检索结果-南通市图书馆

含砷废水水热臭葱石法沉砷行为及物相转化研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

含砷废水水热臭葱石法沉砷行为及物相转化研究

作者：张俊昆明理工大学

学位级别：硕士

砷是一种剧毒元素,广泛存在于有色金属矿物中,随着矿业活动的进行,而被释放出来,并进入工业水溶液中。常采用化学沉淀法处理含砷废水,然而沉砷渣易受环境影响,产生二次污染。臭葱石被认为是最佳的无害化含砷固体堆弃物。因此,对铜冶炼... 详细信息

砷是一种剧毒元素,广泛存在于有色金属矿物中,随着矿业活动的进行,而被释放出来,并进入工业水溶液中。常采用化学沉淀法处理含砷废水,然而沉砷渣易受环境影响,产生二次污染。臭葱石被认为是最佳的无害化含砷固体堆弃物。因此,对铜冶炼含砷废水进行臭葱石沉砷处理具有重要的意义。以铜冶炼含砷废水为研究对象,进行水热臭葱石法沉砷行为及物相转化研究,获得了以下实验结果:(1)研究了初始Fe/As物质的量比、初始pH、氧分压、反应时间以及反应温度等宏观技术参数对水热臭葱石沉砷过程及沉砷渣物相转变的影响规律。实验结果表明:在初始砷浓度19g/L、Fe/As物质的量比1.5、初始pH为1、反应温度160℃、搅拌转速500 r/min、氧分压0.6 MPa和反应时间3h的优化技术条件下,砷与铁的沉淀率分别为98.14%和87.68%,获得了纯度较高的晶型臭葱石沉砷渣,沉砷渣中砷、铁、氧、氢及硫的含量分别为22.15%、25.55%、45.91%、3.02%及3.37%。沉砷渣粒度为18.6μm,沉砷渣的比表面积降低至0.019m/g。(2)在水热臭葱石法沉砷过程中Fe(Ⅱ)氧化的速率对臭葱石沉砷渣物相组成影响显著。Fe(Ⅱ)氧化反应为一级反应,表观活化能为118.075k J/mol,受化学反应控制。经分析沉砷渣中以臭葱石为主要物相,沉砷渣中铁、砷元素为主并含有少量的硫。在较低温度、初始pH和搅拌速度、较高的Fe/As物质的量比下,有利于形成粒度较大的臭葱沉砷渣。(3)水热臭葱石法沉砷过程亚稳态物相的转化行为研究结果表明:较低的初始pH、氧分压及反应温度,适当提高Fe/As物质的量比,延长反应时间不仅有利于提高溶液中的As与Fe的沉淀率,也有利于溶液中的亚稳态物相向臭葱石物相转化,降低渣中的硫含量,促进臭葱石晶粒长大。渣中的SO震动吸收峰减弱,沉砷渣的比表面积降低及粒度增大,表明渣中的亚稳态铁矾物相转化为臭葱石物相。(4)含砷废水中98%以上的砷被稳定固化为臭葱石物相,沉砷后液含砷0.56g/L,采用微生物法或膜分离法进行深度除砷后,可达到排放标准。

关键词：铜冶炼含砷废水水热沉砷臭葱石 Fe(Ⅱ)氧化行为亚稳态铁物相转化

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

含砷铁溶液水热法臭葱石沉砷研究

含砷铁溶液水热法臭葱石沉砷研究

作者：余自秀昆明理工大学

学位级别：硕士

砷的毒性极强,具有生物积累性和致癌性。有色金属冶金是产生含砷废水的主要行业,对含砷物料的处置不当是导致我国砷污染事件频发的主要原因。采用石灰乳中和沉淀等传统化学沉淀法处理含砷废水时生成体积庞大的砷沉淀物易造成二次污染,... 详细信息

