SO_(2)浸出软锰矿体系连二硫酸锰的生成机制

副产物连二硫酸锰(MnS_(2)O^(6))的生成是限制软锰矿烟气脱硫技术广泛工业化应用的关键科学问题。迄今,MnS_(2)O^(6)的生成机制尚未阐明,难以为控制MnS_(2)O^(6)的生成提供有效的理论依据。本文采用理论分析与实验验证相结合的方法研究了SO_(2)浸出软锰矿体系MnS_(2)O^(6)的生成机制,阐明了MnS_(2)O^(6)生成速率的控制步骤和动力学过程。首先,通过文献研究对反应体系进行了理论分析,并基于SO_(2)氧化的HSO_(3)自由基机理及表面吸附和电化学模型提出的SO_(2)还原浸出二氧化锰(MnO_(2))的动力学模型,提出MnS_(2)O^(6)的生成机制可用HSO_(3)自由基生成机理进行解释,MnS_(2)O^(6)生成速率微观上取决于HSO_(3)生成速率,宏观上主要取决于体系H^(+)和HSO_(3)^(-)浓度,理论推导的生成速率方程为RMnS_(2)O_(6)=k·[H^(+)],H^(+)和HSO_(3)^(-)的理论反应级数均为1.0。然后,通过动力学实验研究考察了体系SO_(2)浓度、pH和温度对MnS_(2)O^(6)生成的影响和动力学过程,结果表明:MnS_(2)O^(6)生成速率随体系SO_(2)浓度的增大而增加,随体系酸度和温度的升高呈现先快速减小后下降趋缓的趋势,H^(+)和SO_(2)浓度对MnS_(2)O^(6)生成速率的反应级数分别为–0.059和1.014,反应活化能为7068.98 J/mol。最后,结合动力学实验研究结果和SO_(2)溶解平衡分析,推导出体系H^(+)浓度和HSO_(3)^(-)浓度的反应级数分别为0.955和1.014,与理论推导出的反应级数非常接近。研究结果验证了理论分析所得动力学方程的准确性,表明MnS_(2)O^(6)生成机制可用HSO_(3)自由基生成机理进行解释,可为MnS_(2)O^(6)生成特性及抑制方法研究提供理论依据和有效途径。

云南元谋盆地干润变性土中次生方解石特征及形成

土壤新生体对于研究区域环境变化、营养元素释放以及次生成矿作用具有重要意义。利用化学分析、X射线衍射、偏光显微镜和扫描电子显微镜等探讨云南省元谋盆地干润变性土钙质结核中的次生方解石的特征和形成过程。结果表明 ,钙质结核中次生方解石含量高 ,晶形完整 ;钙质结核以及次生方解石形成既取决于气候 ,也与微地形有关。次生方解石的形成过程及特征反映了自全新世以来元谋盆地主要处于干热气候环境中。

电化学法直接快速测定COD初步研究

对一种全新的方法—电化学法测定COD进行了初步研究。制备出析氧超电位很大的铂基α PbO2 和 β PbO2 双镀层电极 ,并用以电解产生羟基自由基直接氧化废水中有机物。在本研究确定的条件下 ,COD标液在 0～ 30 0mg L呈良好的线性关系 ,一次测定仅需 30s。

软锰矿浆烟气脱硫资源化利用新工艺

首次建立了"软锰矿浆烟气脱硫制取电解锰、高纯碳酸锰及硫酸铵的废气脱硫资源化利用"工艺,通过对该工艺的实验研究,确定出较优的工艺流程和工艺条件,制得符合(GB3418-82)的电解锰产品和符合(GB10503-89)的高纯碳酸锰产品并回收硫酸铵,实现了从烟气中回收硫资源和提高软锰矿综合利用附加值的目的,并为该法的工业化提供了理论依据和设计参数。研究结果表明,该工艺路线是可行的,开辟了一条既经济又环保的软锰矿烟气脱硫吸收液资源化利用的新途径。

