不同植物凋落物对土法冶炼铅锌废渣的改良效果

为探索不同植物凋落物对土法冶炼铅锌废渣的改良效果,分析了废渣分别与等质量刺槐、柳杉、构树、芦竹和三叶草凋落物共培养90d后的pH、可溶性盐含量、氧化还原电位、含水量、养分含量、酶活性和重金属释放量。结果表明:1)不同凋落物均可大幅度提高废渣的含水量,柳杉效果最佳,含水量依次为柳杉>芦竹>刺槐>构树>三叶草>对照,但对废渣的pH、可溶性盐含量和氧化还原电位影响较小;2)不同凋落物均可不同程度提高氮、磷总量及其有效态含量和有机质含量,其中三叶草处理的有效氮和有效磷含量最高,分别为99.87mg/kg和38.4mg/kg,远高于对照23.8mg/kg(有效氮)和19.6mg/kg(有效磷),芦竹和三叶草处理的有机质含量相当,分别为141.28g/kg和140.71g/kg。废渣中的有机质含量整体偏高,这可能是因为废渣中含有燃烧不完全的碳(煤);3)过氧化氢酶活性较对照略有提高,芦竹和三叶草处理较好,脲酶活性较对照[38.75mg/(kg·h)]极显著提高,且三叶草和构树处理极显著高于其他处理,分别为112.75mg/(kg·h)和104.4mg/(kg·h);4)不同凋落物处理均极显著降低了Zn、Pb、Cd和Cu(除柳杉外)的释放量。其中,构树处理效果最好,Zn、Pb和Cd释放量分别为0.71mg/L、3.77μg/L和23.4μg/L,极显著低于其他处理;Cu释放量为7.86μg/L,显著低于对照。结论:植物凋落物能有效抑制铅锌冶炼废渣中重金属等有毒有害污染物的释放,并能显著提高铅锌冶炼废渣的生态恢复性能。

碱激发冶炼铅渣-偏高岭土复合胶凝材料的制备及水化机理

为探究水玻璃碱激发条件下冶炼铅渣和偏高岭土基复合胶凝材料的力学性能,采用单因素试验与正交试验,研究冶炼铅渣球磨时间、碱当量、碱激发剂模数和偏高岭土与冶炼铅渣的质量比对复合胶凝材料力学性能的影响。利用XRD、SEM和FTIR对复合胶凝材料的水化机理进行综合分析。结果表明:以上因素对复合胶凝材料28 d抗压强度的影响顺序依次为碱激发剂模数、冶炼铅渣球磨时间、碱当量、偏高岭土与冶炼铅渣的质量比;当冶炼铅渣球磨时间为4 h,碱当量为6%(质量分数),碱激发剂模数为1.4,偏高岭土与冶炼铅渣的质量比为3∶7时,复合胶凝材料28 d抗压强度达56.18 MPa;偏高岭土能够促进冶炼铅渣水化,产生更多凝胶和网状结构的硅铝酸盐类晶体填充基体孔隙,对胶凝体系后期强度发展起到促进作用。

锌冶炼铅银渣与铅精矿协同处理工艺

铅银渣中含有铅、锌、银等有价金属,处理工艺应实现有价金属回收和无害化两个目的。湿法处理工艺产出的浸出渣仍然属于危废;火法处理工艺中较先进的基夫赛特工艺和Ausmelt工艺采用与铅精矿搭配的方式处理铅银渣,但分别存在生产成本高、建设投资大的问题。本文介绍一种通过氧气底吹熔炼协同处理锌冶炼铅银渣与铅精矿的工艺,理论计算显示在某冶炼厂典型的铅精矿与铅银渣成分且氧化熔炼不需配入燃料的前提下,铅银渣配入最大值为13%。生产实践数据表明,该工艺铅回收率>98%、锌回收率>90%、银回收率>98.5%,资源回收率显著;整个工艺充分利用铅精矿中硫化物氧化放热,吨渣标煤消耗为260~330 kgce/t,实现了铅银渣的低碳处理;工艺流程产生的烟气进行制酸,烟尘回到冶炼炉进行综合回收,废渣可以直接销售给水泥厂进行综合利用,达到了无害化处理的目标。