砷的毒性极强,具有生物积累性和致癌性。有色金属冶金是产生含砷废水的主要行业,对含砷物料的处置不当是导致我国砷污染事件频发的主要原因。采用石灰乳中和沉淀等传统化学沉淀法处理含砷废水时生成体积庞大的砷沉淀物易造成二次污染,臭葱石因具有性质稳定,体积小,浸出毒性小等特点,是一种理想的砷沉淀物。开展含砷物料无害化、稳定化处理,实现有色金属行业含砷废水的清洁高效处理,对改善生态环境具有十分重要的意义。本论文以含砷铁溶液为研究对象,开展了水热氧化条件下臭葱石沉砷实验研究,主要研究内容与研究成果如下:(1)根据电化学和冶金热力学基本理论,绘制了水热条件下Fe-As-H20系的电位-pH图,明确了生成砷酸铁沉淀的理论范围是0.06砷酸铁理论稳定范围内,采用水热氧化沉砷法可以得到以臭葱石晶体(FeAsO4·2H2O)存在的含砷沉淀物。(2)研究了水热条件下溶液初始砷浓度、初始pH、初始铁砷摩尔比、反应温度、反应时间、氧分压以及搅拌速度等因素对臭葱石沉砷过程的影响。结果表明:铁砷摩尔比小于2、初始pH小于1.0、搅拌速度高于200r/min以及反应温度低于180℃时有利于纯净臭葱石的形成,溶液初始砷浓度、氧分压及反应时间对臭葱石沉砷过程影响不显著。初始pH大于1.0、反应温度高于180℃以及搅拌转速为200r/min时,沉砷渣中除臭葱石物相外还存在碱式硫酸铁物相,铁砷摩尔比高于2.0时,沉砷渣中还存在草黄铁矾物相。碱式硫酸铁和草黄铁矾是造成沉砷渣中铁和硫含量升高,砷含量降低的主要原因。(3)水热条件下亚铁盐氧化沉砷法制备臭葱石的优化工艺条件为:初始砷浓度10g/L,初始pH 1.0,初始铁砷摩尔比1.5,反应时间3h,反应温度160℃,氧分压0.6 MPa,搅拌速度500r/min,在此优化技术条件下,能够合成性质稳定的大颗粒臭葱石,沉砷率可达97%,臭葱石沉砷渣中砷含量可达31%。(4)臭葱石形成过程中亚铁盐氧化动力学符合二级反应方程,其表观活化能为52.5kJ/mol,说明其受化学反应控制。降低初始pH、初始铁砷摩尔比、温度和搅拌转速,提高初始砷浓度能够减小亚铁氧化速率,增大臭葱石粒度。

关键词：含砷铁溶液水热沉砷臭葱石电位-pH图亚铁氧化动力学

铜冶炼含砷废水水热臭葱石沉砷及亚稳态铁物相转化行为

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

中南大学学报（自然科学版） 2019年第9期50卷 2053-2062页

作者：张俊李存兄魏昶邓志敢李兴彬张鹏昆明理工大学冶金与能源工程学院

以铜冶炼过程所产生的含砷废水为研究对象,研究宏观技术参数对水热臭葱石沉砷及过程亚稳态铁物相的转化影响规律。研究结果表明:适当提高初始Fe与As物质的量比、氧分压以及反应温度,控制初始pH为1,不仅能提高As和Fe的沉淀率,也有利于亚... 详细信息

以铜冶炼过程所产生的含砷废水为研究对象,研究宏观技术参数对水热臭葱石沉砷及过程亚稳态铁物相的转化影响规律。研究结果表明:适当提高初始Fe与As物质的量比、氧分压以及反应温度,控制初始pH为1,不仅能提高As和Fe的沉淀率,也有利于亚稳态铁物相的分解与转化。延长反应时间可显著降低沉砷渣中S的质量分数,并形成大颗粒臭葱石。在初始Fe与As物质的量比为1.5,初始pH为1,氧分压为0.6 MPa及反应温度为160℃的条件下,As和Fe的沉淀率分别为98.28%与87.89%,获得了以臭葱石为主要物相的沉砷渣,其As,Fe和S的质量分数分别为22.04%,25.58%和3.54%,粒度为18.6μm,比表面积为0.019 m^2/g。