烟气氧硫比对软锰矿浆烟气脱硫体系浸锰过程及脱硫产物的影响

基于烟气中氧气与二氧化硫浓度之间的关系对软锰矿浆烟气脱硫反应的影响机理分析,提出用氧硫比(氧气与二氧化硫的摩尔比)作为关联烟气含氧量与二氧化硫浓度的参数,考察了烟气氧硫比对软锰矿浆烟气脱硫体系锰浸出率及脱硫产物的影响,据此探讨了提高锰浸出率与硫酸锰产量的方法。结果表明,氧硫比是体系pH值变化的指针因子,并通过改变体系的pH值影响体系锰浸出率及脱硫产物;体系锰浸出率与硫酸锰产率随氧硫比的增大呈现先增大后减小的趋势,氧硫比低于15,体系中有其它锰系副产物产生,产生量随氧硫比的增大而减小。氧硫比高于20,体系中无其它锰系副产物产生。对于氧硫比高于30或氧硫比低于15的烟气,可通过加入菱锰矿或硫酸调节体系pH值的方式,提高锰浸出率及产物中硫酸锰的比例,并抑制副产物的生成。此研究结果可为实现通过烟气的氧硫比控制pH调节剂(菱锰矿或者硫酸)的添加量,进而实现脱硫反应pH的自动化控制提供理论依据。

软锰矿浆烟气脱硫吸收液制取电解锰的工艺研究

对“软锰矿浆烟气脱硫制取电解锰、高纯碳酸锰及硫酸铵的废气脱硫资源化”体系中脱硫吸收液制取电解锰的工艺进行了实验研究。在吸收液中先加双氧水将Fe2+氧化成Fe3+,再加氨水调节pH值至5.5±0.5后过滤除铁,进而在滤液中按约50mL?L?1的配比添加硫化铵,经沉淀过滤后去除重金属。将除杂后的滤液在采用银、锡、锑、铅合金作阳极板,1Crl8Ni9Ti不锈钢板作阴极板,涤纶布作隔膜制成的电解装置进行直流电解,考查了各电解工艺参数对电流效率和槽电压的影响。结果表明电解工艺参数的较佳控制范围为:电流密度390A·m-2左右,温度35℃左右,硫酸铵浓度110g?L?1左右,SeO2添加量约0.04g?L?1,槽液锰浓度约18g?L?1,进液锰浓度约26g?L?1,进液pH值8左右,制得的电解锰质量达到GB3418-82要求。研究结果表明,软锰矿烟气脱硫吸收液制取电解锰的工艺是可行的,开辟了一条软锰矿脱硫吸收液资源化利用的新途径。

二氧化硫液相浸取低品位软锰矿的动力学

研究了液相中二氧化硫对低品位软锰矿的浸出行为。考察了液相搅拌转速、温度、二氧化硫浓度及pH对锰浸出率的影响,研究了软锰矿粒径及表面元素相对含量随锰浸出率的变化,并对其浸出的动力学模型进行了分析。实验结果表明,搅拌转速为400 r/m in时可消除外扩散对锰浸出率的影响。锰浸出率随温度、二氧化硫浓度的升高而增大,随pH的增大而减小。当锰浸出率为80%时,软锰矿粒径减小约20%,表面锰含量减小73%,硅元素含量增大18%。动力学研究结果表明,软锰矿的浸出过程为扩散-化学反应混合控制过程,反应的活化能为36.85kJ/mol,二氧化硫浓度、氢离子反应级数分别为1.559 5和0.588 4。

软锰矿浆烟气同步脱硫脱硝尾液中连二硫酸锰分解特性的研究

针对软锰矿浆烟气脱硫脱硝尾液中MnS2O6的存在会影响副产品质量的问题,对MnS2O6在液相中的分解特性进行了研究。基于液相中MnS2O6的分解产物及碘量法测定SO2的原理,通过测定SO2生成速率表征MnS2O6的分解速率,探讨了H2SO4浓度、MnS2O6浓度、温度及MnSO4、Mn(NO3)2浓度对MnS2O6分解速率的影响。结果表明,MnS2O6分解速率随H2SO4浓度、MnS2O6浓度和温度的升高而增大,随MnSO4浓度的增大而减小,与Mn(NO3)2浓度无关。本征动力学研究结果表明,MnS2O6、H2SO4浓度的反应级数分别为0.8、1.2,活化能为96.9 kJ.mol-1,指前因子为1.61×1010s-1,研究结果可为软锰矿浆烟气脱硫脱硝尾液中MnS2O6的去除提供理论依据。