株冶铅锌联合冶炼铅渣处理的工艺优化与生产实践

株冶从2006年开始结合铅系统工艺特点,进行了以加大锌系统铅渣处理量为核心的环保效益型生产转型并取得突破,为铅生产企业赢利能力提升探索出了一条新的途径。本文分析探讨了加大渣料处理对烧结焙烧工艺过程及生产的影响,提出了相应的改进措施。

铅冶炼渣基生态胶凝材料的研发及重金属固化

铅冶炼渣(LSS)是一种含有重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As和Pb)的危险废物,其不当处置会对生态系统造成不可挽回的危害。本工作采用化灰渣(LAS)、水氯镁石(BF)、矿粉(SP)及适量水泥(CM)协同激发铅冶炼渣制备生态胶凝材料。通过正交试验得到胶凝材料的最优配比,阐述了不同因素对生态胶凝材料抗压强度的影响;采用XRD、SEM、FTIR、硫酸和硝酸法等方法分析了胶凝材料水化产物的特性及重金属浸出规律。研究结果表明:当铅冶炼渣和水泥的质量比为3∶1,化灰渣、水氯镁石、矿粉的外掺量分别为铅冶炼渣和水泥质量总量的20%、10%、10%时,制备出的生态胶凝材料抗压强度最优,28 d抗压强度达到40.9 MPa,且矿粉掺量为影响其抗压强度的第一要素。微观分析表明,胶凝材料的水化产物主要为弗里德尔盐、方解石、C-S-H和C-A-S-H,它们相互连接形成致密的空间网络结构,这不但有助于提高胶凝材料的力学性能,还能实现对重金属元素的物理固封和离子交换吸附固化。胶凝材料对主要重金属的胶结固化率大于83%,重金属浸出液浓度符合生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)的要求。

铅锌冶炼重金属重污染土壤稳定化研究

针对部分铅锌冶炼场地遭受严重重金属污染的问题,采用基于铁的稳定化材料FeCl_(3)+CaCl_(2)+NaOH+Ca(OH)_(2),FeCl_(3)+CaCl_(2)+NaOH+Ca(OH)_(2)+Na_(2)S及FeCl_(3)+Na_(2)HPO_(4)进行修复。根据TCLP浸出法评估效果,选出最佳组合为FeCl_(3)+Na_(2)HP0_(4),该组合在3个场地中使Pd浸出浓度分别下降96%,63%,61%,显著减少重金属迁移。研究突显了合适材料的选择对有效土壤稳定化的重要性。

铅基物料冶炼技术发展趋势

我国铅矿资源“贫矿多、富矿少”,海外铅精矿供应过剩量减少。铅冶炼过程存在多元素资源共生、原料品质波动大、冶炼工艺复杂等特点,目前我国有色金属冶炼行业处于机械化、电气化、自动化、信息化并存,不同企业之间呈现发展不平衡的状态。基于以上,本文介绍了铅矿资源(铅精矿和含铅废料)分布情况及铅主要用途,铅冶炼技术发展历程,并概述了当前主要铅基物料冶炼技术,如氧气底吹熔炼-熔融还原-富氧挥发炼铅技术、富氧浸没顶吹炼铅技术、硫酸铅渣湿法炼铅技术、侧吹浸没燃烧熔池熔炼处理再生铅资源技术、脆硫铅锑矿处理技术、铅阳极泥处理技术、铜浮渣及铅精渣处理技术、铅电解技术等,结合铅冶炼的工业生产场景,采用深度学习方法,建立熔炼炉的数据驱动模型,可实现对系统关键运行指标的实时预测与评估,推动铅冶炼技术的智能化、数字化,以迎接铅行业发展机遇与挑战。

