,得到不锈钢渣的初始成分及物相,熔融还原处理后熔渣中Cr最优收得率达到98.6%,渣中残铬量最低可降至0.063%。并根据相关标准进行了毒性浸出试验,确认了不锈钢冶炼渣经过处理,浸出毒性从0.62 mg/L降低至0.017 86 mg/L,远远低于一般废弃物的标准。

关键词：不锈钢冶炼渣熔融还原残余铬含量毒性浸出

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氢氧化镉溶出特性及毒性浸出实验研究

广东化工 2021年第20期48卷 21-23页

作者：吴志鸿韦汉龙河池学院化学与生物工程学院广西宜州546300

实验采用硫酸镉与氢氧化钠人工合成氢氧化镉摸拟实际氢氧化镉,X射线衍射分析确定氢氧化镉在20~100℃下干燥没有发生晶型转化,为同一稳定晶型。通过考察温度、酸度、搅拌速度对氢氧化镉溶出的影响及氢氧化镉溶出过程的镉水解,得出了氢氧... 详细信息

实验采用硫酸镉与氢氧化钠人工合成氢氧化镉摸拟实际氢氧化镉,X射线衍射分析确定氢氧化镉在20~100℃下干燥没有发生晶型转化,为同一稳定晶型。通过考察温度、酸度、搅拌速度对氢氧化镉溶出的影响及氢氧化镉溶出过程的镉水解,得出了氢氧化镉溶出的基本规律,实验结果表明:当搅拌速率为400 r/min时基本已经消除了外扩散对镉溶出浓度影响;溶出浓度随pH的降低而升高,随温度的升高而升高;氢氧化镉溶出过程中发生镉水解,通入CO_(2)能促进镉的水解。根据相关标准进行毒性浸出试验,浸出毒性为0.9 ug/mL。研究结果对含镉废渣稳定化/固化设计、环境影响评价及其污染防治有一定的参考价值。

关键词：氢氧化镉毒性浸出浸泡特性稳定化

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水泥混凝土中垃圾焚烧飞灰连续毒性浸出研究

建材世界 2014年第5期35卷 15-18页

作者：崔鹏通辽市交通工程局通辽028000

水泥稳定/固化垃圾焚烧飞灰是一种成熟有效的危险废物处理方法,该文通过试验考察了掺入飞灰后的混凝土试件的抗压强度以及毒性浸出特性,评价了水泥稳定/固化技术的有效性以及飞灰自身胶凝活性特点,结果表明,飞灰的掺入明显降低了试件的... 详细信息

水泥稳定/固化垃圾焚烧飞灰是一种成熟有效的危险废物处理方法,该文通过试验考察了掺入飞灰后的混凝土试件的抗压强度以及毒性浸出特性,评价了水泥稳定/固化技术的有效性以及飞灰自身胶凝活性特点,结果表明,飞灰的掺入明显降低了试件的抗压强度,经过水泥固化后飞灰中主要毒性元素除Cr和Ni外浸出能力明显下降,而Cr和Ni元素浸出浓度严重超过标准规定值,因此对于Cr和Ni元素的固化应考虑水泥联合重金属螯合剂复合固化手段加以固化处置。

关键词：垃圾焚烧飞灰混凝土抗压强度毒性浸出