关键词：含砷废水水热沉砷臭葱石铁矾碱式硫酸铁

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

含砷铁溶液水热臭葱石沉砷研究

昆明理工大学学报（自然科学版） 2017年第1期42卷 1-8页

作者：余自秀李存兄魏昶杨晨年邓志敢李兴彬樊刚昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093

研究从含砷铁溶液中将砷沉淀为臭葱石的过程.对常压和水热条件下的沉砷效果,以及水热条件下铁源、初始pH、Fe/As摩尔比、氧分压等因素对合成臭葱石的影响规律进行了研究.结果表明:水热条件下易生成具有晶体结构的臭葱石,而常压条件下仅... 详细信息

研究从含砷铁溶液中将砷沉淀为臭葱石的过程.对常压和水热条件下的沉砷效果,以及水热条件下铁源、初始pH、Fe/As摩尔比、氧分压等因素对合成臭葱石的影响规律进行了研究.结果表明:水热条件下易生成具有晶体结构的臭葱石,而常压条件下仅获得非晶形的沉砷渣;适当降低含砷铁溶液的初始pH和Fe/As摩尔比有利于形成晶型良好的臭葱石,但不利于沉砷率和沉铁率的提高,氧分压对沉砷效果影响不显著.在初始pH为1,温度为160℃,Fe/As摩尔比为1.5,氧分压为0.4 MPa的优化技术条件下,沉砷率为96.82%,沉铁率为95.95%,得到的臭葱石渣中砷、铁含量分别为25.04%和30.21%.

关键词：含砷铁溶液水热沉砷臭葱石钠铁矾

砷碱渣中砷锑碱梯级分离及金属砷回收工艺研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

砷碱渣中砷锑碱梯级分离及金属砷回收工艺研究

作者：李童冰中南大学

学位级别：硕士

我国是锑冶炼大国,火法炼锑产生大量高毒高风险砷碱渣,年产量达5000～6000吨,对企业生产和生态环境造成极大负担。砷碱渣中有价成分综合回收不仅对环境友好且能“变废为宝”,具有较好的环境和经济效益。目前,砷碱渣资源化处理技术存在... 详细信息

我国是锑冶炼大国,火法炼锑产生大量高毒高风险砷碱渣,年产量达5000～6000吨,对企业生产和生态环境造成极大负担。砷碱渣中有价成分综合回收不仅对环境友好且能“变废为宝”,具有较好的环境和经济效益。目前,砷碱渣资源化处理技术存在砷碱分离流程复杂、分离不彻底,碱耗大、资源浪费,砷渣产生量大、仍需无害化处理等问题。针对该问题,基于金属砷潜在的价值、低毒性等特点,研究开发了砷碱渣“水浸-水热沉砷-碳热还原”新工艺,实现砷锑碱梯级分离与金属砷回收。研究结果如下:(1)针对湖南某企业砷碱渣,研究发现其砷、锑含量较低,分别为2.74%和1.22%,砷主要以砷酸钠赋存,碱主要为碳酸钠,而锑则以锑酸钠为主。基于砷、锑、碱赋存物相的溶解性差异,开展了砷碱渣水浸研究,考察了浸出工艺参数对砷、锑、钠浸出率的影响,得出较优的工艺参数为:浸出时间30 min、液固比3:1、浸出温度45℃。该条件下砷、锑、钠浸出率分别达95.3%、1.6%、86.7%。浸出过程分析发现,温度升高可提高砷浸出率,但锑浸出率也随之提高,主要是由于锑的硫化物也被浸出,不利于砷、锑的分离。因此,水浸选择的温度不宜过高。水浸得到的锑渣进入到锑冶炼系统回收锑。碱性浸出液用于进一步回收碱。(2)针对碱性浸出液中砷、碱的分离,开展了氧化钙水热沉砷研究,最优的水热沉砷工艺参数为:初始p H=11、水热温度180℃、反应时间6 h、Ca/As摩尔比24:1。该条件下,碱性浸出液的沉砷率达95.3%,沉砷渣主要物相为Ca(As O)(OH)、Ca CO、Ca(OH)。在水热沉砷过程中,氢氧化钙和碳酸钙晶体成长快,颗粒大,减弱对砷酸根离子的包裹作用,促进了砷酸根离子与钙离子的接触可能性,提高了沉砷率。沉砷碱液作为回收碱的原料,通过蒸发浓缩结晶,得到由NaOH、NaOH·HO、NaCO等物相组成的混合碱,可返回锑冶炼用于除砷。沉砷渣用于进一步回收金属砷。(3)针对含砷酸钙的沉砷渣,通过热力学计算和热重行为分析,验证了沉砷渣碳热还原回收金属砷的可行性。基于此开展了沉砷渣碳热还原工艺研究,结果表明在碳粉添加量10%、还原温度1000℃、还原时间3 h条件下,砷挥发率达93.1%。挥发产物主要为单质砷,砷含量达92%,可进一步提纯作为砷资源贮存。还原渣主要物相为氧化钙,可循环用于水热沉砷。与传统的砷碱渣处理工艺相比,本研究开发的砷碱渣“水浸-水热沉砷-碳热还原”砷锑碱梯级分离与金属砷回收新工艺,具有可实现砷锑碱梯级分离、砷以无毒的单质砷回收、沉砷剂氧化钙可循环使用、全流程未引入难处理的阴阳离子等优点。图32幅,表14个,参考文献111篇