黄河流域典型铅锌冶炼企业重金属废水管控与碳排放协同研究

黄河流域作为国家生态安全的重要屏障,重金属污染一直以来备受关注.为提升重金属重点排放源铅锌冶炼行业废水排放管控水平,本文聚焦黄河流域中上游典型地区某铅锌冶炼企业,研究了不同产污环节排放废水中重点重金属排放特征及达标情况,并从行业绿色低碳发展方面测算了不同冶炼工艺流程碳排放强度、不同产污环节排放废水处理过程碳排放强度.结果表明:(1)采用氧化法+硫化钠除汞+石灰中和+生物制剂法+除铊稳定剂的组合处理工艺,污酸废水中总铅、总镉、总汞和总砷的排放浓度均可稳定达到《铅、锌工业污染物排放标准》(GB 25466-2010)特别排放限值要求,以处理后各重金属日最大检出浓度的90%分位数作为参比浓度,该处理工艺对总铅、总镉、总汞的去除率分别为98.2%、99.8%、99.9%.(2)铅锌冶炼企业污酸车间地面冲洗水应全部纳入污酸车间污水处理系统进行集中处理,避免铅、镉、汞、铊等重金属废水稀释排放,长期汇入黄河干流富集造成潜在环境风险.(3)锌冶炼过程重金属主要富存于固相颗粒和液相颗粒中,污酸废水(废气洗涤制酸废水)中总铅、总镉、总汞、总砷产污系数分别为4.83、4.33、7.02、0.01 g/t(以产品计),较实际流向废气中相应重金属产污系数低10^(3)量级.(4)鉴于污酸废水处理碳排放强度约为一般性生产废水的7.93倍,建议加强评估并推广应用2022年《国家先进污染防治技术目录(水污染防治领域)》提出的有色冶炼烟气洗涤污酸废水治理与资源化利用技术,研究提出基于资源化利用途径的污酸废水排放控制要求.(5)湿法炼锌工艺碳排放强度为3.08 t/t(冶炼1 t锌的CO_(2)排放量),相对属于绿色低碳冶炼工艺.研究显示,黄河流域中上游部分典型铅锌冶炼企业已采用相对绿色低碳冶炼工艺,鉴于黄河流域的国家战略定位,需进一步提升末端重金属废水风险管控和减污降碳协同治理力度,引领沿黄冶炼产业高质量发展.

西南某铅锌冶炼废渣堆放场地周边土壤重金属污染特征与风险评价

为探究西南某铅锌废堆渣场地及其周围土壤中重金属空间分布特征和生态风险,以西南某废弃铅锌冶炼废渣堆放场地为研究目标,通过检测其土壤中As、Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni共8种元素,概括其空间分布特征,分析重金属存在形态对其迁移与渗透的影响,并采用多个污染评价方法对该废渣堆放场的重金属状况进行污染风险评估。结果表明:堆渣场地重金属元素分布与地表径流方向一致,且向深层土壤渗透;As、Cd、Cu已很难再以离子形态随地表径流进一步迁移,而Pb、Zn目前仍具有较大的离子迁移性能,仍会进一步向周边及深层土壤扩散;按照综合污染指数评价上层堆渣区属于重污染,污染元素主要来源于As;同时As、Cd含量表现出极强的生态毒性,使该区域存在很强的生态风险。研究结果为该区域土壤的进一步修复提供了理论依据和参考。

铅锌冶炼烧结点火炉点火过程数值模拟

为了探究铅锌冶炼工艺中烧结点火炉内点火过程的多物理场分布规律,本文以某企业带式点火炉为研究对象,构建了炉内天然气流动、燃烧与传热过程的数学物理模型,并考虑了铅锌矿料化学反应热以及料层阻力的影响,对点火炉内的点火过程进行了详细的数值模拟研究,深入分析了炉内速度场、温度场和浓度场的分布规律,评价了点火料层的温度均匀性,并分析了其产生的原因,最终总结了点火炉的优化改造建议。结果表明:点火烧嘴中高速气流相向运动形成撞击面,破坏了炉内流场的稳定性;点火段主要位于两排主烧嘴的下方料面区域;主烧嘴气流受点火烧嘴气流的影响而发生偏转,导致点火段料面存在局部低温区,不利于料层的均匀着火。