硫酸锰溶液碱化沉淀—焙烧法制备Mn_3O_4

针对传统Mn3O4生产过程中存在工艺控制复杂和污染物排放量大的问题,结合传统液相法和焙烧法的优点,提出了先用NaOH滴加含有分散剂十二烷基硫酸钠(SDS)的硫酸锰溶液制备四氧化三锰前驱体,再焙烧前驱体制备Mn3O4,用SEM、XRD对产物进行表征。试验结果表明:在SDS投加量1.5g/L、反应温度60℃、反应时间30min和搅拌转速300r/min条件下,可得到粒径约100nm、大小分布均匀的纳米级前驱体颗粒,其主要由Mn(OH)2、MnOOH和Mn3O4组成;前驱体焙烧制备Mn3O4最佳温度为1 000℃,此时可得到呈四方尖晶石结构、粒径约500nm、颗粒大小均匀的Mn3O4产品。

pH值缓冲剂及烟气氧含量对软锰矿浆烟气脱硫体系的影响

软锰矿浆烟气脱硫工艺能利用软锰矿中的MnO2与烟气中的SO2反应生成副产品硫酸锰,喷射鼓泡反应器(JBR)适宜于该工艺体系,但在单级JBR反应器中进行软锰矿浆烟气脱硫很难同时实现较高的脱硫率(η(SO2))和锰浸出率(X(Mn))。针对这一问题,通过实验在JBR反应器中考察了pH值缓冲剂添加比例和烟气氧含量对软锰矿浆烟气脱硫体系的影响,确定烟气氧含量为21%时pH值缓冲剂的最佳添加比例为30%,烟气氧含量为7%时pH缓冲剂的最佳添加比例为10%。结果表明,在模拟燃煤烟气的条件下,体系中pH值缓冲剂的添加比例为10%时,可实现在单级JBR反应器内同时获得大于80%的脱硫率和锰浸出率的效果,证明该法不但具有在工艺操作上的可行性,还具有经济上的可行性,具有较好的工业化应用前景。

锰粉置换法从软锰矿烟气脱硫尾液中去除重金属的研究

软锰矿烟气脱硫尾液的主要成分为硫酸锰,其中也含有Cu2+、Zn2+、Co2+、Ni 2+、Pb2+、Cd2+等重金属离子,在回收硫酸锰之前必须除杂。从理论上分析了用锰粉置换法去除重金属离子的可行性,探讨了温度、锰粉投加量及搅拌速度对重金属去除率的影响。结果表明:反应最佳温度为75℃,温度太高反而不利于反应进行;搅拌速度对重金属去除率的影响具有局限性,过快或过慢都不利于反应进行,最佳搅拌速度为250r/min;除Pb2+外,锰粉投加量越大,置换去除率越高。

软锰矿浸出液硫化铵去除重金属试验研究

研究了以硫化沉淀法去除软锰矿浸出液中的重金属,考察了温度、(NH4)2S加入量对硫化过程的影响,以及聚氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)对硫化过程絮凝效果的影响。结果表明:重金属总去除率、锰损失率和硫化物残留量均随(NH4)2S加入量的增加而增大,在温度30℃、(NH4)2S加入量10mL/L条件下,重金属总去除率为97.33%,硫化物残留量为8.40mg/L,锰损失率为3.23%;PAC的加入可强化重金属去除效果,减少硫化物残留量和锰的损失;PAM单独使用对重金属的去除几乎没有影响,但在一定范围内可降低硫化物残留量和锰损失率。正交试验结果表明:在PAC加入量为80 mg/L、CPAM加入量为0.2 mg/L、(NH4)2S加入量为10mL/L条件下,重金属总去除率可进一步提高到98.42%,硫化物残留量降至1.53mg/L,而锰损失率仅1.39%。

软锰矿烟气脱硫浸出液同步去除铁、铝试验研究

针对软锰矿烟气脱硫浸出液中铁、铝含量较高的问题,提出了稀释溶液法与碳酸锰中和沉淀法相结合同步去除铁、铝新方法,考察了溶液稀释倍数、温度、碳酸锰加入量、H2O2加入量等对铁、铝去除效果的影响,对沉渣进行了XRD分析。结果表明:在溶液稀释3.6倍、MnCO3加入量60g/L、H2O2加入量10mL/L、反应温度90℃条件下,铁去除率为99%,铝去除率为96%;XRD分析结果表明,沉渣中的铁、铝主要以FeOOH和Al(OH)3形式存在,说明铁水解成针铁矿、铝水解成Al(OH)3而去除。