关键词：砷碱渣砷锑碱分离水热沉砷金属砷回收

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

砷碱渣中砷锑碱梯级分离及金属砷回收工艺

中南大学学报（自然科学版） 2023年第2期54卷 495-505页

作者：柯勇曹俊杰李童冰李燕春邓承宇余林闵小波中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083 国家重金属污染防治工程技术研究中心湖南长沙410083

针对当前砷碱渣处理过程砷碱分离效果差、分离的砷酸钠或钙砷渣安全处置难等问题,提出“水浸-水热沉砷-碳热还原”回收金属砷新工艺。以湖南某冶炼厂砷碱渣为对象,开展砷碱渣水浸砷锑分离、氧化钙水热沉砷砷碱分离、沉砷渣碳热还原回收... 详细信息

针对当前砷碱渣处理过程砷碱分离效果差、分离的砷酸钠或钙砷渣安全处置难等问题,提出“水浸-水热沉砷-碳热还原”回收金属砷新工艺。以湖南某冶炼厂砷碱渣为对象,开展砷碱渣水浸砷锑分离、氧化钙水热沉砷砷碱分离、沉砷渣碳热还原回收金属砷等环节的工艺研究。研究结果表明:在浸出时间30 min、液固比3:1、浸出温度45℃、搅拌速度600 r/min的水浸条件下,砷、锑浸出率分别为95.3%和1.6%。在初始pH=11、水热温度180℃、反应时间6 h、Ca/As物质的量比为24:1的水热沉砷条件下,沉砷率达95.3%,沉砷渣主要为碳酸钙、氢氧化钙和砷酸钙。在碳粉添加量10%、温度1 000℃、还原时间3 h条件下,砷挥发率为93.1%,挥发产物砷质量分数达92.0%。砷碱渣“水浸-水热沉砷-碳热还原”新工艺,具有可实现砷锑碱梯级分离、砷以无毒的单质砷回收、沉砷剂氧化钙可循环使用、全流程未引入难处理的阴阳离子等优点。

关键词：砷碱渣砷锑碱分离水热沉砷金属砷回收

维普期刊数据库博看期刊

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

臭葱石矿化沉砷研究现状与展望

云南冶金 2023年第4期52卷 68-73页

作者：罗劲松李存兄邓戈张德超王阳波李玉东向成喜昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093 云南铜业股份有限公司西南铜业分公司云南昆明650102

综述了当前含砷废水臭葱石沉砷工艺的发展现状与研究动态。臭葱石沉砷法因砷渣渣量小、性质稳定等特点被认为是理想的固砷产物。详细阐述了臭葱石沉砷原理、工艺优化与调控、砷渣物相定向调控等,并对该技术的发展趋势进行展望,为有色金... 详细信息

综述了当前含砷废水臭葱石沉砷工艺的发展现状与研究动态。臭葱石沉砷法因砷渣渣量小、性质稳定等特点被认为是理想的固砷产物。详细阐述了臭葱石沉砷原理、工艺优化与调控、砷渣物相定向调控等,并对该技术的发展趋势进行展望,为有色金属行业清洁高效除砷工艺选择提供参考借鉴。

关键词：含砷废水臭葱石常压沉砷水热沉砷