提高烟化炉处理铅锌冶炼渣能力的实践

某铅锌冶炼厂通过烟化炉处理铅锌冶炼渣回收有价金属,由于烟化炉采用的钢制冷却水套使用寿命短,导致作业率偏低。同时,由于烟化炉冶炼渣的SiO 2含量高,烟化炉经常出现炉渣流动性恶化而影响作业率。随着该冶炼厂渣物料产量的增加,烟化炉能力不足的问题逐渐凸显,急需提升作业率和炉床能力。通过系统研究,对烟化炉的工艺和设备进行优化改造,烟化炉的实际作业率从改造前的85.01%提高到96.48%,床能力提高3.9 t(m^(2)·d),达到21~22 t(m^(2)·d)。

一种环保型铅冶炼连续给料装置的研究

介绍一种新型铅冶炼连续给料装置的结构和工作原理,该装置可实现原料连续、稳定的进料,减少熔炼炉热量的损耗,降低生产能耗,有效减少无组织废气的对外排放。

铅锌冶炼渣基胶凝材料固化电镀污泥研究

电镀污泥是含有各类重金属的危险废物。本文利用铅锌冶炼渣制备胶凝材料,评估该胶凝材料对固化电镀污泥效果,并阐明了有机聚合物对固化过程的影响机制。结果表明,在碱含量为3.5%(质量分数)、水玻璃模数1.4、液固比0.22条件下,铅锌冶炼渣基胶凝材料可安全固化2.5%(质量分数)的电镀污泥;与未加有机聚合物相比,加入有机聚合物后复合胶凝材料对电镀污泥的固化量提高一倍,同时抗压强度提高27.45%,此时总Cr浸出浓度从20.05 mg/L降低至13.65 mg/L,低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)规定的限值。固化体的矿物组成、微观形貌、化学键和原子价态分析表明,在铅锌冶炼渣中Fe(II)和有机聚合物共同作用下,能有效降低Cr毒性,提高重金属离子固定率。本研究为安全处置电镀污泥及综合利用铅锌冶炼渣提供了新思路。

微波强化中和铅锌冶炼渣干燥机制研究

针对现行铅锌冶炼渣干燥周期长、过程污染大等问题,本文提出微波强化干燥新工艺,在分析原料物性状态的基础上,对中和铅锌冶炼渣高温介电及微波干燥影响因素进行分析,明确了微波强化中和铅锌冶炼渣干燥过程机制。结果表明,中和铅锌冶炼渣中含有结晶水的物相为CaSO_(4)·0.5H_(2)O,自由水含量为30.2%,结晶水含量为7.2%,自由水与结晶水的吸波性能相似,且明显优于渣中其他物相;在粒径8 cm、厚度2.2 cm、微波功率700 W、干燥时间15 min条件下,微波干燥中和铅锌冶炼渣效果最优,自由水完全去除,结晶水去除率达到53.06%,总失水率为34.02%;微波干燥中和铅锌冶炼渣时,会引起中和铅锌冶炼渣的破裂分层,有助于实现快速高效干燥;相较常规干燥,微波干燥1 kg中和铅锌冶炼渣节约能耗16.98%(630 kJ),比常规多脱除5.40%的水分,干燥时间缩短87.5%。本论文所建立中和铅锌冶炼渣干燥技术具有明显优势。

电感耦合等离子体发射光谱法同时测定铅冶炼工作场所空气中的铊砷镉等有害元素

针对铅冶炼工作场所空气中的铊、砷、镉等的含量的快速检测难题,利用升级改造后电感耦合等离子体发射光谱仪,通过使用微孔滤膜收集空气中烟尘,采用高氯酸、硝酸进行消解溶样,配制铊、砷、镉等标准溶液,使用ICP-AES仪器进行铊、砷、镉谱线的选择和干扰校正,能够实现一次溶样,同时完成多种重金属有害元素测定,方法准确快捷,试验研究加标回收率在98%~103%之间,铊、砷、镉的检出限分别达到0.001 5μg/mL、0.002 1μg/m、0.000 1μg/mL等,很好地满足了企业对空气中有害元素快速检测需求。