硫酸锰热解制备Mn_2O_3以及用热解尾气浸出低品位软锰矿的实验研究

用硫酸锰(MnSO4)高温热解的方法制备了Mn2O3,并考察了热解制备过程中产生的尾气浸出低品位软锰矿的可行性。热解实验表明,850℃是硫酸锰热解制备Mn2O3的最佳温度。硫酸锰在850℃热解所得Mn2O3产品的锰含量为68.93%。产品的XRD和FTIR表征结果表明,热解产物为单一相的立方体结构Mn2O3。尾气测定结果表明,硫酸锰热解制备Mn2O3时释放出的尾气中含有SO2和SO3,两者摩尔比约为7∶1。浸出实验结果表明利用热解尾气浸出软锰矿是可行的。在温度为60℃,初始硫酸浓度为0.1 mol/L时,尾气中SO x(SO2和SO3)的吸收率达到99.73%,软锰矿的锰浸出率达到94.37%。该工艺不仅可以避免液相制备方法中废水的问题,还可以使得热解制备过程产生的尾气和低品位软锰矿同时得到资源化利用。

主成份分析法在二滩水质监测数据综合分析中的应用实例

以二滩水质监测数据为例 ,运用主成份分析法对大量的水质监测数据进行综合分析。结果表明 ,影响二滩水库水质质量的主要因素分别为水土流失、水中有机污染、水体富营养化以及人畜粪便污染。通过实例分析可以看出 ,主成份分析法能够正确而全面地定量化反映出常规统计方法所无法反映的监测数据或监测指标之间内在的关系 。

用软锰矿浆烟气脱硫吸收液制备锰酸锂新工艺

研究了以软锰矿浆烟气脱硫吸收液制备锰酸锂,提出以净化后的软锰矿浆烟气脱硫吸收液为原料,采用液相碱化沉淀法获得复合锰氧化物,以此锰氧化物作前驱体制备锰酸锂新技术,采用SEM和XRD对制备的锰酸锂进行表征。结果表明:采用该工艺可以获得结晶度较高、颗粒大小均匀、粒径约为100nm的锰酸锂产品,锰沉淀母液蒸发结晶可获得硫酸钠晶体;软锰矿浆烟气脱硫吸收液中的锰实现了高值资源化,工艺无废液产生。

流化床生物反应器载体的研究

流化床生物反应器(FBBR)是一种微生物同时具有附着生长和悬浮生长特征的废水处理反应器,虽然起步较晚,但因其具有优良的反应性能,目前得到广泛的研究与应用。本文正是针对FBBR中决定反应器处理效率与能耗的重要因素之一-载体颗粒进行综述。介绍了载体颗粒在反应器中所起作用、微生物与载体的结合及生物膜附着对载体性质影响等方面的情况。对比了目前FBBR中常用的3类载体-无机多孔性载体、有机多孔性载体和复合多孔性载体中部分应用载体的物理性质,并重点阐述了它们在反应器中的反应特性。最后指明复合多孔载体将是今后载体研究的主要方向,而部分可降解载体颗粒是其中的一个较重要的突破点。

内循环三相好氧流化床用于废水脱硫

采用内循环好氧反应器处理模拟的含硫废水,以颗粒活性炭为载体,探讨影响反应器效果的主要因素,探求合理的运行参数。研究表明,对于不同的硫化物负荷,总存在一个最佳曝气量,使反应器的处理效率达到92%以上;HRT的减小、进水硫化物浓度的增加会降低硫化物的去除率;增加曝气量会提高反应器的去除能力;进水pH在7.5～8.5变化时对处理效果没有明显的影响;尾气中硫化物损失比率与出水硫化物浓度呈正相关,与进水pH有一定关系;反应器出水呈乳白色浑浊状时,处理效果最好。

眉山市生态市规划中生态敏感性评价

以四川省眉山市为例,应用GIS空间分析技术和生态因子评分法,针对水土流失、生物多样性和土地利用现状进行生态敏感性评价,并通过多因子加权求和模型进行综合分析。结果表明,眉山市极敏感区占全市总面积的15.83%,高度敏感区占17.22%,中度敏感区占47.72%,轻度敏感区占19.22%。并根据不同敏感区的特点,提出了相应的环境保护对策。

镍印迹壳聚糖珠体对软锰矿浸出液中镍离子的吸附性能

研究了以镍离子为模板离子、壳聚糖为单体、环氧氯丙烷为交联剂,采用离子印迹法制备镍印迹壳聚糖珠体吸附剂,并将其用于从软锰矿浸出液中吸附镍,考察了溶液中锰离子质量浓度、溶液pH、温度及吸附时间对镍印迹壳聚糖珠体吸附镍离子性能的影响。结果表明:镍印迹壳聚糖珠体对镍离子有较好的选择吸附性能;在溶液pH=5.0、温度40℃、吸附剂用量1g/L条件下,对镍离子吸附率为67%,而对锰离子的吸附率仅为7.0%,可有效分离镍离子与锰离子。