硫鐵礦冶煉廢渣的Pb和Cd釋放遷移規(guī)律研究.pdf

1、本論文以重慶市某磺硫廠的煉硫廢渣為研究對(duì)象，對(duì)廢渣的表征特性和電動(dòng)去除技術(shù)開(kāi)展專(zhuān)門(mén)研究。具體內(nèi)容有：對(duì)廢渣的特性進(jìn)行表征，研究廢渣中Pb和Cd的形態(tài)結(jié)構(gòu)和在電場(chǎng)作用下的遷移影響規(guī)律；研究在三維電極條件下，重金屬的遷移和去除能效變化；分析電動(dòng)去除重金屬的機(jī)理和遷移傳質(zhì)規(guī)律。得到了以下結(jié)論：
　　廢渣樣品中含有多種以氧化物、硅酸鹽相存在的重金屬元素；廢渣樣品呈現(xiàn)弱酸性，電動(dòng)去除實(shí)驗(yàn)時(shí)酸性條件易于重金屬的遷出。浸出毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，釋放

2、的重金屬只是較少的部分，重金屬的釋放應(yīng)是一個(gè)長(zhǎng)期的積累過(guò)程。形態(tài)分析結(jié)果表明，廢渣中Cd比Pb的可提取態(tài)含量百分比更大，Cd更容易釋放進(jìn)入環(huán)境中。
　　電動(dòng)去除實(shí)驗(yàn)研究表明，隨著電壓梯度的升高和pH值的減小，廢渣中Pb和Cd的去除率逐步增大，且在相同條件下，Cd的去除率比Pb小。pH值的變化主要影響Pb的酸可提取態(tài)，電壓梯度的變化主要影響Pb的可還原態(tài)；廢渣中Pb的酸可提取態(tài)和可還原態(tài)是影響Pb電動(dòng)去除效率的兩個(gè)主要因素。電壓梯度

3、的變化和pH值的變化主要影響 Cd的可氧化態(tài)，對(duì)酸可提取態(tài)、可還原態(tài)的影響不大；廢渣中Cd的可氧化態(tài)是影響Cd電動(dòng)去除效率的主要因素。
　　添加三維電極后：對(duì)樣品區(qū)電壓降和pH值的影響不大，電流的變化趨勢(shì)也相同，但系統(tǒng)中電流達(dá)到最大值的時(shí)間縮短約24 h，系統(tǒng)電流變大；Pb和Cd的去除率有顯著提升，其中Pb的最大去除率提高了31.88％，Cd的最大去除率提高了24.5%；廢渣中重金屬的釋放量增加，增強(qiáng)了部分廢渣中重金屬元素由殘?jiān)鼞B(tài)

4、向非殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)移，降低了廢渣中重金屬元素的環(huán)境活性；處理的單位質(zhì)量廢渣的能耗有明顯降低。
　　本論文取得了以下創(chuàng)新性研究成果：（1）首次將形態(tài)分析方法用于硫鐵礦冶煉廢渣中重金屬電動(dòng)去除過(guò)程的研究，提出Pb和Cd電動(dòng)去除的效能與元素的形態(tài)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，為硫鐵礦冶煉廢渣中Pb和Cd釋放遷移的化學(xué)機(jī)制研究提供了支撐。（2）根據(jù)表征體內(nèi)質(zhì)量守恒，提出了電動(dòng)去除過(guò)程中重金屬污染物遷移的傳質(zhì)模型，從理論上論述了硫鐵礦冶煉廢渣中Pb和Cd釋放遷移