铅锌冶炼废水中硫酸钠的循环利用技术研究

针对铅锌冶炼废水中硫酸钠资源化利用的问题,利用带有隔膜的一膜两室自制电解槽进行电解制备酸(H 2SO 4)和碱(NaOH)的实验,探究硫酸钠浓度、电流密度、极板间距、电解时间等参数对酸、碱产率的影响,从而确定最优电解方案。实验结果表明,最佳实验条件为硫酸钠浓度为25%,电流密度85.0 mA/cm 2,外加循环电解液体积为70 mL,循环速率50 mL/min,极板距离5 mm,电解时间3 h。在上述最优条件下,酸、碱产率都能达到10%左右,在实现环保的同时,也可实现高盐废水的循环利用,提升铅锌冶炼清洁、可持续发展能力。

铅锌冶炼厂周边土壤的重金属污染现状及研究进展

土壤重金属污染是我国土壤污染的一项重要问题,铅锌冶炼厂周边土壤的重金属污染更是难以治理。本文简要说明了我国的铅锌分布情况以及其对环境污染的严重性,阐述了我国铅锌冶炼厂周边土壤重金属污染的来源、特点和危害,分析了我国各地区及国外部分冶炼厂周边土壤的重金属污染现状,整理了我国现阶段对铅锌冶炼厂周边土壤重金属污染治理的措施,以期为今后的重金属污染防治提供一定的参考。

降低铅冶炼底吹炉高铅渣含硫量的生产实践

某铅冶炼厂采用“富氧底吹氧化-氧气侧吹还原”工艺进行粗铅冶炼,底吹炉产出的高铅渣含硫量较高,达到1.3%~1.6%,对后续尾气脱硫系统造成一定影响,环保处理成本升高。为了解决该问题,本文结合理论和生产实践分析了铅冶炼底吹炉高铅渣含硫高的主要原因。高铅渣中的硫主要以硫酸根形态存在,这些硫酸根一部分来自入炉物料中的硫酸盐类铅物料,另一部分则是在熔炼过程中由硫化铅精矿发生氧化反应生成的。降低高铅渣含硫量的主要途径是提高熔池熔炼的温度和降低系统中SO_(2)的分压。结合生产实践从渣型、氧料比、入炉粒矿含硫、系统SO_(2)分压等方面探讨了降低底吹炉高铅渣含硫量的途径和方法。在含铅渣料搭配比例30%左右,控制渣温1050~1100℃,控制渣型FeO/SiO_(2)1.4~1.8,CaO/SiO_(2)0.4~0.6;氧料比100~110 Nm^(3)/t,入炉粒矿有效硫12.5%~13.5%及适当负压等相关工艺参数组合条件下,可使高铅渣残硫保持在1.2%以下。

典型铅冶炼企业砷锑烟尘资源化制备Sb_(2)O_(3)

砷锑烟尘是铅冶炼企业产生的一种高锑高砷固体粉末,对冶炼区环境构成了重大威胁。如何实现砷锑烟尘的资源化回收和无害化处理,是当前重金属冶炼企业所面临的共性难题。本文提出了一种砷锑烟尘真空气化-冷凝清洁制备Sb_(2)O_(3)的新方法。ICP结果表明,砷锑烟尘经低温、高温两段真空气化-冷凝处理,Sb_(2)O_(3)含量由73.96%升高至91.35%,As元素含量由18.10%降低至6.20%,其余杂质含量占比不超过0.17%。XRD结果表明,锑以Sb_(2)O_(3)形态气化迁移-冷凝,杂质砷以As_(2)O_(3)形态迁移挥发,两物相分离效果显著。SEM和EPMA分析表明,制备出的Sb_(2)O_(3)产品颗粒粒径分布均匀。整个过程废气、废水零排放,无试剂消耗,对铅冶炼企业周边生态环境的影响轻微。